超重力旋轉(zhuǎn)床填料結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展

1、第6期焦緯洲等：超重力旋轉(zhuǎn)床填料結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展67超重力旋轉(zhuǎn)床填料結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展焦緯洲，劉有智，祁貴生（中北大學(xué)山西省超重力化工工程技術(shù)研究中心，太原030051）摘要：過程強化是近年來國內(nèi)外科技工作者的研究熱點，超重力技術(shù)作為一種過程強化的新技術(shù)正是在這樣的背景下產(chǎn)生的。文中綜述了超重力場散裝填料和規(guī)整填料結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)展，對該領(lǐng)域的研究進(jìn)行了分類和細(xì)致的描述，并對其流體力學(xué)和傳質(zhì)性能進(jìn)行了論述。對比散裝填料，規(guī)整填料結(jié)構(gòu)的研究開發(fā)將是今后旋轉(zhuǎn)床填料結(jié)構(gòu)研究的發(fā)展方向。關(guān)鍵字：超重力；旋轉(zhuǎn)填料床；散裝填料；規(guī)整填料中圖分類號：TQ053文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1001-9219（2008）06-6

2、7-05早期的化工過程強化往往以硬件為主。以化工塔器為例，高效塔板、規(guī)整填料和散裝填料的發(fā)明層出不窮，盡管它們的性能不斷提高，但化工過程強化的目標(biāo)只停留在使已有設(shè)備擠出百分之幾的效率，不能滿足于漸進(jìn)式的變革。近年來，化工過程的強化更加強調(diào)硬件和軟件的結(jié)合，更加強調(diào)科技創(chuàng)新，以追求在生產(chǎn)能力不變的情況下，在生產(chǎn)和加工過程中運用新技術(shù)和設(shè)備，極大地減小設(shè)備體積或者極大地提高設(shè)備的生產(chǎn)能力，顯著地提高效率?；み^程強化目前已成為實現(xiàn)化工過程的高效、安全、環(huán)境友好、密集生產(chǎn)，推動社會和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的新興技術(shù)，美、德等發(fā)達(dá)國家已將化工過程強化列為21世紀(jì)化學(xué)工程優(yōu)先發(fā)展的三大領(lǐng)域之一。超重力技術(shù)正是在

3、這樣的背景下應(yīng)運而生的，其原理是利用高速旋轉(zhuǎn)的填料轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的強大離心力來模擬超重力環(huán)境，在此環(huán)境中氣液傳質(zhì)過程得到了極大強化，液體被高速旋轉(zhuǎn)的填料轉(zhuǎn)子切割成液絲、液滴和液膜等形式，其傳質(zhì)效率比傳統(tǒng)塔設(shè)備高12個數(shù)量級，從而縮小設(shè)備尺寸、簡化工藝流程路線、降低投資成本和運行操作費用。目前超重力技術(shù)已在能源、化工、環(huán)保等方面得到了較好的應(yīng)用1-3。1填料的作用填料作為超重力旋轉(zhuǎn)床的心臟部件，是氣液高效傳質(zhì)的場所（或媒介）。填料對超重力裝置的動平衡性、流體力學(xué)、傳質(zhì)性能、使用壽命都有著重要的影響；填料性能的好壞直接關(guān)系到超重力技術(shù)的傳質(zhì)效率、應(yīng)用范圍和應(yīng)用前景。由于研究超重力技術(shù)時間還很短，填料結(jié)構(gòu)

