高效导向筛板塔流体力学性能研究

在 6 0 0mm冷模塔内 ,对高效导向筛板的流体力学性能进行了实验研究。测定了 7mm高效导向筛板的压降、漏液、雾沫夹带等流体力学性能参数 ,对实验数据进行了关联 ,得出计算塔板压降、漏液、雾沫夹带的公式 ,可供高效导向筛板设计与研究使用。     

新型浮动筛板塔的流动特性

为了提高气液接触效率,我们开展了在固定筛板上设置以浮动筛板的新型气液接触装置的研究工作。本文就成其为此种新型筛板塔操作和设计基础的浮动板的状态、压降、板上的贮液量和气含量等进行了实验室研究。 浮动板的状态随气体流速而变化,一般可分为静止、浮动及完全浮上等典型的三种状态。在各种状态下,我们研究了浮动板的性能,对压降与贮液量进行了关联,导出了各种状态下极限气速的推算式。关于气含量,可以认为,浮动板几乎没有什么影响,这就表明,以往的板式塔气含量关联式对该浮动筛板塔来说也是适用的。     

低界面张力体系在筛板萃取塔中传质特性的研究

本研究采用低界面张力的正丁醇-丁二酸-水体系,在筛板孔径为7×10~(-3)m的大孔筛板萃取塔中,研究了两相流体力学和液滴分散特性以及相间传质特性。试验结果表明,低界面张力体系在大孔径筛板塔中所形成的液滴大部分为摆动液滴,液滴与连续相间的传质特性符合单个摆动液滴的传质规律,因此,可以从单个摆动液滴的传质模型出发来预测筛板塔的Murphree板效率。从而为环丁砜芳烃萃取分离中筛板塔的优化设计提供了参考依据。     

改进穿流筛板塔操作性能的试验

穿流筛板塔具有塔板构造和操作性能上的许多优点,能否提高设备的操作弹性以适应负荷波动的需要,是这类设备能否在生产上进一步推广应用的关键。为了提高操作弹性,曾有过双孔径以及波纹塔板试验的报导。我们根据固定舌形塔板压降小,板间距低     

喷嘴孔垂直筛板塔的流体力学和传质性能研究

用空气—水系统,研究了喷嘴孔垂直筛板塔(VST)在φ1.2m圆塔上的流体力学性能,考察了各种几何因素和流体力学条件对塔板压降、漏液和气速下限、雾沫夹带和气速上限等参数的影响,并获得了相应的关联式。在φ100mm塔上,用乙醇—水系统测定了喷嘴孔VST的板效率,并与筛板塔进行了比较。     

复合塔组件消泡功能的研究

设计了一种具有消泡功能的复合塔组件,该组件上层为带环形降液管的旋流塔板,下层为带中心降液管的筛板。在直径为600mm的有机玻璃塔内,分别以空气-水和空气-十二烷基苯磺酸钠水溶液为不易起泡和易起泡物系,测定了不同气体和液体流量下复合塔组件的塔板压降、板上泡沫层高度等流体力学参数。实验结果表明,当F因子在1.0～1.8kg0.5/(m0.5.s)时,对于易起泡物系,复合塔组件中筛板上的泡沫层高度比普通筛板平均降低16%～47%,消泡能力较强;而对于不易起泡物系,其消泡能力稍弱,泡沫层高度仅降低约15%～20%。在相同的F因子和液体喷淋密度下,复合塔组件中筛板的压降约为普通筛板压降的90%,复合塔组件中旋流塔板的压降仅为普通筛板的30%左右。     

