高 鑫，李鑫鋼，魏 娜，李 洪，張勁松，王 磊

（1 天津大學(xué)化工學(xué)院，天津 300072；2 精餾技術(shù)國(guó)家工程研究中心，天津 300072；3 中國(guó)科學(xué)院金屬研究所，遼寧 沈陽(yáng) 110016；4 云南解化清潔能源開(kāi)發(fā)有限公司，云南 昆明 650224）

蒸餾技術(shù)是目前化學(xué)工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的分離單元操作，在化學(xué)工業(yè)中占有非常重要的地位。同時(shí)，蒸餾也是目前化學(xué)工業(yè)中能源、資源消耗巨大的單元操作之一，對(duì)于該過(guò)程的節(jié)能與強(qiáng)化一直是化工領(lǐng)域科研工作者關(guān)注的熱點(diǎn)，新型傳質(zhì)元件就是其中一個(gè)重要的研究與開(kāi)發(fā)的方向。對(duì)于傳質(zhì)元件的研究，多集中于對(duì)其結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，而制作材料方面的研究相對(duì)很少。

多孔介質(zhì)泡沫材料（陶瓷基、金屬基、樹(shù)脂基等）是一種新型功能材料，在最近幾十年得到長(zhǎng)足的發(fā)展。由于其獨(dú)特的網(wǎng)狀空間結(jié)構(gòu)、較低的密度、較好的熱學(xué)及機(jī)械強(qiáng)度等眾多優(yōu)良特性，而被廣泛地應(yīng)用于化工、能源、環(huán)保、冶金、機(jī)械、交通、電子和國(guó)防等諸多領(lǐng)域。由于多孔介質(zhì)泡沫材料具有的比表面積大、流體阻力較小、機(jī)械強(qiáng)度好、可加工性強(qiáng)等特點(diǎn)，天津大學(xué)精餾技術(shù)國(guó)家工程研究中心與中國(guó)科學(xué)院金屬研究所聯(lián)合開(kāi)發(fā)了一系列用于蒸餾過(guò)程的多孔介質(zhì)泡沫傳質(zhì)元件，包括SiC 泡沫閥塔盤(pán)[7]、SiC 泡沫塔盤(pán)[8]、SiC 泡沫規(guī)整填料[9]以及樹(shù)脂泡沫規(guī)整填料[10]等。

通過(guò)對(duì)多孔介質(zhì)傳質(zhì)元件的研究、分析與總結(jié)，本文根據(jù)蒸餾過(guò)程中氣、液兩相在多孔介質(zhì)泡沫傳質(zhì)元件中的流動(dòng)形式以及氣、液兩相的接觸方式，將多孔介質(zhì)泡沫傳質(zhì)元件分為三類(lèi)，對(duì)多孔介質(zhì)泡沫材料在蒸餾過(guò)程中的應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)的介紹，即氣/液兩相均在多孔介質(zhì)內(nèi)部流動(dòng)的氣液逆流接觸方式、氣相在多孔介質(zhì)內(nèi)部流動(dòng)/液相在多孔介質(zhì)表面流動(dòng)的氣液錯(cuò)流接觸方式以及液相在多孔介質(zhì)內(nèi)部流動(dòng)/氣相在多孔介質(zhì)表面流動(dòng)的氣液逆流接觸 方式。

1 氣、液兩相均在多孔介質(zhì)內(nèi)部的流動(dòng)方式

該類(lèi)傳質(zhì)元件是將整塊的多孔泡沫材料直接作為精餾填料，不做任何結(jié)構(gòu)形狀的加工。氣、液兩相在多孔泡沫材料內(nèi)部逆向流動(dòng)接觸，多孔泡沫材料自身巨大的比表面積增大了氣、液傳質(zhì)的有效比表面積，同時(shí)材料的三維網(wǎng)狀空間結(jié)構(gòu)能夠增大氣、液流動(dòng)的湍動(dòng)程度，強(qiáng)化氣、液相傳質(zhì)過(guò)程。Leveque等[5]利用具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、熱導(dǎo)性質(zhì)及耐腐蝕性的碳化硅多孔泡沫陶瓷材料設(shè)計(jì)成如圖1 所示的直徑150 mm、高度100 mm 的圓柱形整體填料，進(jìn)行了流體力學(xué)及傳質(zhì)性能測(cè)試，結(jié)果表明該種填料具有以下特點(diǎn)：①干、濕填料壓降較大，在噴淋密度為7.9 m3/(m2·h)時(shí)其壓降大于M250Y、CY 和PR 5/8 填料；②通量小，在各噴淋密度下，氣相F 因子在達(dá)到0.8 時(shí)均會(huì)出現(xiàn)液泛；③持液量較高，約為10 %，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通的波紋規(guī)整填料；④傳質(zhì)效率較高，每米約為5 塊理論板。

