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。     

复合塔板的流体力学特性(Ⅰ) 孔径和开孔率对塔板流体力学特性的影响

基于火力发电厂烟气脱硫工程化项目的需要 ,提出了一种同时具备大孔径和高开孔率条件、由大孔筛板和波纹板填料及其附件构成的复合塔板 ,研究了孔径和开孔率对于该复合塔板流体力学性能的影响 .结果表明 :与其他的塔板相比 ,该塔板在同样的操作条件下压降更低 ,通量更大.     

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。     

不同轻重比例的十字旋阀塔板压降的实验研究

在直径为1 000 mm、板间距600 mm、内置4块塔板的不锈钢圆塔中,以空气-水为介质,对十字旋阀塔板的压降进行了实验研究。在相同开孔率15.52%下,考察了3个液流强度和3个堰高条件下,对不同轻重比例(100%,86%,70%,50%,0)十字旋阀塔板压降的影响。结果表明:相同液流强度和堰高条件下,不同轻重比例塔板压降的关系是050%70%86%100%;相同轻重比例和堰高条件下,液流强度越大,塔板压降越大;相同轻重比例和液流强度条件下,堰高越大,塔板压降越大;这3种因素导致的塔板压降差异均随着阀孔动能因子F0的增大而逐渐缩小。     

复合型塔板填料参数对流体力学性能影响的研究

在内径600 mm的有机玻璃塔内,以空气-水为实验物系,测定了不同参数(筛板-填料安装间距、填料结构)的填料段与孔径8 mm、开孔率14.66%的穿流筛板组成的T/P型复合塔板的流体力学性能。实验结果表明,筛板-填料安装间距为5.5 mm时测试板干板压降较间距为0 mm时减少10%以上,液泛点延后,板上泡沫层高度增加10%~15%;各喷淋密度下,350Y型测试板在填料载点之前,压降呈线性增长,板上清液层高于250Y型,不易吹干,操作稳定性更强。喷淋密度为20 m3/(m2·h),N3/2型塔板泛点F因子为2.98(m·s-1)(kg·m-3)0.5,比250Y型增大8.4%,操作弹性提高17%,泡沫层高度也有提高。喷淋密度为60 m3/(m2·h),N5/3型测试板操作下限F因子为0.51(m·s-1)(kg·m-3)0.5,低于250Y型,操作弹性提高21%。     

复合塔板的流体力学特性(Ⅱ) 操作变量和液体物性对塔板流体力学特性的影响

在前文工作的基础上进一步研究了同时具备大孔径和高开孔率条件的复合塔板 ,研究了操作变量和流体的物理性质对该复合塔板流体力学性能的影响 .结果表明 :液体的密度增加 ,塔板压降增加 ,漏液量增加 ;黏度增加 ,塔板压降降低 ;表面张力减小 ,漏液点速度上升 ,雾沫夹带增大 ,液泛速度下降.     

大孔筛板流体力学性能研究

本文测定及研究了大孔筋板(孔径为 5、10、15、20及25mm)流体力学参数,提出计算塔板压降、漏液点气速、零沫夹带量及泡沫层高度的一套设计关联式,其精确度可满足工程设计的需要.文中还对大孔筋板的操作性能及弹性范围进行了分析讨论.对于塔板结构参数设计得当的大孔筛板,操作弹性比达到2—4左右,足可适应一般工业装置的负荷波动要求.     

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。     

三种固阀塔板的性能比较

为了研究固阀的尺寸大小对塔板性能的影响,采用空气-水系统,在直径1200mm不锈钢塔内,对3种结构相似、尺寸不同的固阀塔板,在不同堰高、不同溢流强度的条件下进行了流体力学与传质性能测试,测定了塔板压降、漏液、雾沫夹带与传质效率。实验结果表明:随着固阀尺寸的减小,雾沫夹带降低,传质效率增高;随着阀缝面积与阀孔面积比例的减小,干板压降与湿板压降增加,漏液减少;尺寸越小的固阀,综合性能越加优异。     

国内化学工程文献摘要

8了001大孔筛板流体力学性能研究一一于鸿寿、张满潮、萧成基(化工部第六设计院),化工学报,〔4〕.3一4、356丈2984)。 本文测定及研究了大孔筛板(孔径为5.功,15,2。及25mm)流体力学参数,提出计算塔板压降,漏液点气速、雾沫夹带量及泡沫层高度的一套设计关联式.其梢确度可满足工程设计的需要。文中还对大孔筛板的操作性能及弹性范围进行了分析讨论。对于塔板结构参数设计得当的大孔筛板,操作弹性比达到2、4左右,足可适应一般工业装置的负荷波动要求。 8了002化学反应工程的昨夭、今夭和明天(译文)一一汉斯·香夫曼(西德爱兰根一纽伦堡大学第…     

流化床冷模布风板数值模拟研究

利用计算流体动力学(CFD)软件包fluent,研究流化床反应器中的气流通过冷模布风板时压降过大的问题。采用正交数值模拟仿真实验对不同的开孔形式和不同的开孔直径进行研究,分析了流化床内的速度场、压力场,确定出:(1)布风板开孔直径越小,压降越大,但流化床内的速度场越容易达到稳定;(2)布风板中心处尽量不要开孔;(3)布风板开孔直径相同时,排列方式为等边三角形比正方形时压降更小。     