不同形状垂直筛板流化床性能

用FCC催化剂和空气对垂直筛板流化床的性能进行实验研究。考察了圆型、方型及倒锥型垂直筛板内构件的板孔气速、帽罩孔面积/板孔面积比等筛板结构和流化条件对流化床床层压力降的影响。结果表明,垂直筛板流化床属快速流化床,床内无气泡,颗粒返混小,气-固流化好。板孔气速、筛板结构等对3种垂直筛板床层压力降的影响规律相同。方型垂直筛板的床层压力降最大,圆型与倒锥型垂直筛板的床层压力降相差不大,床层压力降随板孔气速、帽罩底隙高度增加而增大,随固体循环量增加有一最大值,随帽罩孔面积/板孔面积比、板孔径的增大而减小。适宜的帽罩结构尺寸为,板孔面积与帽罩截面积比为0.42,帽罩底隙高与板孔径比0.36~0.64,帽罩孔面积与板孔面积之比大于1.2。最大板孔气速可达6.4 m/s。     

大孔径筛板的研究评述

一般将孔径大于 10ｍｍ的筛板称为大孔筛板[1] ,与小孔径筛板相比 ,大孔筛板有一些显著的特点 ,如可以避免筛孔的堵塞 ,加工也更容易 ,尤其是它便于使用ＰＶＣ、ＰＰ、ＦＲＰ等非金属材料制作 ,这对于处理有较强腐蚀性的体系 ,更具有重要意义。国内外研究者对大孔筛板在泡沫工况下作了许多工作[2～ 5] ,而对喷射操作工况下的研究 ,未见有详细的文献报道。采用大开孔率、大孔径的筛板 ,以实现喷射操作 ,不仅可以提高处理量 ,对某些系统还可以提高传质效率 ,如火电厂烟气脱硫等过程。本文就大孔筛板的流体力学、筛板在喷射工况下的流动模型、…     

多降液管浮阀塔板的流体力学性能试验

在多降液管(简称MD)筛板研究的基础上,将板上气体流道由筛孔改为浮阀,使最大开孔率由原来的5.1％增加到13％,以期增大气体处理量。研究表明,在相同溢流强度下,MD浮阀板的液泛速度约比MD筛板高40～50％,同样气、液量下,前者的单板压降则比后者低45～50％左右。本文还根据实验结果提出了计算MD浮阀板压降的方法。     

M.D.筛板的热模性能研究

本文主要研究堰高、负荷、浓度等因素对M.D.筛板精馏效率的影响,以及与相应结构的单溢流筛板在精馏效率、操作弹性、湿板压降、处理能力、操作稳定性等方面进行的对比。实验结果表明:M.D.筛板的热模性能比单溢流筛板优越,用它来改造旧塔,可以强化生产,节省能耗,改善操作,保证产品质量稳定。     

锥形筛孔塔板孔流系数的研究

在直径500 mm的有机玻璃塔内,以空气为物系,对普通筛孔塔板和锥形筛孔塔板的干板压降进行测定,根据Hughmark-O'Connell关联式计算得到孔流系数。同时采用计算流体力学软件Fluent 6.0对塔内气体穿过筛孔时的压力和速率分布进行数值模拟,模拟结果与实验结果基本吻合,发现孔流系数逐渐增大到一定值后又逐渐减小,其间存在最优值,并对此进行了理论分析和解释。     

新型导向复合塔板的性能研究

结合导向筛板与规整填料的优点,开发出具有导向功能的新型导向复合塔板。在内径60cm的玻璃塔中,采用氧气-水物系进行了实验,考察了导向复合塔板的塔板压降、雾沫夹带、漏液、单板氧解析效率等流体力学性能和传质性能,并与F1型浮阀塔板及导向固定阀塔板的性能进行了比较。由实验数据关联得到了干板压降、湿板压降和雾沫夹带率的经验式。实验结果表明,导向复合塔板的干板压降为50～200Pa,湿板压降为700～1100Pa,液流强度低于5.263m3/(m.h)时雾沫夹带率小于10%,筛孔气速大于7.9m/s时漏液率几乎为零,单板氧解析效率保持在80%以上;导向复合塔板的总体性能优于F1型浮阀塔板和导向固定阀塔板。     

