盘槽式气液分布器的设计及应用

介绍了一种化工填料塔用新型槽式液体分布器———盘槽式气液分布器的结构、性能特点、流体力学计算及其在大型填料塔中的应用。     

D-2B型喷淋式液体分布器的性能研究

在Ф1 000mm的有机玻璃塔中,采用水对D-2B型喷淋式液体分布器的分布性能和液滴运动踪迹进行研究的结果表明:D-2B型喷淋式液体分布器的分布不均匀度系数低于0.042,分布性能优异;不同液体流量下的液滴平均粒径大小在1 650~2 250μm,高于液滴沉降所需粒径800μm。在工业应用中喷头安装高度不低于500mm为宜。     

适用于规整填料的槽式液体分布器

适用于规整填料的高效槽式液体分布器 ,以其可以设置较多的喷淋点 ,操作弹性大 ,处理液量大 ,气体阻力小等优点 ,而在化工行业被广泛应用。依据以往设计经验 ,结合国内外最新的设计、评价方法及试验理论 ,对槽式液体分布器的设计计算、结构及质量评价方法进行了论述。     

塔填料液体再分布性能的试验研究

介绍了三种不同几何结构塔填料的对比试验,测试了在同一液体分布器下塔内液体的再分布状态以及充填方式对填料的液体再分布性能的影响。试验表明,填料塔内的液体分布不仅与液体分布器的设计、制造和安装有关,且与填料本身的结构及其充填方式亦密切相关。     

苯乙烯精馏塔内件性能优化及结构改进

某苯乙烯精馏塔填料和分布器不匹配造成装置操作异常、产品质量不理想及塔内件堵塞,在工艺操作调整效果有限的情况下,对其进行填料品种更换和槽式液体分布器性能优化和结构改进。将金属波纹板填料型号由252Y型替换成为250Y型,对槽式液体分布器重新进行开孔计算,增加一级分布槽分配盒上的开孔高度和二级分布槽中溢流孔的高度,在一级分布槽、二级分布槽上部增加溢流孔。改造实施后效果明显,实现了苯乙烯精馏塔的长周期稳定运行。     

大型槽式液体分布器实验研究

在大型液体喷淋装置上对工业槽式液体分布器进行了研究 ,实验液体负荷达到 4 0 0m3/h。研究结果表明 ,塔径和填料直径比值大于 10的工业槽式液体分布器在高液体负荷的情况下存在较大的液体分布不均匀性 ,改造后的液体分布器的平均标准偏差值均小于 10 % ,能够达到较好的液体初始分布。     

液体初始分布对金属波纹板填料液体分布的影响

以水为试验介质,采用内径为500mm 的填料塔和分成120格的塔底分格集液槽,在良好的和不良的液体初始分布下,实测了10MCP 金属波纹板填料的液体分布。试验表明,金属波纹板填料层内的液体流动同样存在沟流;对于10MCP 金属波纹板填料,液体分布器的喷淋点密度应在100点/米~2以上;不良的液体初始分布对填料层内液体分布的影响不能在较短的填料层内消除。     

LPT-2型液体分布器的流体力学及传质性能研究

在Φ1 000mm的有机玻璃塔中,采用空气-氧-水物系对LPT-2型单喷头式液体分布器的流体力学性能和传质性能进行研究。结果表明:在液体流量1.0~5.0m3/h、气体流量2 000~10 000m3/h的条件下,LPT-2型液体分布器的压降为40~120Pa/m,仅为高效规整干填料压降的15%左右;雾沫夹带分率为0.2%~2.4%,仅为GXD型复式导流浮阀塔板的24%左右;等板高度为0.10~0.25m,与泡沫碳化硅波纹、丝网波纹等高效填料相比,在低液体流量下,传质效果接近;在高液体流量下,LPT-2型液体分布器的传质效率提高50%左右。     

