大孔筛板传质性能研究(二)——板上流动工况对点效率的影响及数学模型

前已对大孔筛板传质的液膜控制点效率进行了测定,本文将讨论板上流动工况、操作参数及塔板结构参数对液膜控制的传质单元数的影响及其数学模型。 一、板上流动工况对点效率的影响 在筛板塔的操作过程中,当气速由小增大时,一般经历下列四种工况:鼓泡工况、蜂窝状鼓泡、泡沫工况及喷射工况。通     

旋流塔板的板效率模型

引　言板式塔的操作通常可分为气体为分散相的鼓泡、泡沫工况和液体为分散相的喷射工况 .喷射态操作的塔板 ,虽然其效率一般较低 ,但具有通量大、压降低等重要优点 ,符合现代大工业发展趋势的要求 ,正受到越来越多的重视[1～ 3] .有关鼓泡、泡沫工况下的流体力学和传质过程的研     

筛板上气液流动工况转换规律的研究泡沫工况向喷射工况的转变

作者在0.4m×1.2m矩形塔中,对筛板上从流动泡沫工况向喷射工况转变进行了研究。考察气、液负荷,孔径,开孔率以及堰高等因素对工况转变的影响。根据实验结果及理论分析提出了一个适用于低Fr数的判别转相的模型。     

筛板喷射工况下的雾沫夹带

以空气／水为物系，对筛板上泡沫和喷射两种工况下的雾沫夹带进行了实验测量，依据喷射工况下雾沫夹带量随气液流量变化的规律，提出了喷射强度的概念及其定量表示，发现喷射工况存在一般喷射和强烈喷射两个状态，并对一般喷射状态下的雾沫夹带进行了新法关联。     

筛板上泡沫向喷射工况转变点的新法测定及转变机理

在Φ３００ｍｍ冷模筛板塔上，进行了空气／水物系的泡沫－喷射工况转变实验，提出了一种新的测定工况转变点的方法。对转变点及此时板上的液层高度进行了实验关联，提出预测转变点对角线图。对筛孔上发生的工况转变过程作了新的探讨，得到筛板上工况转变的一般型关联式     

气体搅动的筛板萃取塔性能实验研究

在筛板萃取塔中引入气体搅动,既能明显提高装置的传质效率,又能大幅提高装置处理能力。筛板塔的通量随气速的变化规律与填料塔有显著区别,其性能研究有重要意义。利用煤油(苯甲酸)-水-空气体系,考察了气体搅动和筛孔直径对萃取塔流体力学和传质性能的影响。结果表明,随着表观气速的增加,气含率、分散相含率、液泛速率和传质效率均明显增加。但过高的气速也会导致分散相的过于分散和乳化,传质性能下降,直至液泛。不同直径的筛孔相比,较小的筛孔使分散相停留时间延长,分散相含率和传质效率提高,但液泛速率和处理能力降低。     

大孔筛板塔的研究(初步报导)

筛板塔是工业上应用较早的一种气液传质设备,它与泡罩塔差不多是同时出现的。与泡罩塔比较,筛板塔的生产强度大(空塔气速上限高,板间距小,板效率高),阻力小,结构简单,造价低。 在筛板塔中,依靠气体通过筛孔时所具有的动能托住塔板上的液层,使液体不从筛孔漏下而水平地流过整个塔板,从而保证气液的良好接触。当气体通过筛孔的速度不够大时,大量液体从筛孔漏下,造成气液接触不良,使传质效果恶化。所以,筛板塔的操作范围较窄,     

塔板上操作工况的过渡和雾沫夹带转变点

塔板上两相操作工况与雾沫夹带量的变化相关。在某气速下连续改变液流速率,雾沫夹带量呈马鞍形的变化,最低点所对应的清液深度,Zc约30—40mm,定义为“雾沫夹带转变点”。 当清液深度低于转变点,两相处于喷射或喷射主导工况;反之,两相处于泡沫或泡沫主导工况,雾沫夹带转变点即两种工况的过渡点。工况过渡不是突变而是渐变。文中对影响雾沫夹带变化的因素及工况过渡的特点进行了讨论。 作者提出,流行的雾沫夹带计算式——Hunt公式一般只适用于泡沫工况而不适用于喷射工况的操作过程。     

