复合塔板气液运动的实验研究

采用多路电导测试系统,在直径500mm的冷模塔内,以空气-水为试验物系,研究了开孔率20%和25%复合塔板上的气液运动规律.实验揭示了气液穿孔运动的三种状态通液、通气和阻塞,并对复合塔板的气液运动机理进行了阐述.实验考察了空塔动能因子F、喷淋密度LV和开孔率φ对通液率、通气率和阻塞率的影响,分析了筛孔真实气速与复合塔液泛点关系.结果表明F因子增大,通气率也增大,而通液率和阻塞率减小;喷淋密度增加, 通气率下降,通液率上升;开孔率较大,则通气率较小,通液率和阻塞率较大;在实验范围内(开孔率20%及25%、喷淋密度5～40m3·(m2·h)-1的情况),复合塔液泛点的筛孔真实气速在11m·s-1左右,为其它物系确定操作上限提供了依据.     

精馏塔塔板两相流理论及实验研究

塔板上气液两相的流动状况尤其是液相的流速分布对塔板效率有重要影响。针对塔板上的气液两相流动 ,研究者提出了许多理论及实验方法 ,以期准确模拟和测量塔板上液相的流动分布。文中介绍并评价了塔板两相流动计算的各种理论模型以及两相流动测量的各种实验方法     

悬挂式降液管自液封线的实验研究

悬挂式降液管塔板经历了四十多年的发展。由于这类塔板的降液管悬挂于塔板下的气相空间,气体可能会从降液管底部液流孔漏入降液管,故要求悬挂式降液管能自液封。以往徐崇嗣提出的自封线以降液管几乎不漏气作为自封点。作者提出以降液管每秒漏气一次作为新的自封点标准,该标准使漏气分率小于0.1%。测定自封线的实验在300mm×200mm的有机玻璃塔中进行,物系为空气-水。实验还采用多路电导测试仪,测量了原自封线和本实验自封线在液流孔处漏气所占的时间分率。实验结果表明,新自封线适用于中等和大液气比工况,它优于原自封线,能更客观地反映悬挂式降液管的自封性能,扩大了塔板的稳定操作区。     

悬挂式降液管液流孔气液流动状态研究

悬挂式降液管液流孔存在3种气液流动状态:只有液体流过液流孔(称走液态),只有气体流过液流孔(称走气态),气液二相都不流动(称气液堵塞态)。实验在长300 mm和宽200 mm的有机玻璃塔中进行,物系是空气-水。使用多路电导仪测试,在每个测试点都巧妙地布置3个电导探针,3种气液流动状态都被测出。结果表明,气液堵塞态确实存在,其面积分率是走气态面积分率的0.4—1.8倍。因此,悬挂式降液管液自封标准既应限制漏气量,还应限制气液堵塞。     

立体传质塔板CTST研究和应用现状

综述了立体传质塔板CTST在石油炼制、污水处理、化工生产和天然气化工工艺的过程改造现状和CTST塔板的理论研究现状。工业应用表明,CTST塔板确实具有抗堵、消泡、提效、增产、节能和降耗等方面的优势。凭借实验手段和CFD模拟,理论经验研究主要集中板上气、液相流动及两相流动和喷射罩内流动,但有关于流动和传质结合的研究尚少。未来CTST塔板将主要朝着增加气液两相界面面积和增快界面更新速率,改善液体流动和浓度分布,增加气液传质推动力方向进一步提高其传质性能。     

提高复合塔板操作弹性和通量研究

在内径为 5 0 0mm和 30 0mm的塔内 ,以空气 水为物系 ,测定了不同结构 (浮阀 筛孔穿流板、非均匀开孔率穿流板、双孔径穿流板 )的穿流板与 2 5 0Y规整填料组成的各种复合塔板的流体力学性能。试验结果表明 :浮阀 筛孔复合塔板操作弹性小、气液处理量小 ;非均匀板复合塔板与均匀板复合塔板相比 ,操作弹性大2 0 %— 6 0 % ,气处理量大 2 0 %— 80 % ,液处理量大 70 %左右 ;双孔径复合塔板比单孔径复合塔板处理量略微增大 ,操作弹性高达 3.5以上。     

