旋转浮阀塔板的气含率分布研究

在内径为600 mm的旋转浮阀塔内,以空气-水为介质,采用电导法对塔板上气液两相接触区域中的气含率进行测试,研究了气相和液相负荷对气含率在板上分布的影响。实验结果表明,增加气相负荷使气含率明显变大,增加液相负荷使气含率明显变小;随板上高度的增加,气含率逐渐增大,且分布趋向均匀,并在板上高度为30 mm左右时有一个气含率突高点。旋转浮阀塔板的气含率轴向分布较F1型浮阀塔板均匀,板上高度大于40 mm时气含率径向分布明显比F1型浮阀塔板好,且旋转浮阀塔板的气含率分布受液体喷淋密度和空塔气体动能因子的影响较小。     

射流鼓泡反应器内气泡分布特性

采用气体分布盘和缩径式液体喷嘴的射流鼓泡反应器冷模实验装置,以空气-水作为模拟体系,考察了表观气速(ug)和喷嘴出口液速对气泡分布特性的影响。实验结果表明,在不同ug下,平均气含率均随着喷嘴雷诺数(Re_j)的增大而增大,平均气含率经验关联式计算值与实际值的平均相对偏差为8%。射流鼓泡反应器中心处气含率较高,边壁处气含率较低;随着Re_j的增大,气含率最高点向壁面方向移动,径向气含率分布趋于均匀。随着Re_j的增大,气泡具有不同的运动轨迹和分布状态,从类似字母"C"逐步演变为类似字母"B"和"A"。     

两种三溢流塔盘设计方法的比较

三溢流塔板对于处理大液相负荷有优势,其较长的溢流堰可有效解决塔板溢流强度过高的问题。三溢流塔盘设计方法主要有等鼓泡面积法和等通道长度法,设计中应合理分配偏心降液管和边降液管的面积和位置,以保证各通道气液比相等以及三种形式降液管出口堰溢流强度相等。通过对降液管底隙的处理来平衡各个底隙出口阻力,并通过设置辅堰和栅栏堰的方法对各板上液层高度和各个通道上的液体量进行调节。阐述了两种方法的计算过程,并通过塔盘设计实例进行比较,结果表明:等通道长度法的栅栏堰和辅堰结合的方案能够更好的处理塔板的气液分布和传质均匀问题,其操作的灵活性也比等鼓泡面积法有明显的优势。     

设备及公用工程

TE962200610461浮阀鼓泡器塔板的流体力学性能实验〔刊〕/周三平,樊玉光…(西安石油大学)∥化工进展.-2006,25(1).-85~88分析了浮阀鼓泡器的结构特点。在1000mm×350mm规格的实验塔中,应用典型的水-空气冷模实验系统对浮阀鼓泡器塔盘进行了实验研究,测定了多种气液负荷下的塔板压降、雾沫夹带和泄漏量等流体力学性能。利用氧解吸法测定了塔板传质效率,并与F1型浮阀塔板进行了对比研究。实验结果表明,在相同条件下,浮阀鼓泡器塔板比F1型浮阀塔板的板效率提高10%~20%,板压降降低200Pa以上,雾沫夹带与泄漏与F1阀基本相当。在小气速时,由于浮…     

曳力模型及镜面系数对鼓泡床气固流场的影响

为获悉曳力模型和镜面系数(ψ)对鼓泡床内流动特性的影响规律,利用颗粒动力学理论和欧拉双流体模型对鼓泡床内气固流场进行了数值模拟,考察了床层膨胀率、压降以及颗粒速度特性。实验结果表明,De Felice模型对于床层压降预测效果最好,Wen-Yu模型的固含率径向分布和颗粒速度矢量预测与实验值误差较大,Gidaspow与De Felice模型床层膨胀量接近,而De Felice模型的径向速率分布与实验值最接近;随着鼓泡床内表观气速的增加,De Felice模型对床层膨胀率的预测愈加接近实验值;随着ψ增大,壁面附近固含率较高,曲线波动梯度增大;当ψ=0.1时,固含率分布与实验值最接近,表明颗粒与壁面动量互换效果最好。     

鼓泡塔内气液两相流的研究

用激光多普勒测速仪和粒子成象测速仪详细测量了气液鼓泡塔内气液并流和气液逆流时的流速分布、湍流度分布和气含率分布,并总结出了湍流度、气含率径向分布关联式。在气含率关联式中,首次考虑了塔高的影响。气泡的存在增强了液相湍动。气液并流时,在升力作用下气泡集聚在塔中心区。气液逆流时,气泡集聚在塔壁面附近。中心速度较大且随着表观气速的增大而增大。塔壁附近出现返混区,零轴向速度和最大湍流度均发生在相对半径ｒ／ Ｒ≈０－７ 左右。     