4、的研究還很不完善，其填料結(jié)構(gòu)明顯區(qū)別于傳統(tǒng)塔填料。對于填料結(jié)構(gòu)來說：填料結(jié)構(gòu)的材質(zhì)、開孔率、孔徑、板厚、空隙率和堆積密度等一系列參數(shù)將會影響液體在填料層中的成膜效果、壓降大小和液膜厚度等流體力學(xué)性能；填料比表面積的大小、霧化性能的優(yōu)劣和潤濕性能的好壞將直接影響其傳質(zhì)性能；填料幾何對稱性的好壞將直接關(guān)系到設(shè)備的動平衡性和使用壽命；填料空隙率的高低和堆積密度的大小等將影響功耗性能；填料的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、空隙率、填料堆放方式等會影響到填料的堵塞問題。2與傳統(tǒng)塔填料的區(qū)別超重力旋轉(zhuǎn)床作為動設(shè)備，不僅要求填料結(jié)構(gòu)在安裝時需要良好的動平衡性和較好的幾何對稱性，而且在長期運轉(zhuǎn)的過程中須保持良好的動平衡性和幾何對

5、稱性，而塔填料作為靜態(tài)設(shè)備對動平衡性的要求不高，只要求在安裝時達(dá)到幾何均勻即可，在運行過程中基本不會變形。由于超重力旋轉(zhuǎn)床高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生巨大剪切力，使得液體在填料中以液膜、液絲和液滴等形式存在，旋轉(zhuǎn)填料中的持液量小和泛點氣速高，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)床中可以利用高比表面積的填料，而填料塔中由于液膜較厚，使得填料收稿日期：2008-06-03；基金項目：國家自然科學(xué)基金項目（No.20576128），山西省自然基金資助項目（No.20051015），山西省研究生優(yōu)秀創(chuàng)新項目（No.20081015），中北大學(xué)青年科學(xué)基金資助項目（No.20080404）；作者簡介：焦緯洲（1981-），男，博士生，主要從事超重

6、力旋轉(zhuǎn)填料床基礎(chǔ)應(yīng)用研究，發(fā)表論文7篇，EI收錄4篇，國家專利2項，省科技進(jìn)步二等獎1項，電電郵jwz0306。天然氣化工的比表面積較小。2008年第33卷驗結(jié)果的誤差為±20%。在試驗操作條件下，壓降在3填料結(jié)構(gòu)分類從旋轉(zhuǎn)床填料結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀來看，填料結(jié)構(gòu)主100Pa600Pa之間。Burns和Ramshaw5利用頻閃照相機拍攝超重力場中液體在空隙率為0.95，比表面積為1500m2/要分為散裝填料和規(guī)整填料兩大類。文獻(xiàn)報道散裝填料較多，包括絲網(wǎng)填料、顆粒散裝填料和泡沫鋁填料等；規(guī)整填料主要包括同心環(huán)波紋板填料、不銹鋼多孔波紋板填料和塑料多孔板填料。m3的P

7、VC絲網(wǎng)填料中的流動狀態(tài)(見圖1)。研究結(jié)果表明，液體在超重力場中填料上呈孔流、液滴、液膜流動狀態(tài)。在低轉(zhuǎn)速條件下，液體主要是以徑向溝流形式通過填料區(qū)；在高轉(zhuǎn)速下，液體主要以液滴流動方式通過填料區(qū)；在轉(zhuǎn)速增加時，液體射流能夠穿越填料，液體分布不均勻性明顯，未發(fā)現(xiàn)液體有周向擴散。3.1散裝填料在傳統(tǒng)塔填料中把絲網(wǎng)填料歸類為規(guī)整填料，但在超重力場中，由于旋轉(zhuǎn)床是動設(shè)備，使得原本安裝規(guī)整的絲網(wǎng)填料在高速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下發(fā)生變形，從而使得幾何對稱性和動平衡被打破。因此，本文根據(jù)超重力場下填料結(jié)構(gòu)的特點，將絲網(wǎng)填料歸類為散裝填料。以下將對幾種散裝填料進(jìn)行逐一介紹。3.1.1絲網(wǎng)填料超重力旋轉(zhuǎn)床使用絲網(wǎng)填料較

