汽-液-液三相蒸馏导向筛板的流体力学性能研究

本文以空气—水—煤油为介质,在600×l50矩形冷模塔内进行了气—液—液三相蒸馏导向筛板的流体力学特性的研究.实验就三相蒸馏塔板上的操作工况(Operating Regimes)及塔板上两液相混合状况进行了研究.并就清液高度、雾沫夹带、板压降等主要流体力学参数进行了大量测试,提出适用于混合工况的主要流体力学参数计算关联式.     

筛型塔板上两相密度分布及工况转变条件

应用γ射线吸收技术测定了导向筛板和普通筛板上气液两相密度分布;对工况的转变条件作了实验研究;以雾沫夹带率的极值点为工况转变的判据,认为两个极点之间的操作属于混合型的过渡工况;提出了清液深度h_1,平均泡沫密度(?)以及第一工况转变点的数学关联式.     

喷射工况下筛板流体力学特性研究

利用总板压降在喷射和鼓泡工况下具有不同的变化规律。测定了筛板上流动工况的转相点。分析了气速、液体负荷、孔径、开孔率以及堰高等因素对相转换的影响。测定了喷射工况下筛板流体力学特性,得出塔板压降、持液量、雾沫夹带量等参数的关联式。     

导向筛板-导向浮阀塔板流体力学及传质性能

设计了一种高分离效率、高操作弹性的新型导向筛板-导向浮阀塔板(FGS-VT)。并在直径为600 mm的有机玻璃塔内,以空气-水-氧气为物系,测定了3种结构不同的FGS-VT的流体力学性能和传质性能,包括干板压降、湿板压降、漏液量、雾沫夹带率和塔板效率等。通过与筛孔、导向孔大小和排布方式相当的导向筛板在相同条件下的实验数据对比得出结论,带有14个浮阀的导向筛板-导向浮阀(FGS-VT-14-8)具有更低的干板压降和湿板压降,更大的操作弹性(更低的漏液和雾沫夹带)和更高的塔板效率。     

导向固定阀型塔板上气液流体力学性能的研究

主要介绍了一种新型塔板--导向固定阀型塔板,研究了其压降、漏液、雾沫夹带等流体力学性能,与作者开发的高效导向筛板的相关性能进行了比较.对流体力学实验数据进行关联,获得了计算塔板压降、雾沫夹带和泄漏点孔速的关联式,可供梯形导向浮阀塔板设计计算之用.     

梯矩形立体连续传质塔板流体力学性能

在新型垂直筛板基础上进行结构上的改进,形成一种新的塔板-梯矩形立体喷射塔板,在板压降、生产能力、操作弹性、雾沫夹带等方面与新型垂直筛板相比有很大的改善.通过实验测定了多罩体系的干、湿板压降以及雾沫夹带等基本的流体力学性能并且得到了相应的关联方程.     

泡罩垂直筛板性能研究

选用BVS-1型和BVS-2型泡罩垂直筛板,用水和空气模拟塔内气液二相流动工况,在一定时间内采集雾沫夹带量和漏液量,研究其流体力学性能和操作弹性。结果表明:前者操作弹性比大于2,最大可达到3.5;用微差压计测得在操作弹性范围内的总板压降为850—1 400 Pa;采用氧解吸方法测试单板效率,对流体力学性能较好的BVS-1型泡罩垂直筛板和现有的垂直筛板在传质性能上进行了比较,前者比后者的单板效率提高了约20%。     

双阀重波纹导向浮阀塔板的流体力学性能

采用空气-水系统,在直径1 000 mm圆形塔内对3种不同配比的双阀重波纹导向浮阀塔板流体力学性能进行了实验研究。在开孔率15.25%,堰高30 mm,板间距600 mm,3种液流强度下,测定了不同配比的双阀重波纹导向浮阀塔板干板压降、湿板压降、雾沫夹带率和漏液率等流体力学性能参数,并与单阀重波纹导向浮阀塔板进行了相互对比。实验表明:双阀重波纹导向浮阀塔板能够有效地降低雾沫夹带以及漏液,尤其在液流强度较小的时候更加明显,但同时会造成压降升高。其中,配比为26.56%的双阀重波纹导向浮阀塔板在压降增加较小时能够大幅提高雾沫夹带性能,综合性能优越,具有一定工业使用价值。其压降、雾沫夹带率、漏液率的关联公式通过实验数据拟合得出。     

