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金属丝网波纹规整填料具有高理论板数和低压降等特点,已被广泛应用于多种精馏过程中。硼同位素的分离需要采用高效的填料,为给同位素分离的工业化提供实验依据,本文在全回流和部分回流比的条件下,用环己烷-庚烷和庚烷-甲苯两种二元测试物系对直径为50mm的CDG1700Y和CDG2500Y型金属丝网规整填料的流体力学性能和传质性能进行了考察。实验结果表明,这两种填料的压降随着回流比的增大而增大,单位填料层高度的等板高度HETP变化趋势则相反;CDG1700Y和CDG2500Y型填料的具有较高的理论板数;此外,由实验结果可知这两种填料可操作的范围较窄,气体动能因子F在1和0.75左右压降和等板高度HETP值突然变化,塔内出现液泛现象。在上述实验基础上,尝试采用SRP(II)模型对上述两种填料的性能进行模拟,为其工业化应用提供可靠的设计计算依据。在环己烷-庚烷体系中,SRP(II)模型对CDG1700Y和CDG2500Y型规整填料流体力学性能的模拟值与实验值比较,平均百分比误差分别为37.02%和35.87%,等板高度的模拟值与实验值平均百分比误差分别为26.94%和19.7%;在庚烷-甲苯体系中,相应的流体力学性能模拟的平均百分比误差分别为21.06%和20.37%,等板高度模拟的平均百分比误差分别为25.45%和21.82%。由于SRP(II)模型对上述填料性能模拟计算误差较大,所以在SRP(II)模型基础上提出了新的理论假设以及与液相阻力相关的系数αg和αl,修正了传质单元高度HTU的计算式,用实验值对修正式进行了最小二乘法拟合得到适合于这两种填料类型的参数αg和αl的值。用修正后的模型对CDG1700Y和CDG2500Y型金属丝网波纹填料进行模拟计算,结果表明,在环己烷-正庚烷体系中,采用新模型对等板高度的计算值与实验值的平均百分比误差为11.5%和15.8%;在正庚烷-甲苯体系中,采用新模型对等板高度的计算值与实验值的平均百分比误差分别为14.39%和14.66%。上述结果表明,与SRP(II)模型相比,新模型能够比较准确的模拟填料性能,具有较好的预测效果。利用上述实验结果,采用金属丝网波纹规整填料CDG1700Y和CDG2500Y进行了年产量125公斤10B浓度由19.8%富集到95%的化学交换精馏塔的设计计算,确定了理论板数、回流比等相关工艺参数及填料高度、塔的内径和填料压降,为后续的工业化放大提供了依据。