8、為多見。絲網(wǎng)填料是由若干平行的波紋金屬絲網(wǎng)纏繞疊合組裝成環(huán)形盤狀填料構(gòu)成整裝的填料單元，該填料由于絲網(wǎng)材料較為細(xì)薄，使填料表面積大，空隙率大，由于絲網(wǎng)排列規(guī)整，使得氣流通過填料壓降較小，而通量很大，同時由于波紋絲網(wǎng)細(xì)密，液體能在高速旋轉(zhuǎn)的絲網(wǎng)填料表面上形成穩(wěn)定薄液膜，使得填料表面潤濕率高，提高傳質(zhì)效率。Chia等6采用絲網(wǎng)填料進(jìn)行水中脫氧和氣體中吸收異丙醇研究，該填料結(jié)構(gòu)特點是由12片葉片呈30度角間隔垂直排列在轉(zhuǎn)子中，并且葉片之間填裝絲網(wǎng)填料（平均絲徑在0.22mm3mm），填料比表面積299m2/m3，空隙率0.97，葉片填料內(nèi)徑Kumar4對空隙率為0.95、比表面積為4000m2/m3

9、、絲徑為1mm的片狀絲網(wǎng)旋轉(zhuǎn)床氣相壓降的模型化做了卓有成效的工作，認(rèn)為氣相壓降分為三個部分：式中P為總壓降；Pc為離心力產(chǎn)生的壓降；Pf為摩擦阻力產(chǎn)生的壓降；Pk為進(jìn)出口流道截面積變化而產(chǎn)生的動壓頭之差。為確定這些壓降，將絲網(wǎng)填料假設(shè)為多個相互平行且與旋轉(zhuǎn)軸垂直的圓盤，液體以相同的質(zhì)量流率呈薄膜狀層流流過每個圓盤的兩側(cè)。同時，氣體通過盤與盤之間的空隙均勻流過。經(jīng)過一系列的推導(dǎo)得出：1.95cm，外徑6.25cm，軸向高度4.3cm。氣液在其中逆流接觸。水中脫氧的研究結(jié)果表明，液相和氣相傳質(zhì)系數(shù)隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速提高，液相傳質(zhì)系數(shù)隨液量的增大而增加，對于吸收氣體中異丙醇來說，氣相體積傳質(zhì)系數(shù)隨氣液流量的

10、增加呈上升趨勢，對于液相水中脫氧提供液相傳質(zhì)單元高度為2.2cm2.4cm，對于氣相中吸收異丙醇的傳質(zhì)單元高度為1.1cm3.3cm，研究表明，葉片旋轉(zhuǎn)床的傳質(zhì)效率優(yōu)越于傳統(tǒng)填料塔，與超重力場下的散裝和絲網(wǎng)填料傳質(zhì)效率相近，表明葉片填料旋轉(zhuǎn)床是一種適合于解析和吸收過程中的有效的氣液反應(yīng)器。Chung等7在絲網(wǎng)填料旋轉(zhuǎn)床中研究了PZ、MEA、AMP、MDEA等不通過吸收劑吸收CO2的研究，研究結(jié)果表明，對比幾種吸收劑，PZ是最有效，這主要是基于PZ與CO2具有較快的反應(yīng)速率，當(dāng)PZ與各種有機胺類吸收劑混合時，結(jié)果表明：PZ的比例越經(jīng)試驗驗證，在相同轉(zhuǎn)速相同氣體流量下模型與試大，越有利于CO2的吸

11、收，與MDEA和PZ相比，PZ第6期焦緯洲等：超重力旋轉(zhuǎn)床填料結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展69與MEA和PZ與AMP的混合顯示了較高的吸收性能，這主要是由于MDEA與CO2反應(yīng)活性低所致。（填料結(jié)構(gòu)參數(shù)見表1）進(jìn)行了氣相壓降的試驗和模型化研究。試驗結(jié)果表明：(1)氣體流量對壓降的影響最大；(2)在高轉(zhuǎn)速條件下，基于持液量小，氣相壓降隨氣體流量變化比液體流量大；(3)在低轉(zhuǎn)速條件下，基于橢圓形填料比長方形填料的持液量小，導(dǎo)致長方形填料的壓降隨液體流量的增加比橢圓形填料的明顯；（4）在試驗操作范圍內(nèi)，氣相壓降范圍為100Pa4000Pa；（5）氣相體積傳質(zhì)系數(shù)隨氣量、液量和旋轉(zhuǎn)床轉(zhuǎn)速的增加而增大；（5）假定氣相體

