（化学工程专业论文）sq型高效填料的性能研究与工业应用.pdf

ie￥&0n，k舷舯释争 学位论文数据集 中图分类号 弋q 哒每s 学科分类号 s 弓o i | l 论文编号 密级 内麓p 奉豇f 眇f 口加l f j 学位授予单位代码 护f d 学位授予单位名称 肌j 似参咨 作者姓名 棚i 婚戽 学号 汩晓。习口o l s 获学位专业名称 彳d 露j 1 3 与拯杠获学位专业代码口3 ，7 p v 7 课题来源 慨沁国 研究方向 穆妖 专阪与牖 论文题目 s & 诅锄公馕辨h 制石冉钞与业乞闻 关键词 现；a2 f ： 等s q 5 。0 等簟 s 舭5 0 ，而三种s q 型填料之间相比，s q 8 0 0 干塔压降最大，s q 2 5 0 干塔压降最小， 因为填料的比表面积增大使得气体通道减少，孔隙率降低，气液通过能力降低， 气体流动阻力大，所以干塔压降随着比表面积的增加而增加；对于相同比表面积 的s q 填料和传统填料来说，传统填料5 0 0 y 的干塔压降要远大于s q _ 5 0 0 的压降， 说明相同比表面积下双曲填料比传统填料的能耗低。 我们用气体通过填料空隙时的压头损失( 范宁型公式) 来表示填料的干塔压 j 些丝型堂墼 降，见式3 1 ： 等“每华删， zd 2 婶。i j 式中，厶为每米填料当量长度，破为通道的当量直径，较难确定，名为摩擦 系数，与雷诺数相关，我们将公式3 1 简化，见公式3 2 。 号= 口( n 5 ) ，= 彳f 口( 3 2 ) 参考公式3 - 2 对三种s q 型填料和5 0 0 y 填料的干塔压降进行拟合，表3 1 是 拟合的结果( 回归方程和相关度) 。将干塔压降的实验值与回归结果进行对比，同 = 兰等塑坐堕型业也竺竺塑盟空塑! 罂坠! 訾坠气婴塑羞鏖壁二 一一= ：= 二! ：兰 1 口兀，叉【 板s q - 2 5 0 等：5 9 6 6 3 f o 赢f s q - 5 0 0 等：1 0 3 5 2 3 ，l 7 7 6 o 9 9 9 5 s q - 8 0 0 等：1 1 7 7 1 2 ，9 2 o 9 9 8 8 y 5 0 0 等：2 3 9 5 6 8 。6 9 5 o 9 9 8 9 一 - ，- ，v uju 兰一 表3 - 2 四种填料干塔压降的实验值与计算值的比较 型垡蛩婴堂堕塑塑唑唑型呈型鬯竺塑2 翌墼壁! 唑! 竖! 竺竺三 塞篓鍪：实验主塔压聊矿等算值 相对误差伤 鱼坚堡望坐壅墅篁 盐簦篁 ! ! ：三! 兰 板s q 2 5 0 1 0 1 6 1 1 0 3 1 2 6 9 1 4 9 0 1 6 2 6 1 8 0 4 2 0 0 3 2 1 4 3 6 6 0 0 7 5 4 3 9 4 2 9 1 2 2 5 7 1 4 1 4 3 1 6 9 7 2 2 1 6 8 7 2 4 5 1 5 6 1 5 5 7 1 5 3 9 2 8 0 1 2 4 7 9 1 4 6 7 8 1 7 7 7 5 2 1 5 8 5 2 4 4 4 4 6 7 4 5 1 6 1 5 7 1 8 l 3 7 8 4 7 2 0 4 6 0 2 9 第三章实验结果分析与讨论 0 9 7 l 9 3 2 69 8 0 2 5 3 6 填料型号 ：慧蕃，实验i 塔压：算值 相对误差 1 2 3 31 5 5 4 41 4 9 8 2 3 3 6 1 5 2 02 1 7 6 22 1 7 3 6 o 0 8 1 7 8 7 2 9 0 1 62 8 9 7 7 0 0 l 2 0 2 63 6 2 6 93 6 2 4 0 0 0 0 3 s q 5 0 0 2 - 3 2 74 5 5 9 64 6 3 2 8 1 6 6 2 4 6 74 7 6 6 85 1 4 1 9 0 7 8 2 6 7 45 9 0 6 75 9 3 4 6 0 4 2 2 7 7 46 3 2 1 26 3 3 3 3 o 1 9 1 2 4 6 1 7 1 8 61 3 8 4 55 3 4 1 4 7 0 2 5 2 7 41 7 5 2 41 