圖1 碳化硅陶瓷泡沫整體填料

Stemmet等[6-9]利用碳化硅陶瓷泡沫材料制成長(zhǎng)30 cm、寬1 cm、高80 cm 的長(zhǎng)方塊，并對(duì)其進(jìn)行了氣、液相逆流與并流流動(dòng)狀態(tài)下的流體力學(xué)及傳質(zhì)性能測(cè)試，對(duì)碳化硅泡沫材料內(nèi)的軸向擴(kuò)散以及流體黏度和表面張力對(duì)傳質(zhì)性能的影響進(jìn)行了詳細(xì)的研究。結(jié)果表明，碳化硅泡沫陶瓷填料在氣、液相逆流流動(dòng)時(shí)的流體力學(xué)性能與蘇爾壽公司的Katapak-S 催化填料相似，傳質(zhì)性能非常優(yōu)越，軸向擴(kuò)散效果明顯，液體分布性能明顯優(yōu)于金屬波紋板與金屬絲網(wǎng)波紋板，具有更多的有效氣、液傳質(zhì)表面。Incera Garrido 等[10]研究了孔徑與孔隙率等多孔材料特性對(duì)多孔泡沫填料的壓降及傳質(zhì)性能的影響，研究結(jié)果表明泡沫填料的壓降隨著孔徑或孔隙率的降低而增加，傳質(zhì)系數(shù)量綱為1 數(shù)在雷諾數(shù)不變的情況隨著孔徑的增大而升高。Grosse等[11]對(duì)氣、液逆向流動(dòng)時(shí)陶瓷泡沫填料的流體力學(xué)性能進(jìn)行了研究，得出作為塔內(nèi)氣、液兩相傳質(zhì)元件的陶瓷泡沫填料，由于其流體力學(xué)性能與傳統(tǒng)規(guī)整填料相差甚遠(yuǎn)，使得該陶瓷泡沫填料在工業(yè)應(yīng)用方面受到了限制。

綜上所述，盡管傳質(zhì)性能非常優(yōu)越，但由于流體力學(xué)性能不佳導(dǎo)致該類(lèi)填料在應(yīng)用上受到極大的限制。主要原因?yàn)椋孩偻耆烧麎K泡沫陶瓷材料制成，相對(duì)于傳統(tǒng)填料其空隙率過(guò)??；②氣、液兩相均在多孔材料內(nèi)部流動(dòng)，導(dǎo)致流體流動(dòng)阻力過(guò)高、壓降過(guò)大。

2 氣相在多孔介質(zhì)內(nèi)部、液相在外部的流動(dòng)方式

為了克服上述多孔泡沫材料在蒸餾應(yīng)用過(guò)程中所遇到的問(wèn)題，避免氣、液兩相同時(shí)在多孔泡沫材料內(nèi)部流動(dòng)，開(kāi)發(fā)某一相流體在多孔泡沫內(nèi)部流動(dòng)，另一相流體在其表面流動(dòng)的氣、液接觸模式的傳質(zhì)元件是很好的解決途徑。其中一種解決方式為氣相在多孔介質(zhì)內(nèi)部、液相在多孔介質(zhì)表面錯(cuò)流流動(dòng)接觸傳質(zhì)的方式，該種傳質(zhì)方式在實(shí)際中可以以板式精餾塔的形式進(jìn)行。氣相由下至上穿流通過(guò)多孔泡沫塔盤(pán)，液相在多孔泡沫塔盤(pán)上表面與氣相錯(cuò)流通過(guò)塔盤(pán)，利用多孔泡沫材料的三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)將氣相分散成大量較為均勻的小氣泡進(jìn)入塔盤(pán)上方的液層中，完成氣、液相間傳質(zhì)。經(jīng)過(guò)多孔泡沫材料分散后的氣相與液相接觸的比表面積巨大，且僅有氣相在多孔材料內(nèi)部流動(dòng)，因此，該類(lèi)型的傳質(zhì)元件將會(huì)具有傳質(zhì)效率高、壓降小等優(yōu)點(diǎn)。另外，相對(duì)于傳統(tǒng)塔盤(pán)，由于多孔泡沫材料的表面微孔結(jié)構(gòu)與潤(rùn)濕特性，其漏液量將降低很多，即操作范圍將會(huì)增大。