12、積傳質(zhì)系數(shù)與操作參數(shù)和填料結(jié)構(gòu)參數(shù)等是相互獨立的，得出氣相傳質(zhì)系數(shù)關(guān)聯(lián)式為：Chia等8在絲網(wǎng)填料錯流旋轉(zhuǎn)床中對廢氣中的有機揮發(fā)性物質(zhì)（VOCs）進(jìn)行了吸收性能的中試研究，研究結(jié)果表明：氣相傳質(zhì)系數(shù)(KGa)受轉(zhuǎn)速、氣量和液量等參數(shù)的影響，在實驗條件下，氣相體積傳質(zhì)系數(shù)81/s1651/s，其VOCs對應(yīng)的吸收率為95%。3.1.2泡沫金屬ZhengC等9以比表面積為1000m2/m3，空隙率為0.94，孔的尺寸為1mm2mm的泡沫金屬為填料，對三種不同內(nèi)徑（外徑不變）的轉(zhuǎn)子填料結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入的研究。研究結(jié)果表明：(1)在試驗范圍內(nèi)濕床壓降小于干床壓降；(2)在固定填料外徑的前提下，填料越厚壓

13、降越??；(3)轉(zhuǎn)子動力消耗隨氣體流量的增加而減??；（4）氣相壓降隨氣體流量和轉(zhuǎn)速的增加而增大，隨液體流量的增加而下降；（5）基于簡化的Navier-Stokes方程對旋轉(zhuǎn)床中的壓降進(jìn)行了數(shù)學(xué)模擬，得到了計算壓降的半經(jīng)驗式；(6)在試驗條件下，在轉(zhuǎn)速為816r/min，氣體流量為0楊玲等13在超重力旋轉(zhuǎn)床中采用兩種不同形狀的多孔填料三葉草形和球形填料（結(jié)構(gòu)參數(shù)見表2），用氮氣對水中的氧氣進(jìn)行逆流解吸。通過對兩種不同形狀填料的傳質(zhì)實驗結(jié)果的分析，比較兩者的傳質(zhì)效果發(fā)現(xiàn)，填料的體積傳質(zhì)系數(shù)要高于填料的體積傳質(zhì)系數(shù)，由于填料的比表面積要比填料的比表面積大，由此可以得出結(jié)論：氣液兩相間的傳質(zhì)并不總是與填

14、料的比表面積成正比，即在一定的操作條件下，填料的比表面積不是旋轉(zhuǎn)床中質(zhì)量傳遞的敏感參數(shù)。該散堆填料雖然傳質(zhì)系數(shù)不大，但在實際的工業(yè)生產(chǎn)中尤其是氣液固三相反應(yīng)器中，較多采用小尺寸的填料或催化劑。160m3·h-1時，轉(zhuǎn)子內(nèi)徑分別為0.045m、0.15m和0.28m時干床壓降分別為250Pa750Pa、150Pa1500Pa和480Pa2800Pa；在轉(zhuǎn)速1090r/min，氣··體流量為0150m3h-1，液體流量分別為0.1m3h-1、··0.2m3h-1和0.3m3h-1時，濕床壓降分別為220Pa1000Pa、210Pa850Pa和200