LPT-2型液体分布器的流体力学及传质性能研究

在Φ1 000 mm的有机玻璃塔中,采用空气-氧-水物系对LPT-2型单喷头式液体分布器的流体力学性能和传质性能进行研究。结果表明：在液体流量1.0~5.0 m3/h、气体流量2 000~10 000 m3/h的条件下,LPT-2型液体分布器的压降为40~120 Pa/m,仅为高效规整干填料压降的15%左右;雾沫夹带分率为0.2%~2.4%,仅为GXD型复式导流浮阀塔板的24%左右;等板高度为0.10~0.25,与泡沫碳化硅波纹、丝网波纹等高效填料相比,在低液体流量下,传质效果接近,在高液体流量下,LPT-2型液体分布器的传质效率提高50%左右。     

新型塔内件在减压塔中的应用

介绍新型规整填料和槽式液体分布器在减压塔中的应用，说明规整填料及结构、液体分布器的要求。操作的质量数据表明达到了预期的效果，标志着国产填料开发技术已达到国际水平。     

乙苯/苯乙烯塔分离效率问题的技术分析及整改措施

分析了齐鲁分公司200kt/a乙苯/苯乙烯装置乙苯/苯乙烯塔(T-401)分离效率低的原因,即降液管设计偏小,液体在降液管内流速过快,引起液体飞溅;安装分布器使用的石棉垫片溶胀而粉碎后堵塞了分布槽;分布器上使用的垫片脱落形成缝隙而漏液;填料装得不密实,留有缝隙;二级分布槽变形等.针对存在问题提出了相应的整改措施,并考察了整改措施实施效果.结果表明,整改后该塔的分离能力满足了工艺要求,并有一定的操作弹性.     

晃动对FLNG排管式液体分布器性能的影响

随着海洋油气开发的推进,填料塔被广泛应用于海上浮式液化天然气设备(FLNG),对天然气进行预处理。填料塔的重要元器件为液体分布器,其设计的好坏直接影响到填料性能和全塔效率的发挥。排管式液体分布器因其驱动力为液体压力,能更好地适应海上晃动。为了研究海上晃动对其液体分布性能的影响,使用可以实现横摇、纵摇、艏摇、横荡、纵荡、垂荡6种单一自由度晃动的六自由度晃动平台,对排管式液体分布器进行静止、不同晃动形式和不同晃动幅度工况下的实验研究,测量各种工况下各孔口的出口流量,分析各种晃动形式和晃动幅度对其液体分布性能的影响效果。结果表明:①6种单一晃动形式中,横摇、纵摇对排管武液体分布器的孔口流量分布影响较大,横摇5°和纵摇5°使其整体不均匀度(M_o)值分别增大了35%和15%,其余晃动形式对其性能影响较小;②随着晃动幅度的增大,排管式液体分布器的液体分布性能变差,横摇8°比横摇5°的M_o值增大30%,纵摇8°比纵摇5°的M_o值增大20%左右,艏摇运动下的M_o值变化不明显。该研究成果,为排管式液体分布器在海上的应用及优化提供了技术支持。     

固定床反应器溢流型气液分配盘的性能模拟

以油品和氢气为原料,选用欧拉-欧拉多相流模型和标准k-ε湍流模型,利用计算流体力学（CFD）软件建立了固定床反应器分配盘数学模型,并在验证模型准确性的基础上对由溢流型分配器组成的分配盘进行性能分析,考察了分配器排列方式、间距、分配盘下方空高等因素对分配盘性能的影响。结果表明,当以正方形形式排列,布点间距为118 mm、分配盘与催化剂床层间距为150 mm时,气液分配盘液相分布的不均匀度最小,仅为1.86%,比基本构型分配盘的液相分布不均匀度降低了42.9%。     

固定床反应器内构件-喷射型分配器的结构优化

采用欧拉两相流模型和标准的k-ε湍流模型,对一种喷射型分配器进行了数值模拟,在此基础上探讨了气相入口结构、液相入口数量、出口喷嘴直径等对分配器不均匀度和压力降等性能的影响,进而优化了分配器结构。研究结果表明,改进型分配器气相入口形式为朝向同侧的2孔,液相入口个数为4个,出口喷嘴直径为12 mm,分配器下方200 mm的液相分布不均匀度为0.170 2,与基本构型分配器相比降低了3.46%,可在一定程度上改善分布效果;压力降与基本构型分配器的压力降相近。     

