筛板精馏塔的板效率研究

在直径为0.75 m,塔高4m的不锈钢热模塔内,以正庚烷—环己烷为物系、在常压、全回流条件下,进行筛板塔传质效率的研究,选取孔径为13mm和6 mm,开孔率为3.9％和6.4％的塔板,测试了这些塔板的气液相默弗里板效率,通过排列组合,考察了孔径、不同塔板位置和出口堰高对传质效率的影响,并进行了传质效果对比.此外还运用A...     

筛孔塔板漏液操作状态下气液两相流场的CFD模拟研究

本文采用Eulerian两相流模型模拟计算了0.5m×0.5m矩形筛孔塔板漏液操作状态下气液两相流流场.本文用塔板漏液量来衡量模型准确性的标准,对比了模拟计算得到的漏液量和经验关联式计算结果,两者吻合较好,证明了本文所建气液两相流模型可以较为准确的描述漏液状态下筛孔塔板气液两相流场.     

高效导向筛板的研究与应用

详细介绍了高效导向筛板的结构,指出其在机械结构上有两项改进,即导向孔和鼓泡促进器,这大大提高了塔板的性能。研究了高效导向筛板的加工过程及分离效率,并给出了其在PVC工业中的应用实例。     

CFD and experimental studies of single phase axial dispersion coefficient in pulsed sieve plate column

This paper intends to study the single phase axial dispersion in pulsed sieve plate column using a combination of computational fluid dynamics (CFD) simulations and experimental measurements. Experiments and CFD simulations were conducted on 0.076 m diameter pilot scale column having standard geometry of 0.05 m plate spacing, 0.003 m hole diameter and 0.21 fractional free area. The effect of density of tracer solution and radial probe position on axial dispersion coefficient has been studied to ensure precision of the experimental measurement method. The effect of pulse velocity from 0.01 to 0.025 m/s and superficial velocity of water from 0.01 to 0.03 m/s has been studied. Simulations were carried out using commercial CFD software, FLUENT 6.2.16, with standard k–? model for turbulence. An unsteady state tracer injection technique was used for axial dispersion measurement. The range of velocity ratio (ψ = Re_o/Re_n) employed in this work was 1–4 which is very low. Therefore the effect of superficial velocity, V_c was found to be greater than pulse velocity. These results were critically compared with published data and it has been found that single phase axial dispersion coefficient is directly proportional to effective velocity (Af + 0.5 V_c). The presented CFD predictions and validation with experimental data will provide useful basis for further work on single phase axial dispersion with various geometrical parameters and understanding the two phase flow patterns in pulsed sieve plate column.     

摇摆对气液并流模式立体旋流筛板压降的影响研究

以空气-水为实验介质,在喷淋密度78～182 m³·(m²·h)^-1、气相动能因子1.19～2.77 m·s^-1·(kg·m^-3)^0.5、摇摆幅值Θ=5°～15°、周期T=8～20 s的条件下,测定了气液并流模式下立体旋流筛板(TRST)的压降,考察了气液通量、塔板数量、位置和方式对压降的影响,并与直立和倾斜工况对比。结果表明：增加倾斜及摇摆角度干板压降略微下降;摇摆时的湿板压降介于直立和倾斜之间,受摇摆角度影响较大,基本不受周期影响;增大气量有利于抵抗倾斜及摇摆的影响,而增大液量会使倾斜及摇摆的影响作用加剧。整体上,塔板顺、逆向安装时的湿板压降分别在100 Pa和170 Pa以内,而逆向安装的变化率约为顺向的2倍,这是由于逆向安装下改变了气液流动方向,增大了能量损失。建立了气液并流摇摆工况下TRST的湿压降预测模型,相对误差在15%以内。     

大孔导向筛板在蒸氨塔的应用

为减少剩余氨水蒸氨时的蒸汽消耗量,将大孔导向筛板应用到蒸氨塔设计中,利用化工仿真软件对塔盘数量和蒸汽消耗量的关系进行了仿真及优化。相比泡罩蒸氨塔,每吨剩余氨水的蒸汽消耗量减少了30kg,废水的含氨量从50~100mg/L降低到30mg/L,塔的检修和维护也更方便。     

新型正交波纹板流体力学性能CFD模拟

介绍一种新型穿流塔板--正交波纹板。以欧拉-欧拉两相流模型为基础,建立了正交波纹板上气液两相流场的三维数学模型。CFD模型中主要考虑了气液两相间的曳力作用,相间动量传递源相采用Krishna计算方法。以清液层高度为指标,对CFD模型的可靠性进行了验证。在不同气液负荷下,对正交波纹板的压降、板上液相速度分布及塔内气液分布状况等流体力学性能进行了研究,并与淋降筛板进行对比,结果表明正交波纹板具有更高的操作弹性和更好的操作稳定性。     

高速气流冲击对筛板稳定性影响的数值模拟

近年来塔板吹翻的现象在化工生产中时有发生。设备的开停车、塔板的吹扫阶段、不同操作压力设备的联通、设备的泄压过程等都可能会引发塔板的吹翻,而高速气体对塔板的冲击是造成塔板吹翻的直接诱因。本文采用有限元计算方法,建立了数值模拟模型,研究了筛孔气速、开孔率和开孔直径对塔板受高速气体冲击时稳定性的影响。将模拟结果与实验结果进行了对比分析,验证了模型的可行性。在此基础上,进一步模拟研究了筛板塔内高速气体冲击塔板的物理过程,得到不同结构参数和操作参数下塔板的应力分布情况。结果表明,塔板受高速气体冲击时,塔板边缘和中心处为应力值最大的部位,并且塔板应力值随着筛孔气速呈二次方关系增长,而随着开孔率线性下降。对于开孔率一定的塔板,存在一最佳的开孔直径,使得塔板受高速气体冲击时其应力值最小。     