15、Pa790Pa。Keyvani10等運用泡沫鋁填料（空隙率為0.92，比表面積為600m2/m33000m2/m3）進(jìn)行了氣相壓降特性實驗，得出如下結(jié)果：（1）在氣相流率和液相流率一定的條件下，干床或濕床氣相壓降與轉(zhuǎn)速遵循P；（2）在液相流率一定的條件下，氣相壓2填料材質(zhì)結(jié)構(gòu)尺寸/mm比表面積/m2/m3空隙率長方形塑料橢圓形塑料5×5×2.85240.5333×2.6×310270.389降隨氣體流率的增加而增大；（3）在液相流率為36··m2/s、氣相流率為2.2kgm2/s的范圍內(nèi)沒有出現(xiàn)kg泛點和閃點，液泛速率大大提高；（4）

16、在一定的氣液流率范圍內(nèi)干床壓降遠(yuǎn)大于濕床壓降。表2三葉草形和球形填料結(jié)構(gòu)特性3.1.3顆粒填料Table2填料長度/mmStructurecharacteristicsofthecloverleafandsphericalpackings三葉草形（）球形（）Munjal11采用3mm玻璃珠，空隙率為0.434的散堆填料對氫氧化鈉水溶液吸收空氣中的CO2進(jìn)行實驗研究，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)傳質(zhì)系數(shù)Kl和轉(zhuǎn)速有如下關(guān)系：Kl，有效傳質(zhì)比表面積與轉(zhuǎn)速0.348-182-2.251820911-11509662.5-3.5葉間距/mm比表面積/m2/m3顆粒密度/kg/m3填料粒徑/mm和液量L有如下關(guān)系：a0

17、.28-0.420.26-0.30L。LiuHS等12對長方形和橢圓型亂堆塑料填料70天然氣化工通過上述可以看出，關(guān)于散裝填料的流體力學(xué)表32008年第33卷兩種碟片填料結(jié)構(gòu)特性和傳質(zhì)性能研究較多，報道的也較早。但對于超重力場這樣一個特殊的使用場所，對填料的要求要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)塔填料，這就對填料結(jié)構(gòu)提出了更高的要求。對于散裝填料，在安裝時通常很難達(dá)到良好的均勻性和對稱性，特別是高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子在不同徑向位置所受的離心力不同，長期運轉(zhuǎn)會導(dǎo)致填料結(jié)構(gòu)分布在徑向方向上產(chǎn)生內(nèi)疏外密的分布，從而會降低傳質(zhì)效率。當(dāng)填料在轉(zhuǎn)子中的均勻性和對稱性被打破時，就會導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)床的震動和擺動，這種震動和擺動會更加惡化填料在

18、轉(zhuǎn)子中的對稱性，從而導(dǎo)致設(shè)備壽命的縮短和傳質(zhì)效率的降低。更重要的是，由于顆粒絲網(wǎng)等散裝填料的不規(guī)則性，導(dǎo)致液體在旋轉(zhuǎn)填料內(nèi)分布不均勻，導(dǎo)致填料層各微小空間內(nèi)液體量不同:有的空間留有空隙可供氣體通過，這類似于“導(dǎo)電”；有的空間被液體充滿，氣體無法通過，則類似于“絕緣”。整個填料層就是由大量“導(dǎo)電”和“絕緣”的空隙柵格組成。當(dāng)沒有液體流動時，全塔處于“導(dǎo)電”狀態(tài)，此時電阻最小；隨著流量逐漸加大，電阻逐漸增大，而發(fā)生液泛時，全塔就處于絕緣狀態(tài)。因此填料層內(nèi)氣液接觸過程可被看成是空隙柵格不斷“導(dǎo)電”和“絕緣”的過程。因此，開發(fā)一種填料使其基本保證整個床層處于“導(dǎo)電”狀態(tài)勢在必行，而規(guī)整填料具有這一優(yōu)點