新型导向筛板的研究

在φ600 mm的有机玻璃冷膜实验装置上,用水-空气体系对孔径为8 mm的新型导向筛板的流体力学性能进行了实验研究,测定了不同条件下的塔板压降、漏液量和雾沫夹带量等流体力学参数,对实验数据进行了关联,得出计算塔板压降、漏液、雾沫夹带的公式,可供导向筛板设计与研究使用.     

泡罩立体筛板的流体力学性能

将鼓泡传质和喷射传质有机结合,自主研发出泡罩立体筛板。以空气和水为介质,对新型泡罩立体筛板(NBTS)的流体力学性能进行研究,考察板孔动能因子、液相流量和堰高对其板压降、漏液和雾沫夹带的影响,并与泡罩立体筛板(BTS-1)进行对比。由结果可知:新型泡罩立体筛板的总板压降和雾沫夹带随板孔动能因子、堰高和液体流量的增大而增大;漏液点气速随堰高和液体流量的增大而增大,N-BTS的性能优于BTS-1,满足设计要求。     

塔板上操作工况的过渡和雾沫夹带转变点

塔板上两相操作工况与雾沫夹带量的变化相关。在某气速下连续改变液流速率,雾沫夹带量呈马鞍形的变化,最低点所对应的清液深度,Zc约30—40mm,定义为“雾沫夹带转变点”。 当清液深度低于转变点,两相处于喷射或喷射主导工况;反之,两相处于泡沫或泡沫主导工况,雾沫夹带转变点即两种工况的过渡点。工况过渡不是突变而是渐变。文中对影响雾沫夹带变化的因素及工况过渡的特点进行了讨论。 作者提出,流行的雾沫夹带计算式——Hunt公式一般只适用于泡沫工况而不适用于喷射工况的操作过程。     

导向孔与筛孔和导向浮阀复合塔板的实验研究

设计了导向孔-导向浮阀复合塔板和筛孔-导向浮阀复合塔板,在板间距为600 mm,液流强度为20 m~3/(m·h),1 500 mm×450 mm的矩形塔内,以空气-水系统测试了3种塔板的干板压降,湿板压降,雾沫夹带率,漏液率,清液层高度,泡沫层高度水力学性能。由实验数据分别拟合了3种塔板干板压降,湿板压降,雾沫夹带率,漏液率的关联公式。实验表明:筛孔-导向浮阀复合塔板在压降和漏液率方面优于导向浮阀塔板;导向孔-导向浮阀复合塔板在水力学方面都优于导向浮阀塔板,是一种操作弹性大,具有更好水力学性能的优良塔板;选择合适的塔内件复合也是改善塔板性能的关键。     

组合导向浮阀塔板的雾沫夹带实验及CFD模拟

对组合导向浮阀塔板进行了水力学实验，测定了2块直径1m、不同浮阀排布的组合导向浮阀塔板的雾沫夹带和相关水力学数据。根据实验塔板的结构和尺寸参数建立几何模型，采用Fluent 6.3.26软件对板上气液两相流动进行CFD模拟，考察了塔板上的气液两相流动状况。清液层高度和雾沫夹带的模拟结果与实验结果吻合较好，验证了模拟的准确性。对两块不同浮阀排布的组合导向浮阀塔板的雾沫夹带和板上液体反向流进行了分析，结果表明在适当位置用导向能力更强的梯形浮阀代替矩形浮阀可有效降低雾沫夹带率和液体反向流比例，雾沫夹带率的实验值和模拟值分别降低了13.4%和10.6%，液体反向流比例降低了12.8%。研究结果表明，通过CFD模拟可望指导两种浮阀的合理排布和塔板的优化设计。     

