規(guī)整填料是一種在塔內(nèi)按均勻幾何圖形排布,整齊堆砌的填料。由于具有比表面積大、壓降小、流體分均勻、傳質(zhì)傳熱效率高等優(yōu)點(diǎn),因此得到了廣泛的應(yīng)用。最早開發(fā)的是金屬規(guī)整填料,以后相繼開發(fā)的有塑料規(guī)整填料、陶瓷規(guī)整填料和碳纖維規(guī)整填料。 |
金屬波紋填料對超重力膠清的脫氨效果如何?膠清是由濃縮天然膠乳生產(chǎn)時從離心機(jī)中排出的重液,含有5%左右的橡膠粒子,企業(yè)常用硫酸凝固制備膠清膠。由于新鮮膠乳容易變質(zhì),工業(yè)上常用氨作保鮮劑,在經(jīng)過離心濃縮后,約有3/4的氨進(jìn)入膠清中,因此膠清中氨含量較高,導(dǎo)致膠清膠制備中硫酸用量大、成本高、廢水處理困難。天然橡膠具有優(yōu)異的綜合性能,廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、運(yùn)輸、交通、機(jī)械制造、醫(yī)藥衛(wèi)生日常生活等方面。
工廠分析了膠清組成對氨脫除的影響,提出了超重力膠清脫氨技術(shù)。采用立式錯流超重機(jī),研究了超重力因子、原料流量、空氣流量對膠清脫氨性能的影響。在其他操作條件不變的情況下,膠清脫氨率均隨膠清流量的增大而減小;隨空氣流量的增大而增大;隨超重力因子的增大呈現(xiàn)先增大后減小趨勢,存在最佳操作點(diǎn)。金屬波紋填料脫氨率在22.29%~43.98%之間,鮑爾環(huán)填料的脫氨率在15.66%~34.64%之間,金屬絲網(wǎng)波紋填料膠清脫氨傳質(zhì)性能優(yōu)于鮑爾環(huán)。 膠清的主要成份有:水、橡膠粒子、蛋白質(zhì)、類脂物、丙酮溶物、水溶物、無機(jī)鹽。其中,橡膠粒子、蛋白質(zhì)、類脂物、丙酮溶物、水溶物多為大分子物質(zhì),根據(jù)Market-Houwink方程,大分子物質(zhì)存在增大了膠清粘度。根據(jù)式制氨氣的脫除。另外,膠清中的水分子圍繞在橡膠粒子周圍會定向形成水化膜,當(dāng)膠清靜置時被這樣固定下來的水分子較多,增大了膠清的正常粘度,抑制氨的脫除。為提高膠清脫氨率,可以采取以下措施:(1)根據(jù)亨利定律,提高溶液溫度、提高氣液比、提高膠清的pH值來降低膠清中氨的含量;(2)根據(jù)膠乳的觸變性,增強(qiáng)液體湍動性,破壞橡膠粒子周圍水化膜,降低膠清粘度,提高擴(kuò)散系數(shù);(3)增大氣液相接觸面積,提高傳質(zhì)系數(shù)。
曝氣法、離心霧化法用于脫除膠清中的氨,可減少硫酸用量、降低成本。為進(jìn)一步提高膠清脫氨率,降低生產(chǎn)成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量,論文以波紋絲網(wǎng)與鮑爾環(huán)為填料,對超重力膠清脫氨進(jìn)行了研究。超重力技術(shù)是一項(xiàng)新型過程強(qiáng)化技術(shù),因具有傳質(zhì)效率高、設(shè)備體積小等優(yōu)點(diǎn)已應(yīng)用于精餾、吸收、納米材料制備、廢水脫氨等領(lǐng)域,被譽(yù)為21世紀(jì)化工晶體管。
分析認(rèn)為,膠清在離心力與填料的雙重作用下,在填料中呈現(xiàn)液絲、液膜與液滴狀態(tài),并不斷聚并-分散,相界面不斷更新,起初隨著超重力因子的增大,液絲與液滴的直徑變小,液膜變薄,氣液相界面增大,傳質(zhì)系數(shù)提高,有利于傳質(zhì)進(jìn)行;但beta增大的同時,液體在填料在的停留時間變短,對傳質(zhì)不利,前者的作用大于后者,脫氨率增大;當(dāng)β達(dá)到一定值后,液體的被破碎程度、液體湍動程度達(dá)到極限狀態(tài),液膜厚度趨于定值[11],停留時間成為脫氨率呈現(xiàn)減小趨勢的主要因素。波紋填料在為133.2時,beta達(dá)到最大值38.55%,xD達(dá)最低值0.102%;鮑爾環(huán)在beta為164.5時,beta達(dá)到最大值33.73%,xD達(dá)最低值0.115%。在相同操作條件下,金屬絲網(wǎng)的脫氨率總高于鮑爾環(huán)的脫氨率,說明波紋絲網(wǎng)的傳質(zhì)性能優(yōu)于鮑爾環(huán)的傳質(zhì)性能。原因?yàn)椴y絲網(wǎng)的堆積密度與比表面積均大于鮑爾環(huán),膠清在填料中形成液絲、液滴金屬波紋填料碰撞機(jī)會多,液絲、液滴聚并分散頻率大,表面更新速度快,傳質(zhì)性能優(yōu)。
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