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超重力精馏技术是一种新型的过程强化精馏技术，具有传质系数高、设备体积小、能耗低等优点，但也存在设备体积放大受限，难以达到分离要求的缺陷。开发新型填料是当前超重力精馏技术研究的重点。论文首先对课题组研发的工程塑料星形填料与波纹丝网填料进行了传质与流体力学实验研究；其次对超重力场环境下的波纹丝网填料进行流体力学性能模拟研究；最后分别对装配星形填料和波纹丝网填料的多级超重力精馏设备进行了果胶生产中乙醇溶剂回收的应用研究。 在传质性能实验研究方面，分别以甲醇/水、乙醇/水为物系，以多级超重机为主要设备，在超重力因子为20.9~130.6、回流比为1.5~4、原料流量为25L/h~50L/h和原料质量浓度为15％~45%的操作条件下进行了精馏实验。结果显示：系统理论塔板数随超重力因子与原料流量的增大先增加后减少，随回流比的增大先减少后增加；对星形填料传质性能的显著性影响从大到小为超重力因子、原料质量浓度、回流比、原料流量，对波纹丝网填料的显著性影响为原料质量浓度、超重力因子、回流比、原料流量；星形填料的传质性能较波纹丝网填料和翅片导流板填料好（HETP星为9.9mm~17.7mm，HETP丝为10.7mm~30.2mm，HETP翅为6.7mm~28.8mm），质量轻（M星为2.3kg，M丝为4.8kg，M翅为5.9kg）。 在流体力学性能实验研究方面，各因素对两种填料流体力学性能的显著性影响从大到小均为原料流量、超重力因子、原料质量浓度、回流比；星形填料的流体力学性能较波纹丝网填料和翅片导流板填料优（ΔP星为332Pa~560Pa，ΔP丝为728Pa~2540Pa，ΔP翅为683Pa~2895Pa）。 在流体力学模拟研究方面，采用Fluent软件探索了超重力因子、液体入口速度、气体流量对波纹丝网填料内气、液相流体的速度分布、湍动能、运动轨迹、路程、停留时间和气相干床压降等流体力学性能的影响。结果显示：填料中液体的切向分速度由超重力因子控制，径向分速度由入口速度控制，从填料内径到外径处，切向分速度呈递增趋势，而径向分速度呈递减趋势；在填料内径处存在一个端效应区域，该区域内流体的湍动强度较其它区域显著；气体流量对气相干床压降的影响明显大于超重力因子对其的影响；实验值与模拟值吻合较好，其偏差范围为14%~30%；填料层的干床压降是对超重机总体压降贡献最大的一部分。 在应用研究方面，对果胶生产中乙醇溶剂回收研究，在最佳操作条件下，星形填料的塔顶分离效果较波纹丝网填料好（94.8%），总收率高（99.3%），成本低（177元/吨）。 综上所述，与波纹丝网填料和翅片导流板填料相比，星形填料具有结构简单、质量轻、耐腐蚀、造价低、压降小和传质传热效率高的优点，具有良好的应用前景。