圆形固定阀塔板的性能研究及其工业应用

在内径600mm的有机玻璃塔内,以空气-水为物系,研究了圆形固定阀塔板和条形固定阀塔板的流体力学性能;在内径600mm的不锈钢塔内,以正庚烷-环己烷为物系,研究了两种塔板的传质性能。实验结果表明,圆形固定阀塔板的板压降比条形固定阀塔板高约40%,与F1浮阀塔板相当;相对于条形固定阀塔板,圆形固定阀塔板上积液点气速更低,液泛点气速更高,操作弹性更大;圆形固定阀塔板气液接触更合理,传质效率更高;圆形固定阀塔板开孔率更高,可达到25%,鼓泡更均匀。圆形固定阀塔板具有高效、大通量、高弹性、抗堵等特点,适宜在石油化工领域中应用。     

喷管分布器大型浆态鼓泡床反应器气含率的研究

采用内径0 284m、高3m的浆态鼓泡反应器,研究液体流速、分布器形式、高径比、固体质量分数及颗粒粒径大小等因素对反应器内气含率及气泡大小的影响规律。实验结果表明,气含率随体系内固相浓度增加和颗粒粒径的增大而减小,大气泡含率随表观气速、固相浓度增加和颗粒粒径增大而增大,液体逆流、静液高度及分布器形式对气含率无影响。并得出气含率的关联式。     

晃动工况下络合铁法脱硫反应器流体力学行为分析

探究晃动对鼓泡塔液位及气液分布的影响,为海上络合铁法脱硫工艺应用提供理论指导。利用自主搭建的鼓泡塔晃动实验装置,进行了鼓泡塔晃动实验;并利用CFD数值模拟软件,对晃动工况下鼓泡塔内流场分布进行了三维数值模拟。结果表明,双主管交叉式气体分布器用于鼓泡塔具有更好的均布性能,相比单管式气体分布器,气体分布不均匀度降低15.76%;晃动工况下鼓泡塔液位呈周期性变化,气体分布器浸没深度降低,液位波动幅度最高可达21.1%;整体气含率随晃动角度增加而降低,增大表观气速或降低初始液位高度可减小晃动的影响;塔内气液分布随晃动呈周期性变化,气体分布不均匀度增大,且在高径比小于1.5的塔段内,气液分布受晃动影响较为显著。     

提高塔处理能力的Triton塔板

Ｎｏｒｔｏｎ公司开发的Ｔｒｉｔｏｎ大处理能力新型塔板,既能增大塔板的鼓泡区,还装有一种专利阀来优化塔板上的鼓泡和液体流动,并能使气相分布均匀且抑制喷射液泛的发生。即使在提高了处理能力的情况下,专利阀仍能使液流均匀地横越整个鼓泡区。此种塔板在提高传质效率的同时,可使塔的处理能力比标准浮阀塔板提高４５％。专利阀兼有运动阀和固定阀的优点,维修工作量小,阀因机械故障而引起的计划外停产减少,还减少阀的磨损。某炼油厂烷基化装置脱异丁烷塔改造采用Ｔｒｉｔｏｎ塔板,塔的处理能力和分离效率均显著提高。     

非均匀开孔率复合塔板性能研究

在内径300mm的有机玻璃塔内,以空气-水为物系,研究了非均匀开孔率穿流塔板与100mm厚的250Y规整填料组成的复合塔板的流体力学性能;在内径300mm的不锈钢塔内,以乙醇-水为物系,常压全回流情况下,研究了非均匀开孔率复合塔板的传质性能。研究结果表明,非均匀开孔率复合塔板与均匀开孔率复合塔板相比,具有效率略高、板压降随气液量增大平缓、操作弹性增大20%～60%、气体处理量增大20%～80%、液体处理量增大70%左右的突出优点。非均匀开孔率复合塔板是一种高效高弹性高通量塔板。     

GXD型复式导流浮阀塔板的研究

在 1 000 mm×400 mm有机玻璃方塔试验装置上考察GXD型复式导流浮阀塔板的流体力学性能,并在相同开孔率下与DL型导流浮阀塔板、F1型浮阀塔板的流体力学性能进行对比。结果表明：GXD型复式导流浮阀塔板具有良好的流体力学性能,相同气速下与F1型浮阀塔板相比,其压降降低约25%,处理能力提高约35%以上;与DL型浮阀塔板相比其效率提高约15%。虽然GXD型浮阀塔板泄漏强度的操作下限与其它浮阀塔板相比偏高,但该塔板不仅能降低分馏塔的压降,还可以提高操作效率和轻质油拔出率。     

不同形状垂直筛板流化床性能

用FCC催化剂和空气对垂直筛板流化床的性能进行实验研究。考察了圆型、方型及倒锥型垂直筛板内构件的板孔气速、帽罩孔面积/板孔面积比等筛板结构和流化条件对流化床床层压力降的影响。结果表明,垂直筛板流化床属快速流化床,床内无气泡,颗粒返混小,气-固流化好。板孔气速、筛板结构等对3种垂直筛板床层压力降的影响规律相同。方型垂直筛板的床层压力降最大,圆型与倒锥型垂直筛板的床层压力降相差不大,床层压力降随板孔气速、帽罩底隙高度增加而增大,随固体循环量增加有一最大值,随帽罩孔面积/板孔面积比、板孔径的增大而减小。适宜的帽罩结构尺寸为,板孔面积与帽罩截面积比为0.42,帽罩底隙高与板孔径比0.36~0.64,帽罩孔面积与板孔面积之比大于1.2。最大板孔气速可达6.4 m/s。     

