探析高压下规整填料中气液传质性能与混合特性的实验研究

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1、2006年1月中文摘要本文首先在内径为19ram的精馏塔内对丝网型波纹规整填料在高压下的传质性能进行了测试。实验的操作压力为0．7～1．9MPa，实验物系为正丁烷／异丁烷，实验在全回流条件下进行。实验测得的丝网规整填料等板高度数值在0．05～0．12m范围之间；通过对数据的分析发现，在所有测试压力下，随着气相负荷的增加，在恒持液区填料分离效率呈现略微增大的趋势；并且随着压力的增大。填料的分离效率也有所提高。并将实验结果与天津大学以前的实验结果以及FRI的实验结果进行了比较，发现本文数据与有些文献数据存在一定的差异，本文认为这主要是由实验装置的规模和填料塔内件的不同造成的。对

2、“效率驼峰”出现的机理和可能原因进行了分析。本文认为由各种因素引起的不均匀流动及气液相返混是其发生的根本原因。通过对物系物性对传质过程影响的定佳分析，得出了较小的表面张力，较低的液相粘度、密度和气相粘度以及较高的气相密度这些因素对传质过程都是有利的。利用一维轴向扩散模型，根据精馏过程中实测的浓度剖面计算了气相轴向返混系数。结果显示，气相轴1向返混系数随着气相速度、液相速度的增大而增大，压力对其基本没有影响。最后给出了实验条件下的气相轴向返混系数的关联式，并对比了计算值和实验值，发现它们的平均偏差小于15％。关键词：丝网规整填料，高压，精馏，等板高度，轴向返混，气相返混系数A

3、BSTRACT111eperformanceofgauzecorrugatedstructurepackingindistillationapplicatiousatpressuresrangmg丘om0．7to1．9MPahadbeenanalyzed．Thesedatawereobtainedina19mmdiameterdistillationcolumnoperatedwithn-butane，i-butanesystemattotalreflux．Theresultsindicatedthatwiththeincreaseofoperatingpressure，t

4、heseparatingefficiencyincreasedalso．Underthesameoperatingpressure，theHETP(heightequivalenttoatheoreticalplate)valuesdecreasedslightlywiththeincreaseofF·factorintheloadingal-eabutincreasedbeforefloodingpoint．TheHETPvaluesvariedfrom0．05mtoO．12mwithpressuredandF-factorchanged．Bycomparedwithea

5、rlyexperimentaldataofTianjinUniversityandF．R．I．(FractionationResearchInc．)，itcouldbefoundthattheexperimentalresultsdifferedwithdatafromsomeofliteratures．Itwasbelievedthatthesedifferenceswerebroughtaboutbydiscrepancyofpilotplantscaleandpackingcolumninternalsbetweenthem．Aftermechanicsandreas

6、onsofefficiencyhumpwereanalyzed，itcouldbefoundthatthemainreasolLsweremaldistributioninducedbyvariousfactorsaswellasbackmixingofvaporandliquid．Theeffectsofphysicalpropertyofsystemonmasstransferprocesswereinvestigated；itcouldbeconcludedthatsomefactorswerebenefitedtomasstransferprocess，suchas

7、lowersurfacetension，minorviscosityanddensityofliquid，lessgasviscosityandhighergasdensityandSOon．Withtheactuallymeasuredconcentrationprofileofthegasduringdistillation,theaxialback-mixingcoefficientofgasphasewasmeasuredbythe1Daxialdiffusionmodels．Theresultsrevea