复合型精密精馏填料传质性能及新型催化精馏填料流体力学性能的研究

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1、天津大学硕士学位论文复合型精密精馏填料传质性能及新型催化精馏填料流体力学性能的研究姓名：陈涛申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：刘春江20070601中文摘要本文通过对填料内部气液两相流动规律的深入分析，开发了两种新型填料，一种是用于精密精馏过程的复合型精密精馏填料，一种是用于催化精馏过程的催化精馏规整填料。对于复合型精密精馏填料重点研究其传质性能；对于新型催化精馏规整填料主要研究其流体力学性能。通过分析目前工业中常用的规整填料和散堆精密精馏填料的特点，开发了一种能够消除放大效应的复合型精密精馏填料并对其传质性能进行了测量研究。实验在

2、塔径lOOmm精馏热模塔上进行，测试填料由Mellapak350Y型填料和0网环填料复合而成。实验物系为氯苯／乙苯，液体喷淋密度为0"--2．1m3／m2·h，空塔气速0～2．1m／s。实验发现，流体在复合填料内部的流动情况与规整填料相似，填料的传质性能接近精密精馏填料，每米填料的传质效率在13块理论板数以上。通过初步的传质实验，找出了目前设计存在的不足之处并提出了改进措施。通过分析一种工业中常用的催化精馏填料内气液两相流动可能存在的问题，开发了一种新型催化精馏规整填料并进行了流体力学测试研究。实验为冷模实验，实验塔塔径为380mm，测试物

3、系为空气水，喷淋密度0,-。25m3／砰·h，空塔气速0．3l～2．2m／s。实验结果表明，现有工业常用填料压降在lOkpa／m以上，而且其压降和持液量随喷淋密度的增加呈级数增大。新开发的填料由于能够很好地控制气液两相的流动，在正常操作条件下，压降在4kpa／m以下，而且压降和持液量随喷淋密度的增加呈线性变化，因此该结构的填料能够有效节约能源，提高生产效率。关键词：复合型精密精馏填料新型催化精馏规整填料气相负荷压降持液量理论板数ABSTRACTGasandliquidflowbehaviorindistillationpackedtower

4、isverycomplex．Byanalyzingcharacteristicsofgasandliquidflowindifferentpackings，twotypesofnovelpackingswel'gdeveloped．Oneisanovelcompositepacking，whichisappliedtoprecisedistillationprocess；theotherisacatalyticdistillationstructuredpacking，whichisappliedtocatalyticdistillatio

5、nprocess．Forthefirstone，masstransfercharacteristicswereinvestigated；forthelatter,hydrodynamicbehaviorsweretested．Byanalyzingtheflowandmasstransfercharacteristicsofthegasandliquidphaseinstructuredandrandompacking，anovelcompositepackingsuitableforprecisedistillationwasdevelo

6、ped．Themainpurposeofthedevelopmentofthiskindofpackingistoeliminatescale—upeffect．Theexperimentwascarriedoutinadistillationcolumn，withthediameteroflOOrnm．ThenovelcompositepackingtestedintheexperimentwascomposedofMellapak350YpackingandDixonrings，andChlorobenzene／Ethylbenzene

7、wereusedintheexperiment，withthesprayingdensity0．2·lm3／W’kandthevelocityofair0．2一lm／s．Throughtheexperiment,liquidflowdistributionsimilartothatinstructuredpackingWasfoundinthecompositepackinganditwasalsofoundthatthemasstransferefficiencyofthiskindofpackingwereclosetothatofth

8、eprecisedistillationpacking．Thereweremorethan13theoreticalplatesinthiskindofpacking．Byana