新型垂直筛板的帽罩单元传质性能

在对大孔径新型垂直筛板的帽罩单元和垂直导向栅条板的帽罩单元进行流体力学分析及关联的基础上,我们又对帽罩单元的传质性能进行了理论分析及实验测定。着重研究了一次提升中氧解析的传质性能以及帽罩结构尺寸对这些规律的影响;得到了体积传质系数和传质单元数的经验关联式。此外,根据传质理论也进行了准数方程式的关联。依据关联式所得计算值与实测值进行了比较。     

垂直筛板流化床中FCC催化剂的流化性能

以FCC催化剂颗粒研究垂直筛板流化床内构件对气固两相流化性能的影响,考察了板孔气速、颗粒循环量和帽罩开孔比等筛板结构对流化床压降和提升量强度的影响. 结果表明,气固两相总体逆流流动条件下,帽罩内气速达4 m/s,气固高速并流喷射无气泡,两相接触好、返混小,属快速流态化. 由于没有气泡,床层压力波动小,在塔板上颗粒返混小. 垂直筛板压降随板孔气速、帽罩底隙高度增大而增大,随帽罩开孔比、板孔径增大而减小,颗粒提升量大,床层压降大. 提升量强度随板孔气速、帽罩底隙高度、颗粒循环量增加而增大,随帽罩高度与塔节高度比增大而减少,随帽罩筛孔孔径变化存在最大值. 当帽罩开孔比为1.2~2.5、板孔面积与帽罩截面积比为0.42、帽罩底隙高与板孔孔径比为0.36~0.64时帽罩流化性能较好.     

垂直筛板塔内催化剂筐式装填结构的流体力学研究

基于垂直筛板帽罩的垂直特性,开发了一类用于催化精馏的新型催化剂筐式装填结构.该结构的主要特点为:均匀装填催化剂的催化剂筐置于帽罩外侧;气相与被提升的液相在帽罩内形成的气液混合物从罩孔喷出后进入筐内的催化剂床层:床层内的气-液-固的有效接触可显著促进非均相催化反应的进行.用空气-水体系在内径ψ48 mm冷模塔上考察了催化剂筐式装填结构的结构参数(帽罩形式、帽罩孔径和开孔率)对装填结构流体力学性能的影响;并根据操作范围和干板、湿板压降等因素对其进行了优化.研究结果表明基于柱形帽罩的催化剂筐式装填结构的气-液-固三相的接触状态优于基于矩形帽罩的:帽罩孔径ψ2 mm和开孔率0.056时的气-液-固接触效果和塔操作状态最佳.     

新型垂直筛板的塔板分离效率研究

本文采用冷模氧解吸法对新型垂直筛板的塔板平均板效率进行了测定,并对塔板上的流动状况作了观察与分析。应用划分区域的方法将塔板按照帽罩排数分为若干个区域;考虑区域数、每个区域中帽罩的个数、帽罩的液体提升量、液体循环程度以及液体喷射程度等因素,从理论上推导出估算塔板效率的方程式。由公式所得计算值与实测值进行了对比,吻合程度较为满意。     

S型垂直筛板流化床的性能

在S型垂直筛板流化床中,以FCC催化剂和空气作为流化介质,对垂直筛板流化床的流化性能进行冷模实验研究,考察了板孔气速、固体循环量和帽罩结构对床层压降和帽罩提升量的影响,用提升量收集器测量帽罩提升量。实验结果表明,床层压降随板孔气速和帽罩底隙高度的增加而增加,而随塔板开孔直径、帽罩开孔直径和开孔率的增加而下降。帽罩提升量则随板孔气速、固体循环量、塔板开孔直径及帽罩底隙高度的增加而增加;随帽罩开孔直径的增加,提升量先增加后下降。     

垂直筛板液体提升量的研究

依据垂直筛板的传质过程和一些实验关联式,结合脱苯塔汽提段的实际设计数据和运行结果,分析了不同形状的帽罩、不同的帽罩布置方法以及板孔气速这些因素对垂直筛板塔板液体提升量和塔板效率的影响,得出结论:与其他的帽罩形状和排列方式相比,设置分离板的方形帽罩以方阵形式排列,并且将板孔气速取值控制在8.0—15.0 m/s,可有效提高塔板的液体提升量及塔板效率。将其应用在垂直筛板塔板的实际设计中,便可获得较高的液体提升量和塔板效率。     

立体传质塔板相对液体提升量的计算

液体提升量是影响立体传质塔板(CTST)气液传质的条件有关.今分析了气液两相在帽罩内部的流动特点和能量分布状况,以立体传质塔板帽罩单元为研究系统,分析了气液两相带入和带出系统的能量以及通过帽罩时的能量损失,同时考虑帽罩结构和气液物性的影响,建立了立体传质塔板相对液体提升量数学模型.由于影响流动过程能量损失的因素比较复杂,将其表达为阻力系数的形式,并作为模型的参数.在直径600 mm的实验塔中对液体提升量进行了实验研究,确定了模型参数,并对模型进行了检验.结果表明,所建模型能够较好地反映立体传质塔板上液体的相对提升量.     

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.     

