试析用于硼同位素分离过程的填料的研究

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1、天津大学硕士学位论文用于硼同位素分离过程的填料的研究姓名：史志强申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：张卫江20090501中文摘要化学交换精馏法分离硼同位素分离系数小，分离难度大，需要采用新型高效规整填料实现硼同位素的分离。为给同位素分离的工业化提供实验依据，对新型高效规整填料进行了实验和模拟研究，主要内容如下：实验在全回流和部分回流的条件下，利用邻二甲苯一对二甲苯物系对直径为75mm的新型发泡镍规整填料的传质性能和流体力学性能进行考察。实验结果表明，这种填料的压降随着液体喷淋密度的增大而增大，单位填料层高度的等板高度HETP随着回流比的增大而减小；填料具有较高的理论板数；在液体流量

2、一定的条件下，填料的动持液量随着气相动能因子F的增大而增大；在相同气速下，随着液体流量增大，动持液量也增大。在上述实验基础上，采用最小二乘法，获得了实验条件下填料压降关联式：在实验基础上，尝试采用BRF模型对发泡镍规整填料的传质性能进行模拟。在邻二甲苯一对二甲苯物系中，填料压降关联式对发泡镍规整填料的模拟值与实验值比较，平均百分比误差为9．34％，BRF模型对等板高度的模拟值与实验值平均百分比误差为17．1％；由于BRF模型对上述填料性能模拟计算误差较大，所以在BRF模型基础上提出了新的理论假设以及与液相阻力相关的系数口，和口，，修正了传质单元高度HTU的计算式，用实验值对修正式进行了最小

3、二乘法拟合得到适合于这种填料类型的参数口。和口，的值。用修正后的模型对发泡镍规整填料进行模拟计算，结果表明，采用新模型对等板高度的计算值与实验值的平均百分比误差为4．0％；上述结果表明，与BRF模型相比，新模型能够比较准确的模拟填料性能，具有较好的预测效果。实验还利用三氟化硼一乙醚络合物，三氟化硼一苯甲醚络合物，以及浓度不同的五种HF溶液对该填料进行抗腐蚀性能测试。实验结果表明，在不同的介质中，填料随时间的增加失重量也随之增加；并分析其腐蚀机理。关键词：规整填料；流体力学性能；传质性能；抗腐蚀性能ABSTRACTTheseparationofboronisotopebyChemicalex

4、changerectificationisdifficultduetoitslowseparatingcoefficient．Thus，adoptingthehigh—efficiencystructuredpackingscanbebeneficialtotheseparationofboron．Toprovidethefundamentaldatafortheindustrializationofboronisotopeseparation，someexperimentsandsimulatedstudyonthenewhigh—efficiencystructuredpackings

5、wereinvestigated．Themaincontentsare雒follows：TheexperimentsWerecardedouttoinvestigatetheperformanceofmetalgauzestructuredpackingsusingthemixtureofpara—xyleneandortho-xyleneunderthe‘conditionsoftotalrefuxanddifferentrefluxratios．Experimentalresultsshowthatthepressuredropriseswiththeincreaseofsparyde

6、nsityandtheheightequivalenttotheoreticalplatedecreasewiththeincreaseofrefluxratio；thiskindofpackinghavehighnumbersoftheoreticalplate；Underliquidflowcertaincondition．thepaddingmovesholdstheliquidvolumetoincreasealongwithgasphasekineticenergyfactorFincreases；Underthesameairspeed，increasesalongwithth

7、eliquidflow，movesholdstheliquidvolumealsotoincrease．Intheexperimentalfoundation，theempiricalcorrelationsofpackingpressuredrop；Onthebasisofexperiments．BRFmodelwasusedtocalculatetheHETPofmetalgauzestructuredpacking