筛型塔板上两相密度分布及工况转变条件

应用γ射线吸收技术测定了导向筛板和普通筛板上气液两相密度分布;对工况的转变条件作了实验研究;以雾沫夹带率的极值点为工况转变的判据,认为两个极点之间的操作属于混合型的过渡工况;提出了清液深度h_1,平均泡沫密度(?)以及第一工况转变点的数学关联式.     

喷射工况下筛板流体力学特性研究

利用总板压降在喷射和鼓泡工况下具有不同的变化规律。测定了筛板上流动工况的转相点。分析了气速、液体负荷、孔径、开孔率以及堰高等因素对相转换的影响。测定了喷射工况下筛板流体力学特性,得出塔板压降、持液量、雾沫夹带量等参数的关联式。     

网填筛板流体力学性能研究

在直径为600mm有机玻璃塔内,以水-空气系统对放置网孔填料层的筛板(称网填筛板)和普通筛板进行了流体力学性能对比实验。研究发现,在普通筛板上加一层厚度为15mm的网孔填料,可以使雾沫夹带明显减少,负荷上限提高50％～80％。同时,塔板压降和漏液有所增加。     

精馏塔板上双液层三维模型的流体力学计算

在充分研究塔板上气液两相之间相互作用的基础上,运用双流体层三维模型,根据气体存在的形态将在泡沫工况下的液层在液体的厚度方向上分为喷射层和鼓泡层,将其特征与计算流体力学（CFD）结合起来,得到和实验观察比较一致的结果.     

高效导向筛板在 PVA装置回收一塔的应用

分析了某公司PVA生产装置回收一塔处理能力不足的原因。介绍了高效导向筛板的工作原理和特点,并把高效导向筛板与浮阀塔板进行了比较。用高效导向筛板改造回收一塔,PVA装置产量可增至30kt／a,并降低原材料、蒸汽消耗。     

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.     

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。     

高效导向筛板的研究开发及其工业应用

介绍了高效导向筛板的研究开发思路,阐述了其结构与特点,并详细介绍了高效导向筛板在石油、化工领域的推广应用情况。高效导向筛板具有生产能力大、分离效率高、塔压降低、 抗堵性强、造价低廉、拆装方便等特点,具有适应于现代化工大通量、高效率、低能耗生产要求的优越性与广阔的市场推广前景,在实际应用过程中取得了巨大的经济效益、社会效益及环境效益。     

新垂直筛板塔的板效率——传质池与混合池双池模型

本文对新垂直筛板塔的板效率,提出了传质池与混合池双池模型,推导出气相Murphree板效率数学模型。用实验测定的液体提升量、点效率及板效率数据检验了双池数学模型,计算值与实测值平均偏差4.63％,最大偏差12％。并用数学模型的计算结果绘制了λ、β、N及E_(OG)等因素对板效率影响的关系图。     

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。     

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。     

筛孔塔板气液两相流动的速度场模拟

<正>由于气体的搅动,筛孔塔板上的流动是极其复杂的气液两相流。目前两相流理论尚不成熟,未见运用此理论对塔板流速场的研究报道,Zhang和Yu的研究虽考虑了气相对液相流动的影响,但由于利用单相流理论,计算结果与实际情况有较大偏差。本文利用Elghobashi等建立的两相流双流体模型,建立了塔板上气液两相流二维流速场计算模型。在此基础上,通过调整模型参数,考虑了液层高度对塔板上返流区二维流型的影响,建立了模型参数值与液层高度的关系,实现了考虑液层高度影响的二维流动——拟三维流动的模拟。计算结果与Porter的实验结果基本相符。