集束纤维填料塔是一种新型高效的传质设备。本项目首先在一套冷模实验装置上,针对不同的传质体系,通过改变纤维丝填充密度、传质液体的粘度、水-油流量比和传质两相引入填料塔的顺序,考察了集束纤维填料塔内两相流动、传质的特性。实验结果表明随着原料液粘度的增加,流体的停留时间延长;两相接触得更均匀;而体积传质系数则呈先增后减的趋势;最佳传质工况与原料液粘度和塔内纤维丝填充密度密切相关。传质两相的引入顺序对集束纤维填料塔内两相的流动、传质特性也具有直接影响。"先水后油"时,传质系数随水-油流量比的增大而减小;而在"先油后水"时,传质系数先增后减,并在水-油体积流量比5附件时取得最大值;在传质两相引入填料塔顺序不同的情况下,体积传质系数均随纤维丝填充密度的增加而先增后减,且都存在一个极值。根据冷模实验的结果,并结合微观尺度流场数值模拟,提出了以优化新参数"微观传质面积比"来确定集束纤维填料塔纤维丝填充密度的放大、设计方法。并据此建立了一套1万吨/年的汽油脱硫醇集束纤维填料塔小型工业侧线实验装置,并进行了工业侧线实验。实验结果表明在传质效果以及经济性指标方面,集束纤维填料塔明显优于传统装置。
英文主题词Packed Fibers; Flow; Mass-transfer; Scale-up; Design