筛孔塔板气液两相流动的速度场模拟

<正>由于气体的搅动,筛孔塔板上的流动是极其复杂的气液两相流。目前两相流理论尚不成熟,未见运用此理论对塔板流速场的研究报道,Zhang和Yu的研究虽考虑了气相对液相流动的影响,但由于利用单相流理论,计算结果与实际情况有较大偏差。本文利用Elghobashi等建立的两相流双流体模型,建立了塔板上气液两相流二维流速场计算模型。在此基础上,通过调整模型参数,考虑了液层高度对塔板上返流区二维流型的影响,建立了模型参数值与液层高度的关系,实现了考虑液层高度影响的二维流动——拟三维流动的模拟。计算结果与Porter的实验结果基本相符。     

塔板上流型变化对板效率影响的计算传质学

利用能够描述塔板上气液两相错流过程的流体力学模型,建立了同时模拟气液两相流动与传质过程的数学模型;通过对气液两相传质方程和流体力学模型方程的联立求解,计算得到了塔板上液相速度分布和气液两相浓度分布的数值解,考察了气相完全混合和气相部分混合两种条件下塔板上的气液两相浓度分布,同时考察了气相完全混合时流型变化对塔板效率的影响.     

New VST塔板空间液体的停留时间

研究了新型垂直筛板塔(New VST)单罩操作时塔板空间液体的停留时间问题.根据气、液两相在塔板空间的流动状态和产生液滴的大小以及液滴在塔板空间的受力状况,对分布在塔板空间的液滴的停留时间进行研究,得出了不同尺寸液滴在塔板空间停留时间分布的数学模型.利用模型可以对塔板空间不同粒径液滴的停留时间或者空间全部液体的停留时间进行估算,为研究塔板空间的气、液传质机理奠定了基础.     

气—液传质设备浮阀复合塔板的应用

介绍气～液传质设备中浮阀复合塔板的应用情况，采用浮阀复合塔板可在尽可能不降低板效率的同时提高塔器的生产能力。     

气液并流筛板式填料压降的数值模拟

基于欧拉-欧拉模型,采用CFX软件对筛板式填料的气液两相并流流动进行了模拟。将模拟所得的压降与填料的出厂特性值进行了对比,发现在液气动能参数较小的情况下,两者吻合较好。分析了该流场内的速度分布和压力分布的特点,射流卷吸作用使流场内两相流体混合,但涡旋使筛板下方压强减小,射流撞击使筛板上方压强增加。对不同结构的矩形筛板式填料的压降进行研究,结果表明：筛板孔径和液相流量是影响筛板压降的重要因素,开孔直径越小,液相流量对单板压降的影响越大;上层筛孔投影与下层筛孔相交的结构更能有效降低单板压降。液相流量较大时,两个不同板间距的单板压降曲线将相交于一点,气相流量低于此交点时,板间距越小,单板压降越大;气相流量高于此交点时,则相反。     

喷射式并流填料塔板流体力学和传质性能

提出一种新型高效塔板——喷射式并流填料塔板（ＪＣＰＴ），介绍１２００ｍｍ冷模塔流体力学实验结果和２００ｍｍ热模塔传质效率，给出了适用于工业设计性能参数的计算关联式。通过与新垂直筛板（ＮＶＳＴ）的比较表明，ＪＣＰＴ具有雾沫夹带小、处理能力大、塔板效率高等特点，是一种具有广泛应用前景的新型高效塔板。     

筛板不均匀漏液的规律及其影响

筛板不均匀漏液的规律及其影响曾爱武刘富善许松林黄洁余国琮（天津大学化学工程研究所，天津３０００７２）关键词筛板不均匀漏液塔板效率１引言塔板漏液是一种导致塔板效率降低的纵向返混。在工程设计中通常以相对漏液１～１０％来决定气相负荷下限，但值得指出的...     

