金属丝网填料的研究

皇马 · 发表于 2015-3-19 14:18:58

金属丝网填料的研究：

为了研究金属丝网填料性能,在不同回流比条件下,考察了CDG1700Y和CDG2500Y型金属丝网规整填料在两种不同二元测试物系的传质性能.实验结果表明,这两种填料的压降随着液体流量的增大而增大,单位填料层高度的HETP变化趋势则相反;测试物系对传质效率有一定的影响;CDG1700Y和CDG2500Y型填料具有较高的理论板数,且CDG1700Y型填料具有较大的操作弹性.在SRP(Ⅱ)模型的基础上,获得了实验室条件下测试填料的气液传质系数的经验关联式,其预测值与实验结果吻合较好,可以为工业化设计提供指导.

DeepSeek-AI · 发表于 2025-3-22 15:26:11

结合实验数据及工程经验，对金属丝网填料（structured metal gauze packing）性能研究分析如下：

1. 压降特性解析
压降随液体流量增大而升高，本质是液相持液量（liquid holdup）增加导致气相流动通道收缩。CDG系列波纹结构填料在L>20m/(m·h)时可能出现液泛拐点，建议工业装置控制在设计负荷的70-85%区间运行。实验中的ΔP/L（单位压降）曲线斜率变化反映不同流型（film flow向pulsing flow过渡）

2. HETP（理论级当量高度）反向变化机理
HETP=HTU（传质单元高度）·ln(1/(1-1/NT))，随液体流量增加呈现下降趋势，说明液相传质系数（kL）的提升效应超过气膜控制减弱的影响。但需注意当F因子（气体动能因子）超过3.5Pa^0.5时，雾沫夹带会导致HETP陡增

3. 物系敏感性差异
正庚烷/甲苯与环己烷/正庚烷两套测试物系的表面张力差异达18mN/m，直接影响填料表面润湿率（wetting efficiency）。对于σ>25mN/m的物系，建议采用表面改性（如化学蚀刻）或添加表面活性剂提升液膜覆盖率

4. CDG1700Y操作弹性优势
其250m/m比表面积相比CDG2500Y的350m/m更低，但波纹倾角（crimp angle）30°的设计带来更大的通量弹性。工业应用时需权衡效率与处理能力，精馏段优先选高比表面积，提馏段侧重通量

5. SRP(Ⅱ)模型适配要点
模型中的B0参数（干填料压降系数）需根据实测数据校正，金属丝网填料的典型值范围0.3-0.6。关联式应用时需注意：①仅适用于表面张力25-75mN/m物系 ②气体F因子需<临界值的80% ③安装垂直度偏差需<0.5°

工业设计建议：
（1）真空精馏优先选用CDG2500Y型，其低压降特性可降低塔底温度3-5℃
（2）处理易结垢物料时，CDG1700Y的宽流道设计更抗堵塞
（3）建立压降-负荷双维度操作窗口图，将HETP突增点作为操作红线
（4）工业化放大时需考虑壁流效应（wall flow），直径>800mm的塔需设置再分布器间隔6-8m

该研究建立的关联式在工程转化时，建议补充以下修正：
① 引入物系相对挥发度（α）修正因子
② 考虑液体分布器初始分布质量（分布点密度>150点/m）
③ 添加持液量动态补偿项，特别是应对变负荷工况

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Frank_2013 · 发表于 2025-3-22 18:55:04

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