低雾沫导向梯形固定阀塔板流体力学性能

开发了一种低雾沫导向梯形固定阀。采用空气-水系统,在1 500 mm×400 mm的矩形塔内,对低雾沫导向梯形固定阀塔板的流体力学性能进行了实验研究,通过改变气体流量、液流强度以及出口堰高,测定了塔板的压降、雾沫夹带及漏液。结果表明:低雾沫导向梯形固定阀塔板的压降和雾沫夹带率较低,泄漏率较高。从整体上比较,相比于F1浮阀有明显改观,综合性能优异;与半椭圆固定阀相比,雾沫夹带明显降低,干湿板压降略高但相差不多,漏液性能持平,总体上性能良好。根据实验结果,回归得到压降、雾沫夹带、泄漏的计算公式,对工程的实际应用起指导作用。     

新型导向筛板-浮片式浮阀复合塔板的研究

设计了一种新型导向筛板-浮片式浮阀复合塔板。在直径为1. 2 m的圆形有机玻璃塔中进行冷模实验,测定了实验塔板在不同条件下的性能参数。实验表明,当液流强度一定、阀孔动能因子升高时,塔板压降、雾沫夹带量和传质效率增大,而漏液量会减小;当阀孔动能因子一定、液流强度升高时,塔板压降、雾沫夹带量和漏液量均会增大,但传质效率会减小。此外,对F1浮阀塔板和ADV浮阀塔板在相同实验条件下进行冷模实验,结果表明,新型导向筛板-浮片式浮阀复合塔板的流体力学性能更好。     

强化大孔筛板塔性能——碎泡塔板实验

在大孔筛板(正板)的鼓泡层内安一斜孔板(副板),使上升气泡再次破碎,构成“碎泡塔板”。其结果漏液点下降,雾沫夹带量减少,板效率提高,而压降增加不大。把碎泡塔板正板开孔率由8.9％扩大到13.44％,则具有和原大孔筛板相同的漏液速度,但压降减小,雾沫夹带量减少,塔板效率提高。本文报导了碎泡塔板的冷模实验、热模实验和工业生产实验的情况。     

液相黏度对筛板塔流体力学性能影响的研究

以空气-水、空气-甘油水溶液为物系,实验研究了黏度对筛板塔流体力学性能的影响.根据板压降、泡沫层高度、泡沫层平均气含率、雾沫夹带随气体流量变化的趋势,得出如下结论在相同的气速下,随着黏度增加,塔板压降降低,泡沫层高度降低;距测试筛板同一高度的雾沫夹带量随气量的增大而增加,随黏度增大而降低;雾沫分离空间相同时,雾沫夹带量随黏度增加而增大.根据实验数据还得出了不同气速下泡沫层平均气含率与气体空塔动能因子F的实验数据关联式.     

HLFV浮阀塔板的流体力学研究

分析了HLFV浮阀塔板的设计原理和特点,在φl000mm的圆塔内,采用空气—水系统对HLFV浮阀塔板和导向浮阀塔板的流体力学性能进行了对比实验,考察了液流强度、出口堰高等因素对塔板压降、雾沫夹带和泄漏的影响。实验研究表明：HLFV浮阀塔板压降较低、雾沫夹带较小、泄漏率较小,具有良好的流体力学性能。     

垂直筛板塔流体力学与传质研究状况

对我国在新型垂直筛板塔的流体力学性能 ,诸如塔板干板压降与湿板压降、板孔漏液、塔板过量雾沫夹带、板上帽罩单元的液体提升能力与液体循环程度的研究及其传质性能 ,诸如塔板传质效率模型、塔板空间气相中液体大小与分布、板间空间立体传质作用的研究等进行了综合 ,并予以分析论述 ,从中看出我国对新型垂直筛板塔已进行了较全面深入的研究工作 ,并取得了新进展。     

新型矩形垂直筛板的研究

研究了一种矩形垂直筛板.该塔板是在塔板上设置数个由板孔、升气筒、矩型罩、底隙所构成帽罩单元,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、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.