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金屬孔板波紋填料和塑料填料等表面處理技術及表面濕潤性能的改善

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金屬孔板波紋填料和塑料填料等表面處理技術及表面濕潤性能的改善

填料在具體傳質過程中,與之接觸的工藝液體是一定的,其物理、化學性質也一定。在這種條件下為提高填料表面的濕潤比率,可以從以下幾個方面考慮:

**合理選用材質:從填料的潤濕角度考慮,應選用其比表面自由能大于工藝液體表面自由能的材質作填料,這可以使填料表面盡可能為工藝液體所潤濕。但對于聚丙烯等聚合料而言,若用水溶液傳質物系時,若不加其它處理方法,是難以潤濕的。此外,有些聚合材料在一定液體中具有溶脹特性,如聚酰胺在水中溶脹率達1.2%,在正庚烷/甲基環已烷中達1.7-3.6%,由于溶脹面增強了與工藝液體的親合力,故使填料表面被液體均勻濕潤。由上分析,合理選用填料材質可以顯著改善填料表面被液體潤濕狀況,從而實現**率的分離。

第二對塔產表面進行改性處理:對于精密分離過程,為提高填料表面對甘油、水等表面張力的液體的潤濕性能。所謂改性主要是提高填料表面的比表面自由能。改性的方法分為物理法和化學法兩大類。這一技術內容已成為當今填料和填料塔分離技術的重要組成部分。

金屬孔板波紋填料等金屬規整填料與散堆填料表面處理技術:金屬填料表面雖屬高能固體表面,但加工過程中有可能被有機油類所污染。此外,對于高表比面積的金屬絲網波紋填料,只有表面充分濕潤才能發揮**率。因此,金屬絲網波紋填料在使用時必須進行表面處理以使在很低(如0.2m3/m2.h)的液體噴淋密度下,也能為水等工藝液體所潤濕。處理方法是采用輕度的氧化法以使金屬表面生成一層氧化膜,改善同工藝液體的潤濕性能。

塑料填料表面處理技術:近年來,塑料中聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚四氟乙烯(PTFE)等加工成的塑料孔板波紋填料、塑料絲網波紋填料、塑料鮑爾環等,由于具有質輕、耐腐蝕、易于加工成型及價格適宜等優點,廣泛用于制作化工塔填料。但是,它們均屬于低表面自由能的固體,很難為液體,尤其是水或水溶液所潤濕。Danckwerts研究指出,對φ38mm拉西環而言,塑料填料的有效相際比表面積比瓷填料低33.3%;Linek.V等人實驗測得,在不同液體噴淋密度下,塑料拉西環的有效比表面積僅為瓷拉西環的40%??梢?,對塑料填料進行表面改性提高潤濕性,是提高塑料填料傳質效率的必要措施。

研究表明:塑料填料表面潤濕性能主要為暴露在表面的原子種類和基團性質及排列方式所決定。表面改性主要增加表面層的親水基團(如-OH基)或在碳一氫鏈中加入其它原子以提高其臨界表面張力值。常用表面處理方法有:化學(或酸)氧化法;等離子法;γ-射線輻射法;及溶劑涂覆法等。

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