本文關(guān)鍵詞：IP型高效填料的流體力學(xué)與傳質(zhì)性能研究

  更多相關(guān)文章： 傳質(zhì)與分離 規(guī)整填料 流體力學(xué)性能 傳質(zhì)性能 工業(yè)應(yīng)用

【摘要】：結(jié)合化工領(lǐng)域目前的發(fā)展?fàn)顩r,根據(jù)填料的工業(yè)應(yīng)用需求,秉持著“低阻高效”的設(shè)計(jì)理念,本文綜合折線形波紋填料和脈沖填料的設(shè)計(jì)思想,研究開發(fā)了IP型規(guī)整填料。IP型填料的波紋構(gòu)型改變了傳統(tǒng)的X型或Y型填料的直線式波紋形狀,采用兩種轉(zhuǎn)角不同的折線依次交替排布的方式,在折線轉(zhuǎn)角處圓滑過渡,并對(duì)填料表面進(jìn)行粗糙化處理以增強(qiáng)成膜性。氣液流動(dòng)通道橫截面積呈擴(kuò)大和收縮交替變化的狀態(tài),加強(qiáng)氣液混合；通過折線角度變化促進(jìn)液相湍動(dòng),加快液膜更新,強(qiáng)化傳質(zhì)過程。常溫常壓條件下,采用冷膜實(shí)驗(yàn)方法,以空氣-水-氧氣為操作介質(zhì),測(cè)定四種比表面積的IP型絲網(wǎng)波紋填料(IP125、IP250、IP500、IP700)的綜合性能,并和傳統(tǒng)的X型、Y型填料進(jìn)行對(duì)比。測(cè)試結(jié)果表明IP型填料的壓降會(huì)隨著比表面積、氣速和液流強(qiáng)度的增大而增大；同一比表面積下,液泛氣速因液流強(qiáng)度的增加而逐漸減小,同一噴淋密度下,比表面積越大則液泛氣速越小；IP125型填料的干塔壓降較X125型填料平均降低了21%,IP700型填料的干塔壓降較CY700型填料平均降低了49%；在本文對(duì)比范圍內(nèi),IP700型填料的濕塔壓降均小于CY700型填料,而且隨著氣速的增加,壓降間的差值逐漸增大；液泛氣速較CY700型填料平均提高了19%；在實(shí)驗(yàn)噴淋密度范圍16.87 m3·m-2·h-1-56.22 m3.m-2·2·h-1內(nèi),IP700型填料的傳質(zhì)性能均優(yōu)于CY700型填料,L=33.73 m3.m-2·h-1時(shí),HETP平均降低了14%。本文結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和IP型填料的特點(diǎn),研究了適宜預(yù)測(cè)IP型填料流體力學(xué)性能的模型,并對(duì)其進(jìn)行關(guān)聯(lián)式擬合,得到了可用于計(jì)算IP型填料壓降和液泛氣速的關(guān)聯(lián)式。計(jì)算結(jié)果表明,通過參數(shù)回歸得到的IP型填料流體力學(xué)性能關(guān)聯(lián)式可較為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)其流體力學(xué)性能,相對(duì)偏差在10%以內(nèi)。在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和關(guān)聯(lián)式的支撐下,進(jìn)一步將IP型填料應(yīng)用于正丁醇廢液提濃回收和醋酸甲酯精制工段中。應(yīng)用結(jié)果表明,IP型填料將廢液中質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%正丁醇溶液提濃至85%,純度為92.56%的粗醋酸甲酯提純至99.9%以上。解決了工段存在的問題,達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。研究結(jié)果表明,IP型填料是一種低能耗、高傳質(zhì)效率的填料,具有良好的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：傳質(zhì)與分離 規(guī)整填料 流體力學(xué)性能 傳質(zhì)性能 工業(yè)應(yīng)用
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ050.45
【目錄】：

• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集3-4
• 摘要4-6
• ABSTRACT6-15
• 符號(hào)說明15-17
• 第一章 文獻(xiàn)綜述17-45
• 1.1 填料塔技術(shù)發(fā)展概述17-29
• 1.1.1 散堆填料18-21
• 1.1.2 規(guī)整填料21-26
• 1.1.3 塔內(nèi)件簡(jiǎn)述26-29
• 1.2 填料的流體力學(xué)性能29-39
• 1.2.1 持液量29-32
• 1.2.2 壓降32-37
• 1.2.3 液泛氣速37-39
• 1.3 填料的傳質(zhì)性能39-43
• 1.3.1 有效相界面面積39-41
• 1.3.2 傳質(zhì)系數(shù)41-42
• 1.3.3 等板高度42-43
• 1.4 課題意義與研究內(nèi)容43-45
• 1.4.1 課題意義43
• 1.4.2 研究內(nèi)容43-45
• 第二章 IP型填料的性能測(cè)試45-53
• 2.1 IP型絲網(wǎng)填料的開發(fā)45-47
• 2.2 實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)流程47-49
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置47-48
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)流程48-49
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法49-50
• 2.3.1 流體力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)49-50
• 2.3.2 傳質(zhì)性能實(shí)驗(yàn)50
• 2.4 數(shù)據(jù)處理方法50-53
• 第三章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析討論53-91
• 3.1 IP型填料的流體力學(xué)性能53-66
• 3.1.1 干塔壓降53-55
• 3.1.2 濕塔壓降55-65
• 3.1.3 液泛氣速65-66
• 3.2 IP型填料的傳質(zhì)性能66-82
• 3.3 IP型填料與傳統(tǒng)填料的性能對(duì)比82-88
• 3.3.1 干塔壓降82-83
• 3.3.2 濕塔壓降83-85
• 3.3.3 液泛氣速85-86
• 3.3.4 傳質(zhì)性能86-88
• 3.4 小結(jié)88-91
• 第四章 IP型填料的流體力學(xué)模型關(guān)聯(lián)91-113
• 4.1 壓降模型理論基礎(chǔ)91-92
• 4.2 IP型填料干塔壓降關(guān)聯(lián)式擬合92-95
• 4.3 IP型填料濕塔壓降關(guān)聯(lián)式擬合95-107
• 4.4 IP型填料液泛氣速擬合107-110
• 4.5 小結(jié)110-113
• 第五章 IP型填料的應(yīng)用113-119
• 5.1 正丁醇廢液提濃回收113-115
• 5.1.1 廢液處理工段現(xiàn)存問題113-114
• 5.1.2 IP型填料的應(yīng)用114-115
• 5.2 醋酸甲酯精制115-117
• 5.2.1 粗醋酸甲酯提純115
• 5.2.2 IP型填料的應(yīng)用115-117
• 5.3 小結(jié)117-119
• 第六章 結(jié)論119-123
• 6.1 結(jié)論119-121
• 6.2 展望121-123
• 參考文獻(xiàn)123-129
• 致謝129-131
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文131-133
• 作者和導(dǎo)師簡(jiǎn)介133-134
• 附件134-135

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