筛板塔板的性能与设计

筛板塔板较小的孔面积结构和气液流动方向相垂直的工作方式,减少了塔板上的雾沫夹带和由此引起的塔板压力降,可通过选择单、双溢流确定塔板上的操作工况来适应不同物料,以获得较高的塔板点效率,减少了塔板上的降液管面积和气体流动对塔板上液体流动的干扰,提高了塔板效率。筛板塔板的计算方法完整,可以计算降液管出口处液体的含气量、降液管的压力降和降液管的平均含气量,判断塔板的操作工况和各种工况下的雾沫夹带量和由此引起的塔板压力降。     

多降液管筛孔塔板的压力降性能研究

在直径1200mm的冷模实验塔内,以空气-水为介质,对多降液管筛孔塔板进行了塔板压力降性能的实验研究。结果表明,多降液管筛孔塔板压力降低于普通筛孔塔板,与气速、液量等操作条件以及塔板上的汽液接触状态相关。对实验数据拟合,得到了可用于工程设计的压力降模型,并用工业数据进行了校核,为分析多降液管筛孔塔板的降液管性能、雾沫夹带和泄漏性能以及塔板的操作上、下限提供了必要基础。     

文氏棒塔板流体力学性能研究

Dual flow trays are usually used in separation processes with serious fouling problem. The structure of the tray, typically the open slot configuration, is important factor to affect the performance. In this paper, one type of venturi-rod deck tray was designed. The hydrodynamic characteristics of this tray were investigated with experiment and compared with conventional sieve tray. Results showed the turndown ratio of this tray was at the range of 2.71~3.77, which was 9% higher than the sieve tray. Besides, the pressure drop of this tray was more than 50% lower than the sieve tray. Based on the experiment data, correlation functions for the pressure drop and froth height were obtained, respectively. Industrial scale up practice of this tray in the flue gas desulfurization (FGD) process was presented and demonstrated the efficiency of this tray.     

矩形垂直筛板的流体力学性能研究

在600mm的有机玻璃冷模塔中,用水-空气体系测定矩形垂直筛板的塔板压降、漏液和雾沫夹带等流体力学性能,确定了合理的塔板结构,使其具有较高的气液通量和较宽的操作范围,空塔动能因子最大可达3.0kg1/2(m1/2.s)-1,液流强度可达21.6m3/(m.h)。并对不同气液流量下塔板的流体力学实验数据进行关联和分析,得出了矩形垂直筛板的干板压降计算关联式以及漏液率随液流强度和空塔动能因子的变化关系,为矩形垂直筛板的设计提供了依据。与新垂直筛板相比,矩形垂直筛板具有更低的塔板压降。     

新型立体传质塔盘技术研究与应用进展

立体传质塔盘是一种气相为连续相、液相为分散相的喷射并流传质塔盘,具有通量大、效率高及压力降小的优点。综述了立体传质塔盘技术的发展历程,系统介绍了新型垂直筛板和C型、T型、CTST及PCST等多种喷射态塔盘的原理及结构特点。重点介绍了中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院针对石化行业塔盘易堵塞问题开发的抗堵型喷射态塔盘技术,针对传统塔盘错流传质导致塔盘板效率低的问题开发的低返混高效喷射态塔盘技术及同时具有抗堵功能的低返混高效喷射态塔盘技术的特点及应用概况,最后展望了立体传质塔盘今后的发展方向。     

齿边浮阀塔板流体力学性能的研究

在直径600mm的有机玻璃塔内,以空气-水为实验物系,对齿边浮阀塔板的流体力学性能进行研究,测定了塔板压降、漏液、雾沫夹带等性能参数,并与F1型浮阀塔板作对比。实验结果表明,齿边浮阀塔板的关闭平衡点的阀孔动能因子比F1型浮阀塔板小22%,而开启平衡点的阀孔动能因子比F1型浮阀塔板大16%;当阀孔动能因子大于关闭平衡点而小于开启平衡点时,齿边浮阀塔板的塔板压降和F1型浮阀塔板基本相同;当阀孔动能因子大于开启平衡点时,齿边浮阀塔板的塔板压降比F1型浮阀塔板小20%～30%;齿边浮阀塔板的漏液量与F1型浮阀塔板基本相同。