發(fā)布時間：2020-11-11 10:07

　　 填料塔在化工領(lǐng)域作為的一種膜接觸設(shè)備吸收、蒸餾、萃取等領(lǐng)域有著廣泛的的應(yīng)用。高通量、高效率和低壓降等優(yōu)良的綜合性能一直作為填料塔領(lǐng)域的研究指標(biāo)。對新型填料的研究一直是填料塔提升其傳質(zhì)性能和流體力學(xué)性能的最成熟和最廣泛的方式。然而,對原有填料進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)只能在一定程度上提升填料塔的性能指標(biāo),提升程度有限,也沒有解決填料塔在有固相生成的化學(xué)反應(yīng)中的難以工作等問題。因次,提出一種新型的塔器結(jié)構(gòu),從根本上提升填料塔的傳質(zhì)性能和流體力學(xué)性能是本文的研究重點。本文針對以上問題,做如下研究:(1)首先對填料塔的傳統(tǒng)研究方向做了介紹和總結(jié),在此基礎(chǔ)上提出了一種基于填料周邊的流體湍動,提出一種新型塔器結(jié)構(gòu),使填料自身產(chǎn)生振動。運用PLC和電磁鐵為控制元件,以內(nèi)部裝填磁球的球形填料為執(zhí)行元件,構(gòu)建一個動態(tài)填料塔平臺,并從理論上證明其可行性。(2)以永磁體和填料內(nèi)填充的磁球為實驗對象,使用高斯計測定不同距離的磁場強(qiáng)度,擬合出距離與磁力之間的方程與曲線;通過對永磁體作用下磁球運動距離的分析,擬合其運動方程,通過二次求導(dǎo),得到距離與磁力之間的方程與曲線。對后面的動態(tài)填料塔實驗平臺的搭建提供計算依據(jù)。(3)使用PLC作為實驗平臺的下位機(jī),組態(tài)王作為實驗平臺的下位機(jī)完成動態(tài)填料塔的硬件選型和設(shè)計與軟件部分的編程。完成實驗平臺的搭建,并測試其功能。
【學(xué)位單位】：寧夏大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TQ053.5;TQ53
【部分圖文】：

?ｍ?賺形填料?矩ｇ形填料??圖１．１典型的散堆填料??（２）規(guī)整填料??規(guī)整填料研宄的起步時間比散堆填料要晚，性能要求的起點也高，根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為波紋型填??料和非波紋型填料，根據(jù)材料可分為塑料規(guī)整填料和金屬規(guī)整填料。１９６２年由瑞士蘇爾壽公司設(shè)??計及研發(fā)的第一款規(guī)整填料正式問世。這種填料命名為金屬絲網(wǎng)波紋填料可以明顯改善填料塔??的流體力學(xué)性能和傳質(zhì)性能，但其造價昂貴，必須考慮生產(chǎn)成本來進(jìn)行選擇使用。而且壽命較短，??填料表面極易產(chǎn)生固相沉積。為了對上述的缺點進(jìn)行優(yōu)化，蘇爾壽公司在金屬絲網(wǎng)波紋填料基礎(chǔ)??上研發(fā)了金屬板波紋填料，金屬波紋填料具有代表性的是Ｍｅｌｌａｐａｋ填料［１７］。波紋填料由于其材??質(zhì)的選擇，適用范圍廣泛，在大尺徑塔中與高氣一液壓強(qiáng)環(huán)境中有著良好的表現(xiàn)。在之后的規(guī)整??填料研宄中，依據(jù)著高效率、大通量、低壓降的指標(biāo)，越來越多的規(guī)整填料出現(xiàn)在市場上。如由??蘇爾壽公司設(shè)計的優(yōu)流填料Ｍｌ

?ｍ?賺形填料?矩ｇ形填料??圖１．１典型的散堆填料??（２）規(guī)整填料??規(guī)整填料研宄的起步時間比散堆填料要晚，性能要求的起點也高，根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為波紋型填??料和非波紋型填料，根據(jù)材料可分為塑料規(guī)整填料和金屬規(guī)整填料。１９６２年由瑞士蘇爾壽公司設(shè)??計及研發(fā)的第一款規(guī)整填料正式問世。這種填料命名為金屬絲網(wǎng)波紋填料可以明顯改善填料塔??的流體力學(xué)性能和傳質(zhì)性能，但其造價昂貴，必須考慮生產(chǎn)成本來進(jìn)行選擇使用。而且壽命較短，??填料表面極易產(chǎn)生固相沉積。為了對上述的缺點進(jìn)行優(yōu)化，蘇爾壽公司在金屬絲網(wǎng)波紋填料基礎(chǔ)??上研發(fā)了金屬板波紋填料，金屬波紋填料具有代表性的是Ｍｅｌｌａｐａｋ填料［１７］。波紋填料由于其材??質(zhì)的選擇，適用范圍廣泛，在大尺徑塔中與高氣一液壓強(qiáng)環(huán)境中有著良好的表現(xiàn)。在之后的規(guī)整??填料研宄中，依據(jù)著高效率、大通量、低壓降的指標(biāo)，越來越多的規(guī)整填料出現(xiàn)在市場上。如由??蘇爾壽公司設(shè)計的優(yōu)流填料Ｍｌ

只能用于特定的氣體與液體進(jìn)行充分反應(yīng)，所以流體的密度Ｐ與流體的黏度系數(shù)／／變的，所以要想提高流體狀態(tài)參數(shù)雷諾數(shù)必須要從流體的流速ｖ入手。??但另一方面現(xiàn)今大多數(shù)塔器由于成本問題和現(xiàn)有技術(shù)的不足無法大幅度提高流體的統(tǒng)填料塔改變流體的流速大多依靠塔器外部閥門調(diào)節(jié)，這種方式一是難以大幅度提高速，二是很難根據(jù)所需要的傳質(zhì)效能來提高固定數(shù)值的流體的流速，難以進(jìn)行的規(guī)范化與需要進(jìn)行大量的試驗與數(shù)據(jù)統(tǒng)計，耗費人力物力。所以設(shè)計一種在入口固定流體的流速，塔器內(nèi)部可以實現(xiàn)改變流體的流速的新型填料塔是符合現(xiàn)今填料塔的發(fā)展趨勢的。??與現(xiàn)有填料對比，層壓式絲網(wǎng)填料雖然計算比表面積較大，但層間流道層疊擠壓，比表面積不大，而填裝流動阻力卻較大，流體難以獲得較好的湍動效果；而湍球塔及其球雖然流體具有較好的湍動效果，但其傳質(zhì)比表面積并不大，而且要求裝置提供較高的流度，并保持填料＾流態(tài)化狀態(tài)，能耗增大。??２．１．２新型填料增強(qiáng)塔性能的途徑??寧夏大學(xué)自主研發(fā)的新型填料，填料結(jié)構(gòu)由２層套疊的錯孔球面組成，多層球殼之撐圓柱連接，球殼上均布貫穿圓孔，最內(nèi)層球殼內(nèi)置球狀磁體或鐵氧體；直接相鄰的內(nèi)面上的貫穿圓孔相互錯開，不直接貫通。所用填料在結(jié)構(gòu)上彌補了傳統(tǒng)散堆填料（拉西環(huán)）的不足，具有大的比表面積和持液量。??
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10 王玉博;減壓填料塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)失效分析研究[D];中國石油大學(xué);2011年

本文編號：2879057