2.1 泡沫鎳固閥塔盤(pán)

早在2003年，本課題組的周海鷹等[12]以海綿泡沫為骨架，在電鍍池中鍍鎳后制成連續(xù)式帶狀泡沫鎳，如圖2 所示。將其以固閥的形式安裝在實(shí)驗(yàn)塔盤(pán)上，進(jìn)行流體力學(xué)與傳質(zhì)性能的測(cè)試。結(jié)果表明，單層泡沫鎳塔盤(pán)由于孔道直通容易形成噴射，而雙層泡沫鎳塔盤(pán)的分布孔因錯(cuò)位而不規(guī)則，有效地減少噴射，增強(qiáng)了鼓泡作用。與傳統(tǒng)F1 浮閥塔板相比，在相同操作條件下泡沫鎳塔板傳質(zhì)效率能夠提高15%～20%，如圖3 所示。同時(shí)泡沫鎳塔盤(pán)幾乎沒(méi)有漏液現(xiàn)象，可大幅度降低塔盤(pán)操作的氣相負(fù)荷下限。但由于泡沫鎳的微孔結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致塔盤(pán)的 剩余壓降過(guò)大而增大了塔盤(pán)的總壓降。

圖2 泡沫鎳結(jié)構(gòu)形狀

圖3 泡沫鎳固閥塔盤(pán)傳質(zhì)性能比較

2.2 SiC 陶瓷泡沫閥塔盤(pán)

除壓降過(guò)大外，泡沫鎳材料本身機(jī)械強(qiáng)度不高也是限制其作為傳質(zhì)元件在蒸餾過(guò)程中應(yīng)用的一個(gè)主要原因。碳化硅材料是一種具有耐高溫、抗氧化、耐酸堿腐蝕、熱膨脹系數(shù)小、熱導(dǎo)率大、硬度高、抗熱震等優(yōu)良性能的新型功能材料，采用泡沫碳化硅材料制成傳質(zhì)元件能夠顯著增強(qiáng)塔內(nèi)件的機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性能且加工便捷，另外使用碳化硅材料代替金屬材料，可以節(jié)省金屬資源的消耗，減少金屬冶煉過(guò)程的環(huán)境污染，從能源與資源的角度都具有較明顯的優(yōu)勢(shì)。本課題組的劉學(xué)寬等[13-14]將多孔碳化硅泡沫陶瓷材料制成圓形固閥傳質(zhì)元件[圖4(a)]應(yīng)用到板式精餾塔中，制成碳化硅泡沫閥塔盤(pán)，如圖4(b)所示。

圖4 碳化硅泡沫閥單元與塔盤(pán)結(jié)構(gòu)

前期實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在開(kāi)孔率相同的情況下，碳化硅泡沫閥塔盤(pán)的壓降遠(yuǎn)高于F1 浮閥塔盤(pán)，其原因主要是由于泡沫材料閥體本身的三維空間多孔結(jié)構(gòu)減小了氣相流動(dòng)通道造成的，但這一多孔結(jié)構(gòu)也造就了該類(lèi)型塔盤(pán)不容易漏液的特點(diǎn)，因此可以通過(guò)增加塔盤(pán)開(kāi)孔率的方式降低塔板壓降。另外，減小泡沫閥的厚度也可以降低塔盤(pán)的壓降，但閥體過(guò)薄不僅會(huì)使得閥體的機(jī)械強(qiáng)度下降，導(dǎo)致閥體容易破損，還會(huì)造成氣泡分布不均等問(wèn)題。

據(jù)此，實(shí)驗(yàn)考察了多孔泡沫材料的孔徑、閥體厚度、塔盤(pán)開(kāi)孔率、溢流堰高度等影響因素在不同空塔動(dòng)能因子與液流強(qiáng)度下，對(duì)塔盤(pán)壓降、漏液量、霧沫夾帶量、清液層高度以及傳質(zhì)效率等性能的影響。在綜合考慮塔板強(qiáng)度、流體力學(xué)以及傳質(zhì)性能后，通過(guò)上述單因素實(shí)驗(yàn)篩選，得出開(kāi)孔率為19.70 %，閥體厚度為6 mm，泡沫材料孔徑為4mm 時(shí)，碳化硅泡沫閥塔盤(pán)的綜合性能比較適宜。將其與傳統(tǒng)的F1 浮閥塔盤(pán)進(jìn)行了對(duì)比，如圖5 所示，濕板壓降與F1 浮閥塔盤(pán)相差不多；在空塔動(dòng)能因子為0.8～1.2 (m/s)·(kg/m3)0.5的范圍內(nèi)，碳化硅多孔泡沫閥塔盤(pán)的傳質(zhì)效率全塔效率高于75 %，最高可 達(dá)85 %，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的F1 浮閥塔板。

