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。     

高通量塔板悬挂式降液管击穿漏气的气液相研究

采用空气-水物系,在直径为500mm的有机玻璃塔中对底部分别开有8个和12个液流孔的悬挂式降液管的漏气进行了研究,并在假设漏入降液管的气体产生的压降与板压降相等的基础上建立了击穿漏气模型.结果表明,当塔内的气体流量逐渐增大,漏入的气体以气柱的形式连续进入降液管时,降液管液层被击穿,降液管无法正常操作.根据实验数据得到了击穿漏气模型的关联式,关联式的计算值与实验值吻合较好.开有12个液流孔的降液管在液流孔的真实漏气气速为1.40 m/s时,漏入的气体会击穿降液管液层.     

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。     

复合塔板上气液穿孔流动测试方法

开发了多路电导测试系统,用于复合塔气液穿孔流动的研究。在开孔率20％的复合塔板上,布置了86路电导探针,在多种操作状态下,详细测定了通气、通液、阻塞筛孔数所占的分率以随气液流量变化的情况。为复合塔板气液流动规律的分析和结构改进提供了新的依据。     

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。     

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.     

多降液管筛板塔试验报告

在“教育必须为无产阶级政治服务,必须同生产劳动相结合”的光辉思想指引下,我们接受了化肥生产技术改造的任务,对水洗塔进行技术革新。我们本着“洋为中用”的精神,把具有显著优点的多降液管筛板塔(简称 MD 筛板塔),应用于我国的生产实践。MD 筛板塔的结构已在资料作了介绍。其最大特点是塔板上设置多条降液管,相邻两板的降液管又互相垂直,而且降液管悬挂于气相空间,降液管的底部开有液流孔,这种形式     

复合塔板气液运动的实验研究

采用多路电导测试系统,在直径500mm的冷模塔内,以空气-水为试验物系,研究了开孔率20%和25%复合塔板上的气液运动规律.实验揭示了气液穿孔运动的三种状态通液、通气和阻塞,并对复合塔板的气液运动机理进行了阐述.实验考察了空塔动能因子F、喷淋密度LV和开孔率φ对通液率、通气率和阻塞率的影响,分析了筛孔真实气速与复合塔液泛点关系.结果表明F因子增大,通气率也增大,而通液率和阻塞率减小;喷淋密度增加, 通气率下降,通液率上升;开孔率较大,则通气率较小,通液率和阻塞率较大;在实验范围内(开孔率20%及25%、喷淋密度5～40m3·(m2·h)-1的情况),复合塔液泛点的筛孔真实气速在11m·s-1左右,为其它物系确定操作上限提供了依据.     

悬挂式降液管塔板的抗堵功能研究及应用

为了延长精馏塔和吸收塔的运行周期,研究开发了悬挂式降液管塔板(DJ塔板)。DJ塔板采用悬挂式矩形降液管作为降液通道,筛孔或固定阀作为鼓泡元件,具有处理能力大、传质效率高、抗堵性能好等特点。论文根据DJ塔板的机械结构,分析了塔板上的气液二相流流动规律,在此基础上阐述了其抗堵机理。DJ塔板已成功应用于丁二烯装置丁二烯精馏塔、化肥装置变换气脱硫塔、气体净化和除尘塔等40余座塔,实现了扩产、节能和减排目的。DJ塔板具有很好抗堵性能,其应用前景良好。     

气液喷射器内的气液流型分析

在上喷式喷射器内利用水-CO2实验系统,通过平面激光诱导荧光技术(Planar Laser Induced Fluorescence,PLIF)和常规流量测定,获得了流速数据和流型图片,分析了操作条件对气液喷射器内流型的影响.液气体积流率各自的操作范围为0.495～1.062 m3·h-1和0.1～4.6 m3·h-1.在非常低的气液比下(G/L≤ 0.2),该喷射器拍照范围内,气体形成细小的气泡均匀分布在液体中,呈泡状流;在高气液比下(G/L ＞0.2),液体以射流形式存在,而气体以环状在液体周围向上绕流,形成喷射流.气液比和气相分率的大小对液体射流柱长度及其瓦解的初始位置有明显影响.随着气液比和气相分率的不断增大,液体射流柱的长度首先增大,约在气液比为2.5～3.0,气相分率在0.7～0.8左右达到最大值,射流柱瓦解的初始位置沿喷射器不断上移;继续增大气液比和气相分率,液体射流柱长度又开始减小,瓦解的初始位置下移,但是前者减幅逐渐变小,直至射流柱长度和瓦解的初始位置比较稳定.     

垂直锐边孔口的自由出流特性（Ⅲ）孔几何形状对孔流系数的影响

通过实验,分别考察了相同流通截面积下,圆形、椭圆形、正方形、矩形和三角形等不同几何形状的垂直锐边典型“大孔”和“小孔”的自由出流特性。所得孔流系数曲线形态基本相同,孔流系数值略有差异,圆孔最高,三角形最低,说明孔几何形状对孔流能量损失有一定影响,但不是关键结构参数,不会从根本上改变孔流机理。其能量损失差异可根据孔口的水力半径、锐角界面张力以及非圆形孔射流的穿透现象加以解释,藉此对前期的圆孔流动机理进行了补充。此后,为了详细考察孔形状对孔流速度分布和能量损失的影响,采用计算流体力学软件Fluent 6.2对其进行了模拟,模拟流场说明孔形状对孔前流动影响区的主体范围和速度分布基本没有影响,孔前流动的机械能损失仍可采用半球形模型研究,进一步说明不同孔形状的孔流机械能损失差异是入孔以后造成的。     