高负荷导向垂直栅板结构特性研究

本文以H型帽罩单元以及HVGT塔板为基础,探讨和分析了各种塔板及帽罩结构参数对塔板特性如压降、提升量、一次提升传质效率等的影响,得出了一些可供实际设计参考的关联式,总结出了塔板结构参数和实际操作参数的适宜范围。     

立体传质塔板罩内的气相速度分布

罩内气速分布是反映立体传质塔板帽罩结构合理与否的重要参数。文中在600 mm的冷模实验塔内采用热膜测速仪对立体传质塔板(CTST)帽罩内气体速度分布进行了实验研究,发现气体在CTST帽罩内的流动形态大致可以分为3个阶段,即回旋区、发展区、喷射区。各区域内的气速分布特点显著不同,分别起到不同的作用。不同板孔气速条件下,各区域速度分布的变化趋势基本一致。罩内气速分布与压力分布的对比情况较好地反映了罩内动能与势能之间的能量转换规律。     

小孔径帽罩垂直筛板的实验研究

本文对引进装置中垂直筛板帽罩单元的液体提升量,塔板压降,以及传质性能进行了实验研究和数据关联,所得结果可作为工业应用和设计参考。     

帽罩式汽液并流接触塔板的汽相Murphree板效率数学模型

本文应用传质池与混合池定数双池模型推导出以新型垂直筛板(VST)为代表的帽罩式汽液并流接触塔板的汽相Mu:ph:ce板数率数学模型。并用数学模型分析了帽罩排数、液体提升率、解吸因子、一次提升效率、液体旁路分率及液体逆向喷射分率对板效率的影响。     

垂直筛板构件强化SDS在泡沫分离液相吸附的研究

为提高表面活性物质在泡沫分离液相的吸附,开发了一种液相安装垂直筛板构件的新型泡沫分离塔,以传统液相无构件的泡沫分离塔为对照塔,十二烷基硫酸钠(SDS)为体系,考察了装有垂直筛板构件的塔板层数、板间距和垂直帽罩数对气泡大小、SDS吸附密度和平衡时间的影响。结果表明在液相添加垂直筛板构件能有效增加SDS的吸附密度并缩短平衡时间。在塔板层数为5、板间距为60 mm和垂直帽罩数为4时,SDS吸附密度比对照塔提高58.8%。     

关于新型垂直筛板的初步探讨——流体力学

本文对于日本三井公司所提出的两种新型垂直筛板进行了初步测试与分析,在此基础上提出了旋流VST(T型)及半旋流VST(HT型)两种帽罩。对于上述塔板的干板及湿板压降以及提升量进行了测定,并分别进行了关联,得到经验关联式。此外,对于此种塔板的操作下限也进行了测定。     

新型垂直筛板帽罩结构改进的研究

为进一步提高垂直筛板塔的性能,提出3种改进帽罩结构的塔板,从中筛选出性能优良的新型帽罩结构的塔板。采用冷模实验装置,用空气-水体系进行初步的流体力学测试。3种新型帽罩塔板与标准型帽罩塔板相比,干板压降降低7.2%—30.9%、湿板压降降低7.9%—18%、塔板泄漏量降低16.4%—45.5%、雾沫夹带降低26.4%—58.7%、操作弹性增加60%—190%。3种改进帽罩结构的塔板性能优于标准帽罩结构塔板,倒盆顶帽罩塔板是其中较优良的塔板结构。     

新型矩形垂直筛板的研究

研究开发了一种矩形垂直筛板。该塔板上设置数个由板孔、升气筒、矩型罩、底隙所构成的矩形帽罩单元,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实验结果证明:矩形垂直筛板具有较低的压降和较小的漏液比,可以在空塔动能因子1.3~3.0 kg1/2/(m1/2.s)、液流强度2.7~21.6 m3/(m.h)范围内正常操作,具有较大的生产处理能力和较宽的稳定操作范围。     

高负荷导向垂直栅板流体力学性能的初步探讨

本文提出了一种高负荷帽罩单元(H型),在Φ600实验设备中,采用水—空气系统,对安装H罩的VST塔板(简称HVST)的流体力学性能进行了研究。实验测定了各种几何及流体力学条件对塔板压降、雾沫夹带量和漏液点气速等的影响关系,并从流体力学理论出发进行了分析和讨论。获得了相应的关联式。实验证明HVST塔板雾沫夹带量下降78％。     

倒锥型催化精馏构件的流体力学性能

为进一步提高催化精馏塔的性能,提出了一种新型倒锥型帽罩结构,针对帽罩结构参数进行实验研究。采用空气-水体系测定倒锥型塔构件不同参数下的塔板压降及液泛气速,并对其流体力学性能进行深入研究。实验结果表明,锥角对压降和液泛气速几乎没有影响。开孔比大于1时对压降无影响,开孔比小于1时压降随其值的增大而减小,液泛气速则略微增大。开孔孔径增大,则压降增大,而液泛气速减小。压降随锥体高度的增大而增大,但液泛气速与其并不呈线性变化。压降随堰高的增大而增大。催化剂装填量增大,压降增大,且液泛气速呈下降趋势。倒锥型催化精馏塔构件对其流体力学有显著影响,并在确定的条件下可选择较大的锥角,采用较小的开孔孔径和罩体高度。     

矩形喷射塔板研究——单罩体性能测定与关联

在矩形喷射罩体单元流体力学研究的基础上,对罩体单元的液体提升量及传质效率进行了理论分析与测定,得到了相应的关联式。所得计算值与测定值进行比较,误差小于10％。