CFD gas-liquid simulation of oriented valve tray

Computational fluid dynamics (CFD) has recentlyemerged as an effective tool for the investigation of the hydraulic parameters and efficiency of tray towers. The computation domain was established for two types of oriented valves within a tray and meshed into two parts with different grid types and sizes. The volume fraction correlation concerning inter-phase momentum transfer source was fitted based on experimental data, and built in UDF for simulation. The flow pattern of oriented valve tray under different operating conditionswas simulated under Eulerian-Eulerian framework with realizable k-ε model. The predicted liquid height from CFD simulation was in good agreement with the results of pressure drop and volume fraction correlations. Meanwhile, the velocity distribution and volume fraction of the two phases were demonstrated and analyzed, which are useful in design and analysis of the column trays.     

导向筛板在氯乙烯单体精馏中的应用

介绍了导向筛板的原理、特点及其在氯乙烯单体精馏中的应用情况。应用导向筛板后,降低了氯乙烯单体中二氯乙烷及乙炔的含量,减少了单塔阻力降,延长了精馏塔清洗周期。     

双溢流立体传质塔板上液相流场CFD研究

采用计算流体力学方法对直径为2 600 mm的工业规模双溢流立体传质塔板板上气液二相流动进行了模拟研究。计算了不同工况下收缩流和扩张流2种流型的液相流场分布,得到了双溢流塔板收缩流和扩张流2种流型的板上气液二相流场分布规律。通过将清液层高度的CFD结果和经验公式的计算结果进行对比,验证了所建模型的正确性。模拟计算结果表明:边降液管收缩流板面液相流动较均匀,近似于均匀的收缩流,不存在回流区;中降液管扩张流板面液相流动不均匀,靠近塔板中心流速较快,塔板弓形区存在着回流现象;板孔处的帽罩区液层较其他地方小,液相体积分数较其他地方低,扩张流受气相的影响较收缩流大。     

筛孔塔板浓度场的测量与模拟

通过测量被纯氧饱和的水在塔板上发生氧解吸时液相氧浓度,得到了伴有传质的浓度场,并发现在速度返流区会出现浓度旋涡.使用计算传质学的方法对塔板浓度场进行了数值模拟,计算值与实验值符合得较好.通过模拟,同时得到了湍流传质扩散系数的分布.     

筛板塔漏液点气速与喷射点气速的计算模型

从力平衡角度出发,考虑到筛板上气液混合层的截面含气率的影响,推导出筛板的漏液点与喷射点气速的计算模型,可用于工程设计计算。     

组合导向浮阀塔板的CFD模拟及反向流分析

精馏塔板上的气液两相流动对传质效率有重要影响。根据实验数据拟合得到平均气含率关联式,将其加入动量源项,采用Fluent软件对1.2 m直径的组合导向浮阀塔板上的气液两相流动进行CFD模拟,考察了塔板上的气液两相流动状况。清液层高度的模拟结果与实验数据关联式相吻合,验证了模拟的正确性。对塔板上液相的非理想流动进行了分析,通过对反向流进行量化和统计计算出反向流体积分数(即反向流体积占塔板总体积的百分比)。3块不同浮阀排布塔板的反向流体积分数时均值的计算结果表明,梯形浮阀和矩形浮阀的排布方式对反向流影响很大,通过合理排布能够使工业塔板的反向流体积分数时均值从22.0%下降到19.4%,降幅达到11.8%。本研究结果可望对塔板的设计和优化提供指导。     

高效导向筛板对聚合一塔的技术改造

用先进的化工过程模拟软件对物料粘度为 1 0～ 50Pa·s的聚合一塔技术改造方案进行了计算机模拟与优化。采用高效导向筛板对其进行改造后 ,塔釜醋酸乙烯组成由原来的 0 2 6 %降至 0 0 3 % ,醋酸乙烯吹出率达到 99 85～ 99 90 % ,回流比由原来的 1 3左右降至 0 85左右 ,节能约 2 5 %     

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。     

大孔径导向筛板流体力学性能研究

在长为500mm,宽为300mm冷模塔内,测定了φ9 mm大孔径导向筛板的流体力学性能参数.对实验数据进行了关联,得出计算塔板压降公式,可供大孔径导向筛板设计与研究使用.     

板式塔气液传质三维与一维塔板的比较分析

板式塔的气液传质三维塔板与传统的二维塔板比较有许多特点,通过比较它们的性能,突出分析了它们在处理能力上的差异.计算实例和使用实例都表明,在同样的质量要求下三维传质塔板比二维的可提高产量一倍左右.     

新型多降液管塔板的流体力学性能及其流场CFD模拟

开发了一种流场均匀且液相处理能力大的新型多降液管塔板。本文以水和空气为介质,在内径1219mm的有机玻璃塔内,研究了新型多降液管塔板的流体力学性能。结果表明,在相同气液负荷下,相较于弓形降液管塔板,新型多降液管塔板具有湿板压降低、雾沫夹带量小和漏液少等优点。同时新型多降液管塔板继承了多降液管（MD）塔板液相负荷高的特点,在空塔动能因子2.4(m/s)·(kg/m³)^0.5的条件下,全塔喷淋密度仍可高达80m³/(m²·h)。对塔板上液相流场的流体流动特性进行了计算流体力学（CFD）分析,并将模拟结果与MD塔板进行对比。结果表明,新型多降液管塔板降液管的结构和排布方式使得塔板上液体流动更加均匀,预期可以获得更高的塔板效率。