悬挂式降液管液流孔气液流动状态研究

悬挂式降液管液流孔存在3种气液流动状态:只有液体流过液流孔(称走液态),只有气体流过液流孔(称走气态),气液二相都不流动(称气液堵塞态)。实验在长300 mm和宽200 mm的有机玻璃塔中进行,物系是空气-水。使用多路电导仪测试,在每个测试点都巧妙地布置3个电导探针,3种气液流动状态都被测出。结果表明,气液堵塞态确实存在,其面积分率是走气态面积分率的0.4—1.8倍。因此,悬挂式降液管液自封标准既应限制漏气量,还应限制气液堵塞。     

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。     

悬挂降液管塔板的冲击漏液及其对传质效率的影响

从理论上分析了悬挂式降液管塔板上产生冲击漏液的原因，并提出在塔板的受液区安装防冲漏液装置来减小冲击漏液量。在－φ500的冷模塔内以空气－水为物系测定了冲击漏液量，在－φ300的热模内以酒精－水为特系测定了塔板效率。结果表明：没装防冲击漏液装置的悬挂工降液管塔板的冲击漏液量达总液量的7％以上，而安装防冲击漏液装置的悬挂式降液管塔塔板基本上没有冲击漏液，可以提高塔板传质效率5％以上。     

提高悬挂式矩形降液管塔板效率的研究

分析了影响悬挂式矩形降液管塔板(DJ塔板)效率的原因,并提出在塔板的受液区安装防冲击漏液装置以及在塔板下方复合填料来提高塔板的传质效率.在一(Φ)300 mm的热模塔内,以乙醇-水为物系,全回流的情况下测定了受液区设置防冲击漏液装置以及塔板下方复合规整填料的DJ塔板的全塔效率.试验结果表明受液区设置防冲击漏液装置的DJ塔板的塔效可提高5%～10%;塔板下方复合100 mm规整填料的DJ塔板的塔效可提高15%～25%,比弓形降液管F1型浮阀塔板高5%～15%.     

悬挂式降液管自液封线的实验研究

悬挂式降液管塔板经历了四十多年的发展。由于这类塔板的降液管悬挂于塔板下的气相空间,气体可能会从降液管底部液流孔漏入降液管,故要求悬挂式降液管能自液封。以往徐崇嗣提出的自封线以降液管几乎不漏气作为自封点。作者提出以降液管每秒漏气一次作为新的自封点标准,该标准使漏气分率小于0.1%。测定自封线的实验在300mm×200mm的有机玻璃塔中进行,物系为空气-水。实验还采用多路电导测试仪,测量了原自封线和本实验自封线在液流孔处漏气所占的时间分率。实验结果表明,新自封线适用于中等和大液气比工况,它优于原自封线,能更客观地反映悬挂式降液管的自封性能,扩大了塔板的稳定操作区。     

红外热像仪测量多降液管塔板液相等停留时间分布的实验研究

多降液管塔板目前在精馏、吸收和解吸等领域应用日益广泛.多降液管塔板由于降液管悬挂,且上、下塔板的降液管垂直布置,故它的液相流场分布较为复杂.提出了测试塔板上液相流场分布的一项新技术:与塔板上液体同质的高温示踪剂液体在塔板上阶跃注入,用红外热像系统拍摄高温示踪剂液体的流动,从而作出塔板上等停留时间分布图.实验在直径1200 mm的有机玻璃塔中进行,测试塔板为单根悬挂降液管塔板和两根悬挂降液管塔板,物系为空气-水.实验得到不同液量下单根和两根悬挂降液管塔板上等停留时间分布图.结果表明:该测试技术方便、精确、且示踪剂对塔内液体无干扰污染.多降液管塔板存在滞流区,且滞流区随液量增大而增大.     

塔板降液管中液体混合测定

在φ１．２ｍ单液流塔板冷模装置的弓形降液管中进行了液体混合的测定，并用混合池模型了作计算。为研究降液管中液体混合问题提供了新方法，对塔板效率的模拟给出了符合实际的边界条件。     

塔板降液管中液体混合的测定

在φ１．２ｍ单液流塔板冷模装置的弓形降液管中进行了液体混合的测定，并用混合地模型作了计算。为研究降液管中液体混合问题提供了新方法，对塔板效率的模拟给出了符合实际的边界条件。     

分流式降液管的流体力学性能研究

用分流式降液管以空气和水进行了塔盘冷模实验,研究了板压降、板上清液层高度和泡沫层高度、降液管泡沫层高度等流体力学性能,并在相同条件下与无分流式降液管进行了对比实验。结果表明:在相同的操作条件下,分流式降液管的塔板压降比无分流式降液管的塔板压降平均降低了39.3%,分流式降液管能有效降低塔板的溢流强度,提高了塔板的处理量。     

