表面改性规整填料塔性能

论文摘要

本文主要研究了塑料和铝板填料表面的润湿改性方法,及其对流体力学和传质性能的影响。研究发现塑料填料经表面共混改性后,润湿性得到较大提高,尤其是在表面粗糙的情况下；通过对铝板表面微结构的设计,发现铝板表面砂摩和刻纹会增加毛细作用力,润湿性较好,但是经砂摩处理后表面的润湿性随着时间的推移变差,而刻纹的润湿改性比较稳定。对表面处理后的填料进行了系统的性能研究。选取表面张力较大的水体系,通过氧解吸法测试了塑料和铝板填料润湿改性前后的流体力学和传质性能,发现润湿改性对传质效率至少可以提高20%,如果填料表面开孔,表面改性前后压降不会有明显变化；而对表面张力较小的有机体系,以环己烷-正庚烷标准物系在全回流条件下,测试了不同铝板表面微结构对传质的影响,发现使液膜波动剧烈的表面微结构更有利于传质。最后对新型填料的开发进行了探索性实验,提出用垂直通道代替波纹通道,通过板、网、杆的有机组合,对不同的物性选取不同的结构,在垂直单板上进行了初步实验,为后续新型填料的开发提供了初步思路。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 第1章 文献综述
• 1.1 规整填料的发展历史和分类
• 1.1.1 规整填料的发展历史
• 1.1.2 规整填料的分类
• 1.2 填料的表面润湿性和微结构
• 1.2.1 填料有效比表面积的研究
• 1.2.2 影响填料润湿性的因素
• 1.2.3 塑料填料表面润湿改性的研究
• 1.2.4 金属填料表面润湿改性的研究
• 1.2.5 填料表面的微结构
• 1.3 规整填料塔内气液相流动及其结构改进
• 1.3.1 规整填料塔中气液相流动研究
• 1.3.2 规整填料存在的问题
• 1.3.3 规整填料新结构改进
• 1.4 规整填料的流体力学性能
• 1.4.1 阻力
• 1.4.2 液泛
• 1.4.3 持液量
• 1.4.4 轴向返混
• 1.5 规整填料的传质性能
• 1.6 本课题的研究内容
• 第2章 表面润湿性理论及填料表面改性
• 2.1 表面的润湿性理论
• 2.1.1 Young方程
• 2.1.2 粗糙表面的润湿性
• 2.1.3 接触角滞后性
• 2.1.4 毛细压力对润湿性的强化
• 2.2 表面润湿改性思路
• 2.3 塑料板表面的润湿改性
• 2.3.1 改性方法
• 2.3.2 润湿改性评价方法
• 2.3.3 改性结果
• 2.4 铝板表面润湿改性
• 2.4.1 改性方法
• 2.4.2 固体表面结构的描述
• 2.4.3 改性结果
• 2.5 小结
• 第3章 吸收
• 3.1 实验填料
• 3.2 测试原理和实验装置
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 传质性能测试
• 3.3.2 流体力学性能测试
• 3.4 实验结果
• 3.4.1 传质性能
• 3.4.2 压降
• 3.4.3 压降与模型计算值的比较
• 3.4.4 液泛点
• 3.5 小结
• 第4章 精馏
• 4.1 实验填料
• 4.2 测试原理和实验装置
• 4.2.1 测试物系的选择
• 4.2.2 实验设备
• 4.2.3 实验前的准备
• 4.2.4 实验操作步骤
• 4.2.5 实验数据测试
• 4.2.6 实验数据处理
• 4.3 实验结果
• 4.4 小结
• 第5章 液膜流动及规整填料新结构
• 5.1 开发思路
• 5.2 实验装置
• 5.3 初步实验结果
• 5.3.1 液相为水
• 5.3.2 液相为酒精
• 5.3.3 液相为甘油
• 5.3.4 液相为机油
• 5.4 讨论
• 第6章 结论
• 6.1 主要结论
• 6.2 亟待探索的问题
• 6.3 前景展望
• 参考文献
• 致谢
• 已发表论文