混合箱塔板流体力学性能实验研究

研究开发了一种大通量高效率的混合箱塔板 ,它的非传质区仅占塔截面积的 5 %左右 ,在塔板上设计了用于提高气液传质效率的混合箱结构。在冷模试验塔内对混合箱塔板的压降、漏液、雾沫夹带以及降液管清液层高度等流体力学性能进行了试验 ,试验表明该塔板的漏液和雾沫夹带都比传统筛板有所减少 ,且通量大幅度提高     

宝塔罩型塔板性能研究

开发了一种宝塔罩型塔板。该塔板是在塔板上设置数个由板孔、升气筒、塔型罩、进液孔所构成的豆塔罩单元，在单元内气液呈喷射状态接触，实现两相传热传质。流体力学性能和传质性能研究证明：该塔板压降、氧解析效率、漏液等性能与新型垂直筛板相当，但雾沫夹带要比新型垂直筛板低。因而该塔板具有较大的生产处理能力和较宽的稳定操作范围。     

Computational fluid dynamics on the hydrodynamic characteristics of the conical cap tray

This paper addresses an investigation on the hydrodynamic behavior of a new type of cap trays called conical cap tray (ConCap tray). A 3-D computational fluid dynamics model was developed to predict the hydrodynamics of the ConCap tray which is operated in the spray regime. The model considers two phase flow of gas and liquid in a VOF-like code framework. The homogeneous multiple size group model (MUSIG model) and shear stress transport (SST) turbulence model were implemented. Detailed insights into the hydrodynamic behavior of the inside of the cones were obtained. The relation between velocity, pressure and cross section area of the flow inside the cone also was formulated. The computational fluid dynamic (CFD) results show that the pressure variation in the cones forces the liquid on the tray to be highly turbulent, which leads to deform the interface to break up. Effect of different riser heights was also studied by CFD simulations. The results show that the riser height has a significant role in the hydrodynamics of the tray, especially in uniform gas distribution in the tray and reducing weeping rates.     

高速气流冲击对筛板稳定性影响的数值模拟

近年来塔板吹翻的现象在化工生产中时有发生。设备的开停车、塔板的吹扫阶段、不同操作压力设备的联通、设备的泄压过程等都可能会引发塔板的吹翻,而高速气体对塔板的冲击是造成塔板吹翻的直接诱因。本文采用有限元计算方法,建立了数值模拟模型,研究了筛孔气速、开孔率和开孔直径对塔板受高速气体冲击时稳定性的影响。将模拟结果与实验结果进行了对比分析,验证了模型的可行性。在此基础上,进一步模拟研究了筛板塔内高速气体冲击塔板的物理过程,得到不同结构参数和操作参数下塔板的应力分布情况。结果表明,塔板受高速气体冲击时,塔板边缘和中心处为应力值最大的部位,并且塔板应力值随着筛孔气速呈二次方关系增长,而随着开孔率线性下降。对于开孔率一定的塔板,存在一最佳的开孔直径,使得塔板受高速气体冲击时其应力值最小。     

应用热膜风速仪检测塔板上气液两相流的局部气含率

<正>蒸馏塔板上气、液两相流局部气含率的测定对于研究塔板上流体的流动状态、塔板清液层高度、两相传质性能和设备优化设计等具有重要意义。过去,测量塔板上气液两相流的气含率主要采用γ射线吸收法。该法能检测总体的气含率,但无法测局部气含率,且使用复杂。热膜风速仪是检测气、液两相流速度和气含率的先进仪器,本文采用先进的智能热膜风速仪(IFA-100),并配以微机采样系统,用于测量大型塔板上两相流的局部气含率。