近年来,运用计算机模拟手段对陶瓷十字环萃取塔的研究正在逐渐推广,同时,研究者也致力于研究新的数学模型并且开发新的模拟软件,希望能在考虑两相间作用力和液滴的聚并及破裂速率前提下,准确得到陶瓷十字环萃取塔的传质特性及流体动力学特性,使陶瓷十字环萃取塔的设计计算更为快捷和合理。
2024
国内外一些课题组自主开发了一些软件用于陶瓷散堆填料萃取塔研究,使计算过程更为快捷,结果更为准确。中国石油大学开发了塔设备设计软件CUP-Tower,该软件既能设计新塔,也能校核旧塔;既可以用于板式塔,也可以用于陶瓷散堆填料塔,并且此软件现己应用于陶瓷散堆填料萃取塔设计和校核。
2024
计算流体力学模拟对于研究陶瓷波纹板填料萃取塔单元操作的传质和流体动力学特性,一些计算流体力学的模拟方法也渐渐应用起来,并且与实验值相比较,得到了吻合度很好的结果。
2024
当无陶瓷阶梯环传质或陶瓷阶梯环传质方向为c(连续相)一d(分散相)时,实验拟合出的常数r=1.42;当陶瓷阶梯环传质方向为所提出的液滴平均直径计算公式相似,差别在于所提液滴平均直径计算公式中,当无陶瓷阶梯环传质或陶瓷阶梯环传质方向;当陶瓷阶梯环传质方向为d。
2024
实验方法及经验公式方法在陶瓷异鞍环萃取塔研究中的应用。传质特性和流体动力学特性研究是液液萃取陶瓷异鞍环选择与开发、陶瓷异鞍环萃取塔设计与优化的重要方法和关键途径。目前,己基本形成了实验手段与经验公式相结合的较为行之有效的方法。
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课题组对陶瓷矩鞍环萃取塔中陶瓷矩鞍环的开发和改良做了大量的研究,自主开发了内弯弧形筋片扁环陶瓷矩鞍环QH-1和挠性梅花扁环陶瓷矩鞍环QH_2,其结构高径比小,排列时能体现一定的有序性,降低陶瓷矩鞍环层间的压力降,通量大,轴向返混小,抑制两相的非理想流动,提高整塔的萃取效率,并且此两种陶瓷矩鞍环已广泛应用于国内化工行业。
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陶瓷鲍尔环填料萃取塔的特,点液液萃取是一种重要的化工传质分离手段,其过程多样,设备种类繁多,常用的萃取设备及其特点如表1所示。选择萃取设备时要多因素综合考虑,包括体系物性、处理量大小、分离要求、占地面积、设备、操作、维修费用等因素。
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综述了陶瓷拉西环填料萃取塔的特点、国内外对陶瓷拉西环填料苹取塔中陶瓷拉西环填料的选择与开发并且详述了部分陶瓷拉西环填料的工业应用,同时详细阐述了研究者使用不同的理论模型和方法对陶瓷拉西环填料苹取塔的传质特性和流体动力学特性的研究。
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目前各种陶瓷散堆填料蒸发冷却换热器的冷却效果均有限,远达不到理想状况—露点温度。为了使蒸发冷却的效果逼近露点温度,提高换热效率,主要是从结构和材料两个方面着手。传统露点间接蒸发冷却器主要是从改变换热器结构的角度来实现的。
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直接蒸发冷却的机理就是通过空气与十字瓷环表面的水膜进行热质交换。常规十字瓷环中,水分在十字瓷环表面很难形成均匀稳定的液膜,有可能出现部分地方水膜过厚或者出现干点的现象。
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多孔陶瓷材料的微孔性,还可以实现微离子、微生物、病毒的过滤分离。在早期的研究中就有人提出质疑,在直接蒸发冷却器中,由于空气与阶梯瓷环直接接触,空气中携带的有害物质在潮湿的阶梯瓷环表面容易滋生细菌。
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多孔陶瓷材料是经过高温处理的,机械性能好,硬度高,与无机异鞍瓷环相比,较为坚固,不易发生碰碎的现象。同时由于异鞍瓷环长期处于淋水状态,因此要求异鞍瓷环具有一定的挺湿度和强度。而陶瓷材料的材质决定了它与无机异鞍瓷环相比,具有良好的挺湿度,充分淋湿的状态不会发生材质下坠,影响换热器的效率。
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以鲍尔瓷环层高度的计算公式为基础,利用C语言编写鲍尔瓷环层高度的计算程序,程序在PC机上编译运行通过并应用于研究过程。程序主体的N-S结构化流程图算法表述如图1所示。
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选取高度步长值为dZ=lm的简化拉西瓷环模型的计算结果误差均在士10%)以内,简化拉西瓷环模型的计算量较现有数学拉西瓷环模型减少了96%以上;选取高度步长值为dZ=2m的简化拉西瓷环模型的计算结果误差在土20%以内,计算量较现有数学拉西瓷环模型减少了98%以上。
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简化方法对每一微元段的计算均比初始方法省去了对3个热力学参数值的计算步骤。那么,当t为45 ℃,步长值dZ取O.lm时,矩鞍瓷环层高度Z为8.6m,可减少86 x 3=258次运算过程。
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