金属阶梯环和金属环矩鞍填料液相传质性能研究

在内径140mm塔内,填料层高度分别为300mm、450mm和600mm,液体喷淋点密度为585点/m塔截面的条件下,测定了公称尺寸φ25mm不锈钢阶梯环、Norton公司型不锈钢环矩鞍及天津大学型铝环矩鞍的液相表观传质性能。同时,为了便于比较,还测定了同一尺寸的瓷矩鞍和瓷拉西环的液相表观传质性能。从液相表观传质单元数中扣除端效应值,获得了试验填料液相真实的传质单元高度H_(L,25·C)和体积传质系数k_Lα值。提出了计算试验填料液相真实传质单元高度的关联式:H_(L,25·C)=AL~n4。     

国外填料塔最新发展

跟踪世界填料塔技术的新发展,介绍了国外填料塔的最新动向。近10年来,世界各国填料无重大突破,正处于平稳发展阶段 ,除Solzer公司的Optiflow packing别具特色之外,主要是在气液分布器方面有所进展。     

Direct-contact Condensation of Hydrocarbon Mixtures in a Structured Packing Bed

This article deals with experimental research of the direct-contact condensation in column with structured packing. Lots of experiments have been performed in a column of 257 mm inner diameter with Topic 125 Y structured packing using hydrocarbon mixtures. The influences of the vapor and liquid flow rate as well as liquid temperature at vacuum pressure have been investigated. A new empirical correlation was developed to predict the heat transfer coefficient for structured packings, which can be applied to both design and simulation of distillation columns in petroleum refinery.     

大型轴向固定床反应器中流体流动的数值模拟

根据固定床反应器内液体的流动特性建立了统一模型控制方程组,提出一种对各相同性或异性多孔介质的平方阻力系数进行估算的方法,对大型固定床反应器中液体通过入口分布器及多孔介质的流动问题进行数值计算。计算结果表明,入口分布器和惰性填料可使反应器内液体流动的均匀性得到明显改善;入口分布器顶部开孔对催化剂床层内液体流速径向分布影响较小;降低分布器高度未对液体流速径向分布产生明显的影响;反应器底部装填瓷球等填料虽有利于改善反应器自由空间区的流体流动的均匀性,但对液体在床层内的流动影响不大。     

苯与丙烯烷基化固定床反应器气液分布的研究

对苯与丙烯烷基化气液固反应器的分布系统进行了研究。在对工业装置的气液分布系统进行分析后,提出了扩产1 6倍的分布器设计方案;惰性床层液相混合与传质的计算结果表明,液相中丙烯浓度在惰性床层约0 4m处达到平衡,惰性床层中传质速率很快。按照等动量放大法设计的气体分布器,反应器生产能力提高前后的压降不会有大的变化。颗粒大小对摩擦压降变化敏感,而较之摩擦压降,持液静压对总压降的贡献可以忽略。压降的计算结果与工业装置实际值基本一致。     

喷射式超重力旋转床的流体力学与传质性能的研究

采用空气-水物系和乙醇-水物系在喷射式超重力旋转床(简称喷射式旋转床)(转子直径为260mm,高45mm)中进行流体力学与传质性能实验,考察了F因子、喷淋密度和转子转速对喷射式旋转床压降和传质性能的影响。实验结果表明,喷射式旋转床压降随F因子、喷淋密度和转子转速的增加而增加;由实验数据回归得到压降关联式,干床压降的平均误差为8.7%,湿床压降的平均误差为10.5%;等板高度随转子转速和F因子的增加而减小,装有液体分布器时的等板高度比无液体分布器时的等板高度降低20%～50%。喷射式旋转床具有压降低和传质效率高的特点,尤其适用于高真空和热敏性物料的分离。