弓形降液管内的气含率分布

采用毛细管不我电检测技术，测定了弓形降液管内气含率的三维分布。实验结果表明，在降液管中心处的气含率高于两侧，在外侧的气含率高于内仙。沿高度方向气含率的分布分为三个区：第一区为高气含率区，第二区为气含率显著变化区，第三区为下层低气含率区。在每一区内，气含率都随液体流率的增加而增加。研究结果为设计更合理的降这提供了实验依据。实验还表明Ｈｏｆｈｕｉｓ关于乳化态的据是有局限性的。     

降液管中水流的扼流现象研究

对水流的接近工业规模的悬挂式自液封降液管进行了扼流试验。每个降液管宽度均为80mm，液流堰长分别为600，550，500，450，400，350，300mm。对扼流现象发生前后的堰上液高与溢流强度的关系分别测定并进行了关联，对预测临界溢流强度的经验公式作了修正。实验结果表明，前人所预测的临界溢流强度值偏高，在尚未达到临界值时就已发生扼流现象。     

MD塔板的流动模拟和效率计算

本文采用二维定数混合池模型研究ＭＤ塔板上液体的流动行为，提出了计算ＭＤ塔板Ｍｕｒｐｈｒｅｅ板效率的数学模型。模型计算值与实验测定值吻合较好，平均相对误差为５．７％，最大相对误差不超过１５．０％，同时还考察了混合池数选择和流动模拟形式对模型计算结果的影响。     

Simulation of Liquid Velocity Field in a Gas-Liquid Bubble Column

A simplified turbulent model and a modified k-Σ two equation model are proposed todescribe the liquid velocity profiles in a bubble column taking into consideration of the effect of gasdrag force and gas hold-up.In the simplified mode1 the Reynolds equation of motion was adoptedand the turbulent viscosity was calculated from an empirical correlation which was deduced fromour experimental data.The calculated liquid velocity profiles were compared between the proposedmodel and the standard k-Σ two equation model as well as experimental data.The result shows thatthe proposed model simulates and predicts the liquid velocity field most satisfactorily and in goodagreement with the experimental measurement.     

Digital Image Processing Technique to Investigate the Hydrodynamics of an Airlift Reactor with Double Downcomer

Digital image processing, an innovative cost‐effective technique, was employed to investigate the hydrodynamics of a rectangular internal loop airlift reactor with double downcomer. The whole reactor was divided into two downcomers and a riser by means of two vertical blades to achieve a new geometry. Air and water served as gas and liquid media. Experimental measurements were performed by visualizing the concentration of a colored tracer by a digital camera. The captured successive images at specified time intervals were analyzed by the ImageJ software to turn images into quantifiable data. For four reactor geometries, the residence time distribution curves in individual sections and the liquid mixing performance were determined by this noninvasive method. The speed of this technique to capture real‐time data of flow patterns may be one of the most important concerns for imaging multiphase flows in process industries.     

气升式内循环反应器的数值模拟和结构参数

采用Euler-Euler双流体模型对内循环反应器(高1240 mm,直径165 mm,导流筒高590 mm)进行数值模拟,考察了表观气速、导流筒结构(导流筒内径比Dt/D,底隙高度)对反应器内上升区、下降区流体力学参数(气含率、液体速度)的影响. 结果显示,表观气速、导流筒内径、底隙高度对反应器气含率、液体速度有很大影响,随表观气速增加,反应器上升区、下降区气含率都增加,导流筒内径比为0.58时更易实现气液循环,底隙高度为30 mm时反应器内下降区气含率、气液速度都最小;气液分离器角度越大,进入下降区的气体越多,当气液分离器角度为45o时,能更好地实现气液循环.     

前脸墙水包的设置对能耗的影响

大型浮法玻璃熔窑前脸水包虽然能够起到保护L型吊墙的作用,但会带走投料口的热量,给生产带来不利影响,采用挡焰砖的方案,可减少热损失,对生产、质量的控制较为有利。     

柱状气液分离器液相带气特性分析

分析了柱状气液分离器(GLCC)内气相的运动轨迹。通过实验得到了不同操作参数下的液相带气特性,揭示了液相和气相速度对液相带气的影响。同时,采用可视化研究得到了分离器下部气液两相流型图,分析了不同形态气核的特性。证实了气核是造成液相带气的主要原因,揭示了不同稳定性的气核对液相带气的影响。     

Predicting the phase equilibria of synthetic petroleum fluids with the PPR78 approach

The PPR78 approach is a group contribution‐based thermodynamic model which combines at constant packing fraction the Peng–Robinson equation of state and a Van Laar‐type g^E model. This article demonstrates that, using classical mixing rules (linear on b and quadratic on a), the PPR78 model may also be seen as a group contribution method for the estimation of the temperature‐dependent k_ij of the widely used PR EoS. Our model is endowed of 15 groups and it is possible to predict the k_ij for any mixture containing alkanes, aromatics, naphthenes, CO₂, N₂, H₂S, and mercaptans. This study exhibits the capability of this approach to predict the phase behavior of synthetic petroleum fluids containing components of different volatilities. The many comparisons between calculated and experimental data on natural gases, crude oils, and gas condensates allow concluding that the PPR78 approach is a successful model for phase equilibria calculations of this kind of mixtures. © 2010 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2010