超重力精馏过程传热传质机理研究.pdf

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1、第31卷第2期2010年4月化学工业与工程技术JournalofChemicalIndustry&EngineeringV01．31NO．2Apr．，2010超重力精馏过程传热传质机理研究栗秀萍，刘有智，王晓莉(中北大学化工与环境学院山西省超重力化工工程技术研究中心，山西太原030051)摘要：以波纹丝网为填料，以立式逆流超重力装置为主要设备，应用热量传递与质量传递理论，建立了超重力精馏装置内气、液温度分布的数学模型；以转子内半径29mm、外半径63mm、轴向高度3zmm、内置直径1．6mm、空隙率0．85、比表面积1750m2／m3的波纹丝网为填料的超重力装置为精馏设

2、备，以乙醇一水为物系，在常压、室温进料、原料流量20L／h、原料乙醇质量分数20％、转速800r／rain～、回流比为1的操作条件下，对模型进行了检验。精馏段气相温度的实测值与模型计算值的偏差为1．41％，提馏段外半径的实测值与模型计算值的偏差为3．87％。关键词：精馏；旋转填料床；传热传质机理；数学模型；检验中图分类号：TQ053．5文献标识码：A文章编号：1006—7906(2010)02—0001一05StudyonheatandmasstransfermechanisminhighgravitydistillationprocessLIXiuping。LJUYo

3、uzhi。WANGXiaoli(SchoolOfChemicalEngineeringandEnvironment，NorthUniversityofChina，ResearchCenterofShanxiProvinceforHighGravityChemicalEngineeringandTechnology，Taiyuan030051，China)Abstract：Themathematicmodeloftemperatureofgasandliquidincounter-currenthighgravitydevicepackedwithwavewirepack

4、ingisdevelopedbasedonheatandmasstransfertheories．Thedistillationinstallationisahighgravitydevicepackedwithwavewirepackingwhichdiameteris1．6nLITI，porosityis0．85，andspecificsurfaceareais1750mz／m3．Theinnerradiusoftherotoris29rllrfl，theouterradiusis63millandtheheightinaxisis32i／lln．Theoperat

5、ionconditionsareasfollows：underatmosphericpressureandroomtemperature，theflowrateoffeedstockis20L／h，themassfractionofalcoholis20％，therotatespeedis800r／min，andtherefluxrateiS1．ThemathematicmodeliStestedundertheabovementioneddistillationinstallationandoperationconditions．Theresultsshowthatt

6、hedeviationofgastemperatureinrectifyingsectionbetweenmeasuredvalueandcalculatedvalueis1．41％，andthedevia-tionofouterradiusinstrippingsectionis3．87％．Keywords：Distillation；Rotatingpackedbed；Heatandlnas$transfermechanism；Mathematicmodel；Testing自1995年举行首次化工过程强化的国际会议以来，以节能、降耗、环保、集约化为目标的化工过程强化便

7、受到研究者的广泛关注，并被列为当前化学工程优先发展的领域之一。精馏作为当代工业应用最广的分离技术，目前已具有相当成熟的工程设计经验与一定的基础理论研究，并发展出了以精馏为基础的许多新型复合传质分离技术[1]。超重力精馏是一种新型的过程强化精馏技术，由于其依托设备——超重力精馏装置具有传质传热系数高、体积小和操作灵活等特点，被誉为“化学工业的晶体管”，近年来受到国内外化工界科技工作者的广泛关注[2刊。在应用技术基础研究方面，许多研究人员[8。s]应用不同填料、不同物系，在不同操作条件下进行了实验研究，得到了理论塔板高度为7．35～90tri