新型传质设备-TH填料

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1、TH阶梯式鞍环散堆填料化学工程联合国家重点实验室(清华大学)地址：北京市海淀区清华园化学工程系联系人：钱建兵/朱慎林电话：13222995906/13661203477Email：happycarol@163.comTH填料简介TH阶梯式鞍环颗粒填料是清华大学在目前通用填料的基础上开发出来的，它吸收了矩鞍环填料、CMR和NR填料的优点，并且同时考虑了气液与液液两种传质机理下填料结构对传质效率的影响，形成了一种空隙率大、压降低、液滴分散度好、传质效率高、抗堵塞性能强的新型颗粒填料。常规填料存在的缺点虽然散堆填料的种类很多，但大多数通用填料如鲍尔环、矩鞍环、CMR、Nu

2、tterRing等普遍具有处理能力和传质效率不高、抗堵塞性能差等缺点。原因分析：（1）填料的不规则排列降低了汽液或液液两相的流道；（2）填料内部的两相流动接触状态较差，存在着严重的轴向和径向返混；（3）填料的翻边结构容易使粘稠物在其表面聚合结焦而引起填料流道的阻塞；（4）在液液体系中，分散相液滴容易在其表面聚合，引起传质表面的下降和传质阻力的增加。TH阶梯式鞍环颗粒填料的创新：本填料是由一长方形金属薄片弯成一弧形，金属片的两端制成锯齿形，在金属片的两侧开有两条狭长的不同长度的长形窗口，与长形窗口相对应的部位内弯成两条高度不等的弧形筋片，在金属片的中间弯成两个内凹弧形

3、筋片，在两个弧形筋片中间各开一个矩形窗口。(1)本填料优化了高径比，使填料的排列更加规则，改善了汽液两相的流动性能，增大了处理能力；（2）金属片两端的锯齿型结构：以加速汽液或液液的分散—聚集—再分散的不断传质表面更新过程；对于易发泡体系，锯齿型结构提供的外力有助于消泡，从而减小发泡对处理能力的影响；（3）开设多个矩形窗口：增大两相流通截面积，改善流动性能，降低了液体的持液量，减少了液体聚焦和堵塞填料的机率，增强了抗堵性能；（4）采用两条不等高的内弯弧片，增加了两相破碎的机率，增加两相的流动扰度，减小传质阻力，提高传质速率，同时提高填料的机械强度；（5）取消CMR和I

4、MTP的翻边结构：防止粘稠物系在其表面聚合结焦，强化了抗堵塞性能，在液液传质过程中的防止液滴聚合使之传质比表面积减小，从而降低或避免效率的下降。TH阶梯式鞍环颗粒填料特性参数：2333填料型号比表面积m/m空隙率（%）堆积密度（Kg/m）堆积个数（个/m）TH-2522596.2440125000TH-3812696.526038000TH-509697.321018000TH阶梯式鞍环颗粒填料性能：500900450Dg38PallRingDg38PallRing800Dg38Intalox400Dg38Intalox700Dg38TH350Dg38TH32Lw=

5、0m/m.h60032300Lw=38.40m/m.h500250△Pa/△Z,Pa/m,△Pa/△Z,Pa/m,400200150300100200501000011.522.533.51.001.502.002.503.000.5Fg(m/s)(kg/m)F0.5g(m/s)(kg/m)4.00.6Dg38PallRingDg38PallRingDg38Intalox0.55Dg38Intalox3.5Dg38THDg38TH0.53.0,m0.4525℃)OL,m/s2.5(H0.4gfU0.352.00.31.50.251.00.20102030405060

6、7080901000102030405060708090100L3/m2.h32w,mLw,,m/m.h技术经济分析32在液体喷淋密度Lw=40m/m.h时TH填料与常用的鲍尔环、IMTP、M250Y填料的技术经济性能比较比较项目Φ38THΦ38鲍尔环Φ38IMTPM250Y30.5FGC，(m/s)(kg/m)2.381.682.101.88HOL，m0.340.430.470.37-130.5Sf，s(kg/m)7.03.914.475.083ρp，kg/m266365365170'30.5ρ，s(kg/m)36.4993.381.633.5p（1）技术性能塔内

7、件选型的关键因素之一就是填料的综合技术性能，此处采用分离因子Sf比较填料的综合技术性能，即FGCS=fHOL式中FGC表示传质单元高度HOL保持恒定时的最大空塔动能因子。分离因子Sf综合体现了填料的负荷能力和分离效率。几种填料的分离因子比较见图8φ38mmTH76M250Y5φ38mmIMTPφ38mm鲍尔环4分离因子Sf3210填料类型32不同填料之间的分离因子比较（Lw=40m/m.h）图中可以看出，与250Y麦勒派克、Φ38鲍尔环、Φ38IMTP相比，TH填料的分离因子值分别高出27.4%、44.1%、37%。说明TH填料在综合技术性能方面具有明显优势。（