多层流态化床的研究Ⅰ 液-固系

本文研究了液-固系多层流态化床（溢流管式）中两相流动的特性,其内容包括液相的纵向混合,液体通过多孔分布板的压降,颗粒物料通过溢流管孔口的自由流落,溢流管在流化床中工作的性能及多层床的操作特性。提出了可供设计参考的关联式。     

Characteristics of vertical sharp-edged orifice discharge（Ⅲ）Effect of geometry on orifice discharge coefficient

通过实验,分别考察了相同流通截面积下,圆形、椭圆形、正方形、矩形和三角形等不同几何形状的垂直锐边典型“大孔”和“小孔”的自由出流特性。所得孔流系数曲线形态基本相同,孔流系数值略有差异,圆孔最高,三角形最低,说明孔几何形状对孔流能量损失有一定影响,但不是关键结构参数,不会从根本上改变孔流机理。其能量损失差异可根据孔口的水力半径、锐角界面张力以及非圆形孔射流的穿透现象加以解释,藉此对前期的圆孔流动机理进行了补充。此后,为了详细考察孔形状对孔流速度分布和能量损失的影响,采用计算流体力学软件Fluent 6.2对其进行了模拟,模拟流场说明孔形状对孔前流动影响区的主体范围和速度分布基本没有影响,孔前流动的机械能损失仍可采用半球形模型研究,进一步说明不同孔形状的孔流机械能损失差异是入孔以后造成的。     

Regime classification of macroscopic gas—solid flow in a circulating fluidized bed riser

A conceptual flow regime diagram for a circulating fluidized bed riser is proposed, combining existing investigations with experimental data obtained under idealized conditions in which a fully independent control of gas velocity and solid circulation rate was conducted by use of a screw feeder for solid feed into the riser. The diagram classifies the flow state into five regimes by qualitative transition lines which describe the relationship between gas velocity and solid circulation rate. These regimes are particulate fluidization, bubbling fluidization, turbulent fluidization, dense-phase transport and dilute-phase transport. The diagram suggests that S-shaped bed-density distribution or dense/dilute region interface appears only at limited conditions in the bubbling and turbulent fluidization regimes. These experimental findings were generalized by further experiments in a conventional circulation system with a ball valve between the riser and the downcomer which permits changes in the solid circulation rate and the bed height in the downcomer. The experimental results showed that the bed height in the downcomer has no particular effect on the bed density distribution or the height of the dense/dilute region interface, but an appreciable effect on the lowest gas velocity to maintain steady solid circulation at a given rate. These results are consistent with the above diagram.     

Flow Regime Maps for Flow of Liquid Through Downcomer in a Turbulent Bed Contactor

The provision of a downcomer to classical turbulent bed Contactor (TBC) increases the gas treating capacity of the equipment. When the downcomer is provided, it is expected that all the liquid passes through the downcomer only without any liquid flow through the distributor. In the present study, the operational regime for the flow of liquid only through the downcomer is experimentally evaluated for various geometric parameters and particle characteristics. It is observed that the preferred operational regime without dumping and weeping increases with an increase in Archimedes number and downcomer diameter, and decreases with an increase in static bed height and downcomer weir height. Correlations are proposed to satisfactorily predict experimentally observed operational regime.     

Measurement of fluid flow in the downcomer of an internal loop airlift reactor using an optical trajectory-tracking system

A low cost optical trajectory tracking system (OTTS) for flow studies has been developed in our laboratory. The system was developed with the purpose of identifying flow trajectories, which are required for the mathematical formulation of photosynthetic processes in airlift reactors. It consists of two cameras, which are connected to a PC computer via an Image Process Card. The system is used for the study of fluid trajectories in the downcomer of an airlift reactor. The motion of a single neutrally buoyant fluorescent particle is logged by the system, and the vectors of the trajectories are reconstructed into 3D coordinates. The flow in the downcomer of the airlift reactor was studied using two different draft tube diameters. The superficial gas velocities varied from 0.005 to . Analysis of the experimental results shows that plug flow exists in this region. Shear stress was also analyzed and was found homogeneous. Preliminary results of the measurement of fluid flow in the downcomer of the ALR with helical flow promoters (HFP) are also presented.     

孔盘式液体分布器内液体流动对布液孔出流均匀性的影响

借助包括双欧拉均相多相流模型、VOF界面追踪方法和SST k-ω湍流模型的CFD模型,对孔盘式液体分布器内的流场对布液孔出流均匀性的影响进行研究。首先以单孔流动时的液体流量为标准值,通过与标准值的偏差来评估布液孔的出流不均。根据偏差的大小,可以衡量分布器内流动对布液孔出流的影响。然后结合孔前流动区概念对模拟结果进行分析,发现布液孔出流不均是由分布器内液体流动不均造成的。最后,提出了通过改变进料管位置来优化盘式液体分布器结构。计算结果表明,改变进料管的位置可以避免大规模不良分布,进而提高液体分布器的性能。     

新结构95型塔板的流体力学性能

引　言传统的板式塔塔板开孔率有限 ,当处理量较大时 ,压降较高 ,板效率降低 .因此开发新型大通量高效率塔板具有重要的现实意义 .本研究通过改进降液管结构和板面设计 ,提高塔板的有效传质区面积 ,开发了一种新型大通量塔板——— 95型塔板 ,因该板的有效传质区面积约占全部塔板面积的95%而得名 .本文以水和空气体系对 95型塔板进行了流体力学和流动性能试验 ,同时与传统筛板进行了比较 ,对试验测定的数据进行了关联 .1　试验装置及筛板结构参数试验塔为一直径Φ1 0 0 0ｍｍ的不锈钢塔 .塔内设置两块塔板 ,上板为测试板 ,下板为气体分布板 …