圖5 SiC 泡沫閥塔盤(pán)與F1 浮閥塔盤(pán)的壓降與傳質(zhì)性能比較

2.3 SiC 陶瓷泡沫塔盤(pán)

在SiC 陶瓷泡沫閥塔盤(pán)的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮其不易漏液的特點(diǎn)，增大塔盤(pán)的開(kāi)孔率來(lái)降低塔盤(pán)的壓降，同時(shí)進(jìn)一步提高氣、液傳質(zhì)區(qū)域，可以將整個(gè)塔盤(pán)均采用多孔泡沫材料制成。本課題組劉霞 等[15]將整塊碳化硅泡沫板安裝在塔盤(pán)的傳質(zhì)區(qū)上，制成SiC 陶瓷泡沫塔盤(pán)（圖6），并研究了不同孔徑、不同板厚度以及復(fù)合SiC 泡沫塔盤(pán)的流體力學(xué)及傳質(zhì)性能。

圖6 SiC 陶瓷泡沫塔盤(pán)

SiC 泡沫塔盤(pán)的優(yōu)勢(shì)在于能夠充分利用塔盤(pán)的面積，除降液管與受液盤(pán)外將塔盤(pán)上其余部分都布置為傳質(zhì)元件，另外由于SiC 泡沫的三維微孔結(jié)構(gòu)可以將氣相流體均勻地分散成粒徑較小的微氣泡穿過(guò)塔盤(pán)上的液層，使得塔盤(pán)上的所有區(qū)域均具有較高的氣、液傳質(zhì)效率。而其它類(lèi)型的精餾塔盤(pán)（如篩板、F1 浮閥、導(dǎo)向梯形固閥等）由于漏液量、對(duì)噴和塔板強(qiáng)度等因素的限制，其塔盤(pán)上設(shè)置的傳質(zhì)元件需保證一定的間距。研究中以相同的全塔動(dòng)能因子作為比較基準(zhǔn)，將不同孔徑、不同厚度的SiC泡沫塔盤(pán)與全塔開(kāi)孔率為4.03%、孔徑為8 mm 的篩板的壓降性能進(jìn)行比較，如圖7 所示。圖中B1、B2、B3 分別表示泡沫孔徑為2 mm、3 mm、4 mm，厚度均為10 mm 的SiC 泡沫塔盤(pán)，可以看出除了泡沫孔徑較小的B1 外，其余SiC 泡沫塔盤(pán)的壓降均低于篩板塔盤(pán)。實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，各類(lèi)型SiC 泡沫塔盤(pán)的霧沫夾帶量和漏液量均低于篩板塔盤(pán)，這一特性使得SiC 泡沫塔盤(pán)所適用的氣、液相負(fù)荷范圍更寬。

新型SiC 泡沫塔盤(pán)具有較高的傳質(zhì)效率，在實(shí)驗(yàn)測(cè)定的操作范圍內(nèi)，其傳質(zhì)效率均高于相同條件下的篩板塔盤(pán)，結(jié)果如圖8 所示。SiC 泡沫塔盤(pán)的全塔效率最高可以達(dá)到75%，與篩板塔盤(pán)相比，泡沫塔盤(pán)對(duì)氣相的分散程度更加均勻，具有更大的氣液相接觸面積，因此具有更高的氣液傳質(zhì)效率。

圖7 SiC 泡沫塔盤(pán)與篩板壓降性能的比較

圖8 SiC 泡沫塔盤(pán)與篩板塔盤(pán)的傳質(zhì)性能比較

本課題組的高國(guó)華[16]采用計(jì)算流體力學(xué)的方法對(duì)新型SiC 泡沫塔盤(pán)的宏觀性能及微觀特性進(jìn)行了模擬研究，根據(jù)SiC 泡沫塔盤(pán)的真實(shí)結(jié)構(gòu)建立微觀物理模型，如圖9 所示，對(duì)其進(jìn)行氣、液兩相流模擬。