9 6 1 5 7 92 8 8 1 22 0 8 4 8 1 8 0 s o 8 0 0 、 2 0 2 64 3 4 7 l 2 7 7 7 73 5 9 2 6 9 l 7 6 8 3 34 1 4 8 52 5 8 o 6 1 31 3 0 0 81 3 0 1 5 o 0 5 1 0 0 52 9 0 1 83 0 0 7 73 6 4 1 1 7 83 7 0 2 43 9 3 2 36 2 l 1 3 7 l5 2 0 3 3 5 0 8 9 72 1 8 1 8 0 l8 3 0 5 47 0 2 3 9 1 1 3 1 9 1 59 l o 5 98 0 7 8 42 7 3 2 0 2 39 5 0 6 l8 9 6 2 71 5 7 2 1 4 l1 0 7 0 6 99 8 3 1 53 4 2 2 2 3 3 1 1 7 0 7 61 0 8 2 8 l1 1 3 从表3 - 2 可以看到，四种填料中，s q 填料中前1 3 个低气速下的点的拟合误 差高于5 ，其它都在5 以内，5 0 0 y 填料只有一个点的相对误差高于5 ，其它 3 l 北京化工大学硕士学位论文 也都在5 以内，以此说明这四个回归方程都能够较好的预测四种填料的干塔压 降，可以在工程误差允许的范围内来指导实践的生产。 3 1 2 湿塔压降数据分析 图3 2 3 5 是四种填料在相同外部条件下分别在不同的喷淋密度下的湿塔压 降随动能因子f 变化的关系图。从图3 2 0 5 可以看出，四种填料分别在某一固定 的气速下湿塔压降会随着喷淋密度的增加而增大，而当在某一固定的喷淋密度下， 湿塔压降也会随着气速的增加而增大，这说明在相同的条件下气速和喷淋密度的 增加都会增加四种填料的湿塔压降。填料层上的液膜会随着喷淋密度的增加而加 厚，从而使气体通道变小，气体流动阻力增大引起湿塔压降升高，从图可以看出 s q 填料的湿塔压降曲线和传统的一般填料的变化规律相符【7 7 7 9 】。另外，四种填料 也会由于液体喷淋密度的逐渐增大，液泛点慢慢降低，也说明填料的可操作范围 逐渐变小，图中湿塔压降的曲线变化比较平缓，泛点不太明显。 从图3 2 3 - 4 中可以看出，当动能因子f 低于1 5m s 一( 1 ( g m o ) 0 5 时，三种不 同比表面积的s q 填料的湿塔压降会由于喷淋密度的增大而有不同程度的增加，比 表面积小的s q 2 5 0 的四条曲线挨得比较紧密，几乎重合，而比表面积最大的 s q - 8 0 0 的四条曲线相隔较远，比较明晰，s q 5 0 0 介于中间，这是因为s q 2 5 0 的 比表面积小，孔隙率较大，在本实验设置的喷淋密度的范围内和较低气速下，一 定的空间被液膜占据后，还有足够的空间可以让一部分气体通过，气液曳力较小， 因此压降变化不大。其它填料由于孔隙率没有s q 2 5 0 大，所以压降变化较大。 图勉板s q 2 5 0 的湿塔压降随动能因子的变化 f i g 3 - 2w b tp r 豁跚r ed r 叩o f s 呻5 0 3 2 图3 1 1 3s q 5 0 0 的湿塔压降随动能因子的变化 f i g 3 - 3w a 雕跚鹏d r 叩o f s q - 5 0 0 固定喷淋密度为2 5 4 8m 3 n 1 2 h 1 ，将双曲填料之间和传统填料5 0 0 y 的湿塔 压降进行对比作图，结果参见图3 6 。固定动能因子，四种填料的压降高低顺序为： 等s q 8 0 0 等5 0 0 y 雩s q 5 0 0 等s 啦5 0 ，可以看出，相同比表面积的s q 5 0 0 填 料和5 0 0 y 填料，双曲填料的湿塔压降更低，说明s q 型填料的操作能耗比传统填 料的操作能耗小，效率更高。另外，不同s q 型填料的湿塔压降在相同条件下随着 比表面积的增大而增加。 l 室 司 f m s j 孵呐p 图3 石喷淋密度为2 5 4 8m 3 m 。