聚合物脱挥是一种从聚合物体系中分离低分子量组分的工艺,开发高效的聚合物脱挥设备,对于提高聚合物产品性能、简化工艺流程、降低过程能耗等方面至关重要。竖直管上的降膜流动因其具有气液接触面积大、结构简单、脱挥效率高、无外加搅拌、能耗较低等一系列优点,作为一种脱挥单元操作技术应用在聚合物脱挥工艺中。以落管式脱挥反应器的开发和应用为背景,采用CFD模拟技术与冷模实验相结合的方式,研究流体流量、粘度、结构参数与成膜特性的关系,并且建立成膜特性与脱挥特性的关联。采用流体体积函数(VOF)模型建立了二维气-液两相流的CFD模型,通过加入两个影响液膜流动的动量源项:表面张力动量源项和界面剪应力动量源项,同时考虑相界面小分子挥份的挥发情况,加入了传质源项,研究了流量、粘度以及结构参数对成膜性能的影响。与低粘流体的降膜流动相比,中粘流体形成的液膜在壁面上流动速度更加缓慢,膜表面拉伸状况随粘度升高而增大;波峰和波谷处的速度分布曲线为传统的抛物线形。将冷模实验与CFD模拟相结合,研究了高粘流体沿光滑管的降膜特性与脱挥特性。利用可视化技术与紫外光谱分析研究了不同环形分布器狭缝宽度、液位高度、流体粘度下的流体流动特性、成膜特性及表面更新特性。结果表明:光滑管降膜流动状态接近平推流,在壁面至膜厚方向上液膜速度梯度分布明显;建立降膜流量与流体粘度、液位高度和分布器狭缝宽度的经验关系公式,实验值与计算值的相对标准偏差在±8%以内。设计了菱形、单锥、双锥三种不同的新型异型管,利用冷模实验与CFD模拟相结合的方式,研究了不同流动条件下的成膜条件、成膜效率、表面速度分布以及表面更新频率。结果表明,三种管型的单管成膜效率是光滑管的1.3倍,有效提高了表面脱挥性能。菱形异型管具有更好的成膜稳定性,适用于较宽粘度范围的复杂流体。单锥形异型管拥有更高的成膜效率,特别是在高粘体系中,其脱挥效果优于菱形异型管。双锥内构件的脱挥效率最高,可达相同条件下光滑管的三倍。