圖9 SiC 泡沫塔盤(pán)真實(shí)結(jié)構(gòu)的物理模型

在SiC 泡沫塔盤(pán)的宏觀模擬中，發(fā)現(xiàn)氣相通過(guò)SiC 泡沫塔盤(pán)的壓力降由3 部分組成，干板壓降、 液層阻力以及剩余壓降，其中全塔到泡沫塔盤(pán)的突然縮小造成的干板壓降占總壓降的50%以上，干板壓降可以擬合成Δpd=4.17F01.95的形式。在相同液流強(qiáng)度下，氣速較小時(shí)，塔盤(pán)上氣液兩相接觸狀態(tài)為鼓泡狀態(tài)；氣速較大時(shí)，塔板上的氣液接觸狀態(tài)進(jìn)入泡沫狀態(tài)或噴濺狀態(tài)。處于鼓泡狀態(tài)的塔板，液體密度基本保持較高的數(shù)值不變，到達(dá)一定高度后迅速降低至0；處于泡沫狀態(tài)或噴濺狀態(tài)的塔板，液體密度呈反S 形趨勢(shì)。

在微觀模擬方面，研究發(fā)現(xiàn)SiC 泡沫塔盤(pán)的濕板壓降增大是由于液體在SiC 泡沫內(nèi)滯留造成泡沫的孔隙率下降而引起的。經(jīng)過(guò)模擬改進(jìn)后發(fā)現(xiàn)，氣速越大，多孔傳質(zhì)體內(nèi)的液體滯留量就越少；按照下行的順序調(diào)節(jié)氣速，有利于減少或避免液體在泡沫內(nèi)的滯留；由于SiC 泡沫材料本身具有較好的親水性能，可通過(guò)表面改性的方法增大泡沫材料表面的接觸角，從而減少或避免液體進(jìn)入泡沫材料內(nèi)，降低壓降，提高傳質(zhì)效率。

總體來(lái)看，新型SiC 泡沫塔盤(pán)的有效傳質(zhì)區(qū)域大，具有壓降較低、不漏液、霧沫夾帶小、傳質(zhì)效率高等優(yōu)點(diǎn)，是一種傳質(zhì)性能優(yōu)良的蒸餾塔板，具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。

3 液相在多孔介質(zhì)內(nèi)部、氣相在外部的流動(dòng)方式

另一種解決多孔泡沫材料在蒸餾過(guò)程中應(yīng)用問(wèn)題的方式是，液相在多孔介質(zhì)內(nèi)部、氣相在多孔介質(zhì)表面逆流接觸傳質(zhì)的方式，將多孔泡沫材料制成規(guī)整波紋填料的形式可以很好地滿足上述條件。與傳統(tǒng)規(guī)整波紋填料相似，氣相由下至上從多孔材料表面穿流通過(guò)填料，液相在多孔泡沫內(nèi)部流動(dòng)與氣相在塔內(nèi)逆流接觸傳質(zhì)，有效地避免了氣、液兩相同時(shí)在多孔泡沫材料內(nèi)的流動(dòng)，大大降低了傳質(zhì)元件的阻力損失。另外，由于多孔泡沫材料的超大比表面積，增大了氣、液有效傳質(zhì)面積。

3.1 SiC 泡沫規(guī)整填料

本課題組的曾菁[17]將SiC 泡沫陶瓷材料按照規(guī)整波紋板填料的結(jié)構(gòu)形狀制作成SiC 泡沫規(guī)整填料，如圖10 所示。分別研究了泡沫孔徑、比表面積、波紋片厚度、波紋傾角等因素對(duì)流體力學(xué)和傳質(zhì)性能的影響，以期找到適合于工業(yè)應(yīng)用的較優(yōu)的SiC泡沫波紋規(guī)整填料結(jié)構(gòu)。

研究發(fā)現(xiàn)，比表面積500 m2/m3、波紋板厚1 mm、泡沫孔徑3 mm、波紋傾角30°的SiC 泡沫波紋規(guī)整填料性能較優(yōu)，將其與BX 型的金屬波紋絲網(wǎng)填料進(jìn)行了壓降與傳質(zhì)效率的比較，結(jié)果如圖11所示。與BX 填料相比，SiC 泡沫規(guī)整填料壓降降低約30%而傳質(zhì)效率提高了30%左右，流體力學(xué)及傳質(zhì)性能均優(yōu)于BX 型金屬絲網(wǎng)填料。