19、，但填料塔與超重力旋轉(zhuǎn)床結(jié)構(gòu)差異較大，所以不能簡單地將塔設(shè)備中的規(guī)整填料用在旋轉(zhuǎn)床中，從公開文獻(xiàn)報道來看，有關(guān)規(guī)整填料在超重力旋轉(zhuǎn)床中的研究報道很少。因此，優(yōu)化填料結(jié)構(gòu)，開發(fā)高效率、高通量、低氣阻、安裝維修方便的規(guī)整填料對超重力旋轉(zhuǎn)床的工業(yè)化進(jìn)程具有重要的意義。Table3Structurecharacteristicsofoftwodiskplatepackings名稱填料1填料2填料片數(shù)/塊板間距/mm環(huán)狀波紋深度/mm環(huán)狀徑向波紋間距/mm空隙率碟片板厚度/mm比表面積/m2/m353.1120.840.5650101.5120.680.51300研究結(jié)果表明：當(dāng)空隙率較大（為0.84）

20、時,其液阻現(xiàn)象明顯改善；隨著板數(shù)增加,壓降隨氣速的增加而增大；在低轉(zhuǎn)速時,離心力場較弱,液膜較厚,空隙率較?。?.68）時，液相阻塞氣流情況較嚴(yán)重,氣阻明顯偏高；碟片填料板數(shù)的合理選擇與旋轉(zhuǎn)床的轉(zhuǎn)速、氣液流量有關(guān)。為獲得較高的KLa,需增加板數(shù)n,但應(yīng)避免液膜阻塞氣道,否則KLa反而下降；在相同操作條件下,波紋碟片填料的體積傳質(zhì)系數(shù)比多孔介質(zhì)填料的高0.91.5倍以上,這說明波紋碟片填料比多孔介質(zhì)填料具有較好的傳質(zhì)性能；得出填料板數(shù)為5塊的體積傳質(zhì)系數(shù)關(guān)聯(lián)式：(5)3.2.2多孔波紋板填料焦緯洲16-18基于散裝填料動平衡差的缺點，根據(jù)超重力場下旋轉(zhuǎn)床的氣液傳質(zhì)特性和對填料結(jié)構(gòu)動平衡性的要求

21、，提出了旋轉(zhuǎn)床規(guī)整填料的設(shè)計思想，研制新型規(guī)整填料不銹鋼多孔波紋板填料。該填料解決了長期運轉(zhuǎn)散裝填料變形導(dǎo)致水力分布不均的問題，克服了填料變形引起徑向不對稱性，保證了傳質(zhì)效果，延長了使用壽命，實現(xiàn)了快速整裝和拆卸。并對其3種不同板間距的不銹鋼多孔波紋板填料結(jié)構(gòu)的流體力學(xué)和傳質(zhì)性能進(jìn)行了研究（填料特性參數(shù)見表4）。表4三種多孔波紋板填料結(jié)構(gòu)特性規(guī)整填料碟片填料簡棄非等14,15開發(fā)了碟片填料（結(jié)構(gòu)參數(shù)見表3），對兩種不同板間距的碟片填料進(jìn)行了壓降和傳質(zhì)研究。該填料結(jié)構(gòu)特點是:具有恒定的徑向流道當(dāng)量直徑,使徑向流道中的壓力梯度變化近似為dp/Table4Structurechara

22、cteristicsofthreeprotrudedrip-pleplatepackingsA0.40.8579181129.53.33351.24菱形dr1/r2,比現(xiàn)有的徑向輻射狀板填料的壓力梯度變化小,有利于延長徑向流道；利用周期性變化的波紋曲面,使得液體在流動時,能利用其自身的表面張力使液膜的表面積得以擴展、表面更新加快,避免形成溝流；由于沿徑向單位體積填料的板面積恒定,有利于氣液分布,且阻力小。填料類型板厚/mm空隙率比表面積/m-1填裝密度/kg/m3板間距/mm孔徑/mm孔間距/mm波紋深度/mm波紋間距/mm孔排列方式B0.40.911574706.72.67351.24菱形C

