Marangoni效应对填料精馏塔液体流动与传质性能的影响研究

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该文首先对垂直不锈钢板表面仅有热交换的液膜单相流动过程进行了实验研究.根据Marangonia效应的强弱程度不同,选择了8种正负体系(操作条件下,随液相流动方向,其表面张力逐渐增大的体系;负体系反之)在玻璃湿壁塔中进行精馏实验,对气液两相逆向流动传质条件下Marangonia效应对液膜流型、壁面润湿的影响进行观察和研究.选用6~8种正负体系分别对玻璃弹簧填料、不锈钢板波纹、陶瓷板波纹和不锈钢丝网规整填料进行精馏实验,以考察散堆和规整填料塔内Marangonia效应对于液体流动分布及传质的影响规律.在规整填料塔内,纯有机物系的Marangonia效应较散堆填料要小,传质面积相对恒定,负体系效率低于正体系的幅度不大,且易受液相负荷的影响:液量大,效率高;液量小,效率下降快.对于有机物水溶液体系,负体系的效率仍比正体系的低很多,且液相负荷对效率的影响较小.根据负体系非理想流动传质特征,对现有规整填科的表面和几何结构提出了优化方向:1)增加填料表面的能量集中点.2)增加相邻板片间的接触交叉点.3)增强气、液流的曲折和多向性.4)丰富填料表面的细部结构.
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