部分回流下十字旋阀塔板效率的研究

以环己烷-正庚烷物系,在直径为0.75 m、内置4块塔板、40 m2板式再沸器和30 m2板式冷凝器的精馏塔中考察了开孔率、阀孔动能因子、回流比等因素对十字旋阀塔板默弗里板效率的影响。其中开孔率变量是8.22%、11.0%和13.56%;阀孔动能因子变化范围是(5~13)(m/s)(kg/m3)0.5;回流比变量是∞、15、10、8。在开孔率为11.0%,回流比为15的条件下,与F1型浮阀的板效率做了对比。将实验值与AICh E效率模型、变型的Chen-Chuang效率模型的计算值也进行了对比。结果表明,在相同操作条件下,开孔率越大,塔板效率越低,且波动也越大;在相同开孔率条件下,塔板效率随回流减小而变小;基于Liang等的变型Chen-Chuang模型更加适合十字旋阀塔板的板效率预测,其误差较小,为工业设计提供了参考。     

圆盘板开孔对缩放管盘环式换热器壳程性能影响的数值研究

利用CFD技术对圆盘板上开不同直径孔的缩放管盘环式换热器壳程进行了数值模拟。结果表明,圆盘板开孔能在一定程度上改善圆盘板后侧流体的流动状况,且开孔后圆盘与圆环折流板之间的流体压力分布较均匀;开孔直径越大,换热器的壳程传热系数和压降均越小,综合性能越好;开孔直径不宜过小,适当地开孔才能有效地提高换热器的综合性能。     

立体连续传质复合塔板流体力学特性

通过分析板式塔与填料塔各自的优缺点,在梯矩形主体连续传质塔板的基础上,提出一种由喷射型塔板、规整丝网填料及其附件构成的复合塔板.实验考察了操作条件与几何结构等因素对该复合塔板流体力学性能的影响.结果表明：与其他板式塔板相比,该塔板在相同的操作条件下具有压降更低、通量更大、操作弹性更高、雾沫夹带更小等优点.     

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。     

CTST-MD复合型塔板降液管流体力学性能的实验研究

结合立体传质塔板(CTST)和悬挂式降液管各自的优势,在CTST塔板的基础上组合悬挂式降液管。以此为实验塔板,在直径为570 mm的有机玻璃塔中以空气-水为实验物料进行冷漠实验,对此种塔板的板压降、降液管的液层高度、液流孔孔流系数等流体力学性能进行了实验研究,并与鼓泡型塔板进行了对比。结果表明,复合型立体传质塔板的板压降低于弓形降液管的CTST和悬挂式降液管的筛板(MD筛板)。在高液相负荷下,复合立体传质塔板降液管液层高度远低于MD筛板,具有更大的液体处理能力。悬挂式降液管液流孔的孔流系数主要与开孔的水力半径有关,受开孔率影响较小。得到了复合立体传质塔板降液管几种孔型的孔流系数值。     

垃圾焚烧管式布风流化床的冷态实验

在床截面为300mm×300mm、床高为4. 4m的管式布风流化床实验台上,分别对宽筛分下不同颗粒粒度、不同床层高度、不同截面流速、布风的均匀性以及非平衡布风时颗粒流化特性进行实验研究,为未来垃圾衍生燃料的流化燃烧实验提供基础数据。管式布风流化床的开孔方向与夹角大小对床层压降变化影响明显,向下开孔角度越小,动能消耗越大,但床层稳定性能好。随着料层高度增加,各布风管间的布风更趋于平衡,流化的稳定与均匀性能也越好。管组压降失衡时,床层压降不平衡明显增加,波动幅度增大,不稳定性明显高于正常流化状态。     

大孔筛板传质性能研究(一)——传质点效率的测定及对A.I.Ch.E.模型的修正

在研究大孔筛板流体力学性能基础上,我们又对其传质性能进行了研究。本文对孔径5、12.5、20和25mm,两种开孔率(3.7％及7.4％)的八种塔板进行传质效率测定和关联。     

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。     

部分回流下波纹导向浮阀塔板板效率的研究

以环己烷-正庚烷为物系,采用直径750 mm、塔高4000 mm、内置4块塔板的热模塔,在常压、部分回流操作条件下,研究了开孔率、回流比和阀孔动能因子对波纹导向浮阀塔板效率的影响;同时将其全塔效率与F1型浮阀塔板和组合导向浮阀塔板的全塔效率进行了比较。此外,还将其实验值与Chen,Chuang模型,Chan,Fair模型预测的效率值作比较,并进行了实验误差分析。实验结果表明:在相同操作条件下,开孔率小,塔板效率高;相同开孔率下,回流比降低,传质性能下降。堰高为30 mm时,波纹导向浮阀塔板的全塔效率比F1型浮阀塔板和组合导向浮阀塔板高近10%。Chen,Chuang模型值与实验值相近,可用它来预测该塔板的板效率。