加壓條件下規(guī)整填料傳質(zhì)特性研究.pdf

1、為了了解加壓條件下規(guī)整填料精餾塔的傳質(zhì)性能,準(zhǔn)確預(yù)測整塔傳質(zhì)效率,本文通過實(shí)驗(yàn)就壓力對(duì)傳質(zhì)效率的影響進(jìn)行了研究,并且通過建立相應(yīng)的模型對(duì)傳質(zhì)效率和有效相界面積進(jìn)行了預(yù)測,另外對(duì)加壓條件下規(guī)整填料的"效率駝峰"的機(jī)理進(jìn)行了初步討論. 實(shí)驗(yàn)首先在高壓精餾熱模實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)行,塔徑為150mm,測試填料和物系分別為:Mellapak 350Y和正丁烷/異丁烷,壓力范圍為0.7～1.9MPa.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在實(shí)驗(yàn)條件的范圍內(nèi),隨著氣相負(fù)荷的

2、增加,填料的分離效率呈增加的趨勢,而隨著操作壓力的增加,平均的分離效率亦呈增加的趨勢,并且通過軸向濃度分布情況評(píng)價(jià)了填料塔的傳質(zhì)性能.本文得到的數(shù)據(jù)與FRI的存在著明顯的差異,通過分析認(rèn)為這個(gè)差異主要是由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備因素造成的.根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),建立了一個(gè)預(yù)測規(guī)整填料效率的簡捷方法,并利用文獻(xiàn)中的數(shù)據(jù)對(duì)提出的方法進(jìn)行了驗(yàn)證,結(jié)果表明對(duì)于絕大部分的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn),預(yù)測的誤差均小于20﹪,因此能夠較好的預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果. 同時(shí)采用小直徑熱模精

3、餾塔進(jìn)行了壓力對(duì)傳質(zhì)效率影響的實(shí)驗(yàn),塔徑為19mm,填料為比表面積約為1400m<'-1>的絲網(wǎng)規(guī)整填料,實(shí)驗(yàn)測試物系為甲醇/乙醇和正丁烷/異丁烷,測試壓力范圍為0.1～0.7MPa(甲醇/乙醇)和0.7～1.9MPa(正丁烷/異丁烷).從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出,在實(shí)驗(yàn)的全部操作壓力范圍內(nèi)(0.1～1.9MPa),隨著氣相負(fù)荷的增加,填料的分離效率呈增加的趨勢,而隨著操作壓力的增加,平均的分離效率亦呈增加的趨勢.利用FRI的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)Rocha模

4、型進(jìn)行了修正,提出了一個(gè)規(guī)整填料有效相界面積的計(jì)算模型.利用本文兩次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)中的數(shù)據(jù),對(duì)提出的模型進(jìn)行了驗(yàn)證,并與Gualito模型進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果表明本文提出的模型較Gualito模型能夠更好的預(yù)測板波紋規(guī)整填料的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,但是二者對(duì)于絲網(wǎng)填料,尤其是高比表面積的絲網(wǎng)填料的有效相界面積預(yù)測結(jié)果均欠佳. 對(duì)加壓條件下規(guī)整填料的等板高度"駝峰"現(xiàn)象的分析表明,對(duì)于這一反常的現(xiàn)象成因,目前還沒有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí).本文在分析現(xiàn)有的研