在實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，課題組李鑫鋼等[18]采用計(jì)算流體力學(xué)的方法對(duì)SiC 泡沫波紋板規(guī)整填料進(jìn)行模擬研究，獲得宏觀流體力學(xué)性能參數(shù)、流場(chǎng)分布特點(diǎn)以及微觀多孔結(jié)構(gòu)對(duì)流場(chǎng)分布的影響。

利用SiC 泡沫材料的真實(shí)結(jié)構(gòu)單元將其陣列后切割成薄片形狀作為物理模型，如圖12 所示。研究發(fā)現(xiàn)，波紋板傾斜角為45°（Y 形）時(shí)，三角形波紋板的上下兩個(gè)側(cè)面上的液體分布是不均勻的；傾斜角為30°時(shí)，液體在板上形成的流股比45°時(shí)的流股更細(xì)，分布更加不均勻；泡沫波紋板的傾斜角為60°時(shí)，液體在板上呈液膜分布，且其液膜分布和液膜所能提供的有效相際面積最大。另外，通過(guò)改變液體與泡沫間的接觸角，發(fā)現(xiàn)具有90°接觸角的SiC 泡沫波紋板上的液體呈膜狀分布，且液膜基本不進(jìn)入泡沫板內(nèi)部，液膜上液體分布也很均勻，這一研究結(jié)果說(shuō)明盡量減小與泡沫材料的接觸角，使液體能夠完全進(jìn)入泡沫板內(nèi)，不僅可以提高填料的壓降性能，還可以增加填料的有效氣、液相傳質(zhì)面積。

圖11 SiC 泡沫規(guī)整填料與BX 型填料的壓降與傳質(zhì)性能比較

圖12 SiC 泡沫規(guī)整填料的微觀模型

3.2 樹(shù)脂泡沫規(guī)整填料

除SiC 泡沫材料外，作者[19]采用一種成本更加低廉的樹(shù)脂基多孔泡沫材料制成規(guī)整波紋板填料，如圖13 所示，并將其用于精餾以及反應(yīng)精餾過(guò)程。研究中通過(guò)對(duì)流體力學(xué)性能測(cè)試，獲得了不同液體噴淋密度下樹(shù)脂泡沫規(guī)整填料壓降和持液量隨氣相F 因子變化的關(guān)系以及填料的液泛曲線，結(jié)果表明該填料流體力學(xué)性能與SiC 泡沫填料相類(lèi)似。通過(guò)測(cè)定樹(shù)脂泡沫規(guī)整填料的傳質(zhì)性能并與金屬絲網(wǎng)波紋填料進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明其傳質(zhì)分離能力與傳統(tǒng)的金屬絲網(wǎng)波紋填料相當(dāng)。由于該種填料采用樹(shù)脂基作為原材料，其力學(xué)性能較SiC 材料差，在工業(yè)應(yīng)用中應(yīng)注意此問(wèn)題。

圖13 樹(shù)脂泡沫規(guī)整填料

4 結(jié) 語(yǔ)

多孔泡沫材料作為一種新型功能材料應(yīng)用于蒸餾過(guò)程，可能會(huì)給蒸餾技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)較大的革新。但該領(lǐng)域的研究還處于起步階段，在強(qiáng)化蒸餾過(guò)程中所起到的關(guān)鍵作用機(jī)制尚不完全清楚，需要進(jìn)一步系統(tǒng)地從機(jī)理方面對(duì)多孔介質(zhì)中的氣、液流動(dòng)與傳質(zhì)過(guò)程進(jìn)行研究。而且，根據(jù)多孔介質(zhì)泡沫材料在蒸餾過(guò)程中所起的作用不同，可以開(kāi)發(fā)不同結(jié)構(gòu)、不同表面性質(zhì)的多孔泡沫傳質(zhì)元件，從而更加充分地實(shí)現(xiàn)其對(duì)蒸餾過(guò)程的強(qiáng)化。當(dāng)然，由于采用SiC泡沫多孔材料制成，該類(lèi)氣液傳質(zhì)元件在工程應(yīng)用中容易被堵塞，應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)受到一定的限制，但由于其可顯著強(qiáng)化氣液相界面積、改善氣液接觸的均勻性，在改良低氣液比體系的傳質(zhì)效果、催化蒸餾等方面將能夠發(fā)揮重要作用。

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