2 h 1 时s q 型填料和传统填料的湿塔压降的对比 彤g 3 _ 6c o m p 撕s o f w e tp r e 姻鹏d r o pb e t w e 吼s q 咖a n d 蝴i t i o n a lp a d d n g sw h 锄 上2 5 4 8m 7 m - 2 h 1 将动能因子和喷淋密度对四种填料湿塔压降的影响进行综合，我们采用【崩r a 式嗍对四种填料的湿塔压降进行关联，见式3 3 。 3 3 北京化工大学硕士学位论文 ： 等：川。肛f c ( 3 3 ) 当喷淋密度固定为某一值时，3 3 式变成式3 - 4 ： 等= 嘶g 肘y = 卵6 ( 3 4 ) 利用式3 - 4 将s q - 5 0 0 类型填料对五个不同喷淋密度下的湿塔压降进行拟合， 结果见表3 3 。 表3 - 3 在不同喷淋密度下s q 5 0 0 填料的湿塔压降拟含 t a m e3 - 3f i t t i n g 嘣湖t so fw c tp r 豁跚r ed r o pa td i f i 衙e n ts p r a yd 饥s i t i 岱u s i n gs q 5 0 0p a c k i i l g 分别以表中的参数l 舻和6 作为纵坐标，喷淋密度三作为横坐标分别作图，如 图3 7 、3 8 。从图3 7 中可见，l 鲈与喷淋密度大致呈线性的关系，即 k 口= 1 9 0 4 0 6 + 0 0 1 2 0 7 三，即口= 8 0 5 7 4 9 4 1 0 洲2 叭，相关度肛o 9 9 0 7 6 。同理由图 3 8 得出：6 与三的线性关系为：6 = 2 5 3 6 0 9 + o 0 2 5 9 1 三，相关度l k o 9 9 6 2 3 。 i 矗n 1 2 h 1 图”s q - 5 0 0 填料系数a 随喷淋密度的变化 f i g ”n er e l 撕。璐1 却协嘲口锄d 工 图3 s q - 5 0 0 填料系数b 随喷淋密度的变化 f i g 3 mr e l a t i 0 璐h i p 咖咖6 觚d 三 密度的影响扩大，所以致使回归结果有一定的偏差；( 3 ) 当喷淋密度较大时，由 于操作范围窄，弹性小，测试状态稳定性不好，致使结果有定的偏差；( 4 ) 人 为操作进行读数也可能造成一定的误差。 表3 4s q 5 0 0 填料在不同喷淋密度下的湿塔压降实验值与计算值的比较结果 t a b k3 - 4c 咖p a r i s o no fe x p “蝴l t a l 孤dc a c i l l a t e dv a l u 鹤f o rw e t 呻踟鹏d r o p 璐i n gs q - 5 0 0 p a c k i n g 3 5 2 0 3 8 1 4 2 0 1 9 1 4 5 0 7 3 0 2 1 9 0 2 5 4 8 6 2 6 8 3 6 2 l o 4 1 7 7 0 l1 4 4 9 11 2 3 7 0 1 4 2 0 2 2 8 4 8 4 2 5 3 8 7 1 5 5 4 1 1 0 9 3 2 1 6 3 7 8 2 2 0 6 2 6 8 2 8 4 0 7 0 4 8 4 6 7 0 7 6 7 1 6 0 1 1 5 7 6 9 0 1 4 9 8 7 7 0 1 9 3 2 1 8 0 2 4 6 l o 1 4 0 8 0 7 2 9 0 4 4 l o 8 4 6 0 6 3 0 0 型塑j 丝! z 里一 塑q 6 2 6 9 2 9 9 0 0 5 1 9 1 0 3 0 5 7 1 8 7 0 3 4 0 4 6 5 6 5 3 3 6 1 0 5 7 4 9 1 3 7 8 7 5 1 8 2 4 - 3 4 1 6 2 5 1 0 4 1 0 6 4 0 6 7 7 2 9 0 l0 7 3 0 7 0 1 4 7 3 2 3 0 1 6 5 8 6 1 0 1 2 8 8 0 1 6 l o 3 7 4 0 1 5 2 0 6 8 9 0 9 0 6 0 3 5 6 7 8 3 4 5 3 8 1 5 0 5 3 9 9 0 1 4 5 5 8 1 0 8 9 6 0 2 4 9 0 0 3 4 2 4 7 4 7 7 1 8 7 9 8 