复合塔组件消泡功能的研究

设计了一种具有消泡功能的复合塔组件,该组件上层为带环形降液管的旋流塔板,下层为带中心降液管的筛板。在直径为600mm的有机玻璃塔内,分别以空气-水和空气-十二烷基苯磺酸钠水溶液为不易起泡和易起泡物系,测定了不同气体和液体流量下复合塔组件的塔板压降、板上泡沫层高度等流体力学参数。实验结果表明,当F因子在1.0～1.8kg0.5/(m0.5.s)时,对于易起泡物系,复合塔组件中筛板上的泡沫层高度比普通筛板平均降低16%～47%,消泡能力较强;而对于不易起泡物系,其消泡能力稍弱,泡沫层高度仅降低约15%～20%。在相同的F因子和液体喷淋密度下,复合塔组件中筛板的压降约为普通筛板压降的90%,复合塔组件中旋流塔板的压降仅为普通筛板的30%左右。     

板式塔液体不均匀流动及其改善

在1 2 0 0mm塔盘冷模试验台上 ,在无气相流动情况下 ,进行了单、双溢流液体流动试验 ,测定了塔板板面液体的流动状态。在探讨不均匀流动成因的基础上 ,进行了改善板面不均匀流动的研究。结果表明 :设置不等高入口堰 ,可有效抑制板面两侧弧形区域的液体返混 ,达到整个板面液体均匀流动的效果。工业应用证实它能明显地改善塔板效能。     

筛板上气液两相流操作状态的划分及其有效开孔率的测定

介绍应用以场效应晶体管组成测量电路的微金属电极探针测量筛孔通气间歇度的方法。测得通过两相流中某些点的气泡或液滴的频率,作为划分筛板上的不同操作状态的依据。提出筛板有效开孔率的计算及空塔气速对筛孔口气泡体积的影响。     

基于MEA/烟气CO2捕集系统的工艺模拟和吸收塔高度对模拟的影响分析

目的对MEA/烟气CO₂捕集系统进行工艺模拟计算,研究分析理论塔板数和填料高度对模拟计算的影响。 方法采用Aspen HYSYS软件,对吸收塔采用不同填料高度和不同理论塔板数分别在溶液循环量为30 m³/h和40 m³/h时进行模拟计算,对CO₂捕集率、再生能耗等结果进行对比分析。 结果当吸收塔理论塔板数为20或25时,CO₂捕集率模拟值偏低。 当吸收塔理论塔板数为20时,再生能耗为采用252Y规整填料(填料高度10 m)吸收塔的1.61~1.87倍,为采用50 mm鲍尔环填料吸收塔(填料高度15 m)的1.53~1.78倍。当吸收塔理论塔板数为25时,再生能耗为采用252Y规整填料(填料高度10 m)吸收塔的1.31~1.38倍,为采用50 mm鲍尔环填料(填料高度15 m)吸收塔的1.24~1.32倍。 对于30%(w)的MEA/烟气吸收体系,252Y规整填料高度的临界值为10 m,50 mm鲍尔环填料高度的临界值为15 m；模拟再生能耗为4.10~4.31 GJ/t CO₂。 结论当吸收塔理论塔板数为20或25时,再生能耗模拟计算值偏高,Aspen HYSYS软件在能耗模拟方面适应性较差。采用Aspen HYSYS模拟计算时,建议先对吸收塔结构参数定义后再进行系统模拟,可得到相对准确的模拟计算结果。      

带折边固定阀结构对塔板效率的影响

在直径为600mm的不锈钢塔内,以正庚烷-环己烷为物系,在常压全回流条件下,研究了阀高、阀宽对带折边固定阀塔板塔板效率的影响,并与筛孔塔板和F1型浮阀塔板的塔板效率进行了对比。实验结果表明,带折边固定阀塔板的塔板效率比筛孔塔板高10%以上;在中高负荷的情况下,带折边固定阀塔板的塔板效率与F1型浮阀塔板相当;在中高负荷的情况下,阀高为9.5mm的带折边固定阀塔板的塔板效率高于阀高为6.5mm的带折边固定阀塔板,阀宽为20mm的带折边固定阀塔板的塔板效率高于阀宽为15mm的带折边固定阀塔板。     

气液两相流通过管壁小孔分配特性的试验研究

以开有小孔的管壁为研究对象,对层流下气液两相流通过管壁小孔的分配特性进行了理论分析和试验研究。结果表明,气液两相流通过管壁小孔的流动存在一临界高度hb,如果小孔入口与气液界面之间的距离h大于该临界高度,将不会发生夹带现象,临界高度hb主要取决于小孔两侧的压差;对于小孔分别位于气相集中区或液相集中区的分配器,进入分流回路的分流体为单相气体或单相液体或质量含气率为固定常数的两相流体;对4孔分配器,进入小孔的气液含量与孔的位置以及管内气液相分布有关,气液相分流系数受主管流型波动影响较大。