波纹碳化硅泡沫填料结合了传统波纹填料和泡沫陶瓷材料的特性,具有防腐蚀和传质效率高等优势,被广泛应用于分离效率要求高和强腐蚀性物系分离等过程以实现过程强化和节能降耗。确定波纹碳化硅泡沫填料高效传质效率的原因对于拓宽填料应用领域,指导新型填料设计,实现填料塔的优化操作具有重要意义。本文通过可视化手段研究了液体在波纹碳化硅泡沫填料片上的流动更新过程,通过图像分析对过程进行定量,发现液体更新过程根据速率差异可分为两个阶段。讨论了不同阶段对应的液体在填料上的流动更新行为。考察液体流量、粘度和表面张力对于液体流动更新过程的影响。结果表明三者中液体流量的影响因素最为显著,研究成果对于拓宽波纹碳化硅泡沫的应用领域以及优化塔的操作具有重要意义。采用脉冲法,得到了不同孔径填料在不同流量下的液相停留时间分布曲线,通过与二维对流扩散模型解析解拟合得到了填料片上液相的轴向和径向分散系数,将波纹碳化硅泡沫填料片的液体分散能力定量化,为基于波纹碳化硅泡沫填料的填料塔设计提供基本参数。通过与传统KATAPAK-S催化精馏填料的比较,证明了波纹碳化硅泡沫填料具有更优异的液体分散能力,随着在碳化硅骨架上负载催化剂的技术逐渐成熟,波纹碳化硅泡沫填料在催化精馏领域具有广阔的应用前景。采用配有显微镜头的高速摄像,定性研究了波纹碳化硅泡沫填料片孔尺度内液体的流动行为,为研究泡沫填料多孔介质特性对液体流动影响奠定了基础。总结来说,通过实验证明了波纹碳化硅泡沫填料上液体流动和更新行为是其强化传质的重要原因之一。波纹碳化硅泡沫填料优异的液体分散性能和日益成熟的催化剂负载技术使其有望成为下一代反应精馏填料元件。泡沫填料孔内涡旋可能促进液相的混合和更新,有望从更微观角度为其强化传质的现象提供解释。