4 4 1 2 1 2 9 5 1 7 5 1 8 6 3 0 7 8 5 0 4 8 5 6 0 0 8 1 3 0 2 0 1 2 5 7 3 0 0 l7 2 8 4 4 0 9 9 8 0 1 8 7 0 1 8 9 0 3 7 0 0 1 3 l o 表3 - 6 板s q 2 5 0 填料在不同喷淋密度下湿塔压降实验值与计算值的比较 湿塔压 t a b l e3 6c o m p 撕s o no fe x p 耐m t a l 孤dc a c u l a t e dv a l u 岱矗”w e tp r 骼s u 他d r o pu s i n gs q - 2 5 0 2 5 4 84 7 1 5 7 5 4 3 1 0 3 7 2 1 5 0 8 7 1 8 8 5 8 2 2 6 3 0 3 8 6 6 0 6 0 3 4 7 3 7 3 3 2 7 9 7 2 6 9 9 9 3 4 8 2 1 3 9 1 2 5 1 6 8 5 0 7 2 2 2 9 4 9 3 8 8 2 9 6 6 2 1 6 5 6 2 9 4 1 3 3 6 2 5 9 8 7 2 7 7 8 4 5 3 4 4 1 4 8 l o 4 3 9 3 0 1 4 3 0 5 7 5 6 5 8 4 6 1 6 0 1 8 4 l o 9 4 2 9 9 3 5 1 8 0 8 2 l 1 2 2 5 8 1 9 8 o l 2 8 2 8 8 3 3 0 0 2 6 8 8 3 3 1 0 4 6 6 4 1 2 1 6 3 7 1 2 2 2 9 2 1 9 6 7 6 7 3 0 6 1 3 3 3 2 5 2 2 6 7 0 5 0 4 9 1 0 3 9 7 7 2 1 2 1 8 6 4 5 0 2 3 5 0 6 3 0 8 2 2 l 1 4 5 3 2 4 2 8 o 6 5 7 o 1 8 7 幽堕二一旦坐鲤 一q ：! 堑 一 8 0 1 5 6 8 7 2 3 1 4 2 5 6 1 6 5 0 l 1 6 6 6 7 3 1 0 0 7 2 3 5 7 3 2 3 9 9 5 4 1 7 9 2 3 5 6 7 2 9 7 0 2 2 8 1 8 5 8 5 1 0 5 3 8 6 6 0 3 8 7 9 6 3 o 3 5 3 5 7 0 4 7 5 5 3 7 0 6 2 9 3 8 婴旦塑塑 堕! 表3 - 7 s q - 8 0 0 填料在不同喷淋密度下湿塔压降实验值与计算值的比较 t 芝罴竺詈竺塑竺唑坚堕些业堕塑塑竺业竺墼塑0 0 液体喷淋密度三 压降实验值 压降计算值 。一 j 号挈笔笪l 兰竽呈型 竺兰兰兰兰 1 0 1 94 1 4 5 0 4 l1 7 5 l 0 6 6 2 。 5 5 6 0 3 7 1 7 7 9 8 1 8 8 8 9 4 0 2 0 1 1 4 2 3 9 1 2 4 3 4 9 1 4 3 5 5 7 3 8 5 4 6 9 3 7 6 9 3 2 4 3 8 2 1 3 7 8 9 7 5 6 6 9 1 1 4 8 1 1 2 9 6 5 5 l 1 4 3 9 1 3 1 1 6 3 6 3 4 1 9 o 3 0 5 3 7 7 2 0 5 0 8 4 2 6 7 o 2 4 8 第三章实验结果分析与讨论 1 5 9 7 3 31 5 7 4 7 0 21 4 1 7 1 7 0 8 5 4 1 7 1 3 9 3 80 3 1 6 液体警紫譬三压降实警压降计警值 相对误差 m 3 m - 2 h - 1p a m 1p a m - 1 。 4 8 5 2 64 6 3 7 9 l4 4 2 5 5 4 5 9 25 7 5 6 7 65 4 5 0 8 4 9 2 l8 6 2 5 2 71 5 醯 9 9 0 7 51 0 1 8 1 2 72 7 6 3 1 5 2 9 1 1 7 2 7 21 1 6 9 2 3 50 2 9 7 1 3 0 4 1 51 3 1 4 0 1 6 6o 7 6 0 l6 5 7 9 916 5