23、0.40.929459564.81.67351.24菱形第6期為增加氣液在轉(zhuǎn)子填料層中的湍動，通過設(shè)計專用模具（見圖2）將打好孔的不銹鋼板壓延成多孔波紋狀板（見圖3），并使波紋呈以轉(zhuǎn)軸為圓心的同心環(huán)，這樣使得單位體積填料的板面積沿徑向恒定，且由于均勻、規(guī)則、對稱性，所以該填料具有氣液分布均勻、壓降小、通量大、傳質(zhì)效率高等特點。研究結(jié)果表明：填料板間距對多孔波紋板錯流旋轉(zhuǎn)床氣相壓降和傳質(zhì)性能影響較大；多孔波紋板錯流旋轉(zhuǎn)床的壓降小，不足逆流床的1/10；通過理論推導(dǎo)，得出液相體積傳質(zhì)系數(shù)的計算式；液相體積傳質(zhì)系數(shù)在相近的操作條件下分別比絲網(wǎng)錯流旋轉(zhuǎn)床高0.952.1倍，與逆流旋轉(zhuǎn)床相當(dāng)，比傳統(tǒng)氣液

24、傳質(zhì)設(shè)備高12個數(shù)量級；該規(guī)整填料具有動平衡性好、放大效應(yīng)不明顯、制造安裝維修方便等優(yōu)點；應(yīng)用MATLAB語言編制應(yīng)用程序，對不銹鋼多孔波紋板錯流旋轉(zhuǎn)床的氣相壓降和體積傳質(zhì)系數(shù)進(jìn)行了回歸，平均誤差小于10%。3.2.3塑料多孔板填料焦緯洲18,19以CO2-NaOH溶液為研究對象，對比表面積為671.8m-1、空隙率為0.827、板厚為1mm、板間距為2mm的聚丙烯多孔板填料進(jìn)行了壓降和傳質(zhì)性能研究。研究表明：塑料多孔板填料具有良好的流體力學(xué)和傳質(zhì)性能；塑料多孔填料的成本不足不銹鋼填料的1/10；塑料填料的填裝密度為絲網(wǎng)填料的42%，是多孔波紋板不銹鋼填料的23%，大大降低了電機的動力能耗；在

25、反應(yīng)物系要求不高時，可以用塑料填料代替不銹鋼填料以彌補其價格昂貴和填裝密度高的缺點。4結(jié)語填料是作為超重力旋轉(zhuǎn)床的主要高效傳質(zhì)場所，超重力場填料結(jié)構(gòu)的設(shè)計總體思想是朝著傳質(zhì)速率高、氣相壓降小、動平衡性能高、通量大、安裝維修方便等方向努力。規(guī)整填料在這方面具有明顯的優(yōu)勢，所以規(guī)整填料結(jié)構(gòu)的研究開發(fā)將是今后超重力技術(shù)研究的重點。雖然關(guān)于超重力場下填料結(jié)構(gòu)的研究取得了一定的進(jìn)展，但在某些方面還有待于完善，如處理固含量物系，宜選用空隙率和開孔率大的填料，且能保證液相流動順暢；對于氣液接觸方式不同，流體流動方式不同，對填料的要求也是不同的；開發(fā)新型填料滿足超重力場中大負(fù)荷（大氣量或者高液量）下水力分布的

26、問題；填料的設(shè)計開發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)快速整裝和拆裝，方便檢修，易形成規(guī)模生產(chǎn)，降低加工成本；對于不同物系，填料結(jié)構(gòu)的材質(zhì)、開孔率、孔徑、空隙率、比表面積和堆積密度等結(jié)構(gòu)參數(shù)的研究仍有待深入。參考文獻(xiàn)12FowlerR.Higee-astatusreportJ.ChemEng，1989,(1):35-37.LinCHCH,LiuWTZ,TanCHS.RemovalofcarbondioxidebyabsorptioninarotatingpackedbedJ.IndEngChemRes,2003,42:2381-2386.345焦緯洲,劉有智,劉建偉.超重力旋轉(zhuǎn)床處理焦化氨氮廢水中試研究J.現(xiàn)代化工,2

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