规整填料塔的计算与分析

介绍了用于规整填料塔计算与分析的通用化压降关联图及ＰＲＯ／Ⅱ在３．３２以上版本中增加的规整填料的水力计算功能，并与以往的规整填料塔设计和计算方法进行了分析对比。     

填料塔的理论研究

介绍了填料塔理论研究的状况 ,并作了扼要的对比分析 ,其中对填料塔流体力学和传质性能研究的几个最新理论作了详细的介绍。     

振动规整填料萃取塔的性能测定

采用磷酸三丁酯-煤油-醋酸-水物系测试了振动规整填料萃取塔的传质性能。考察了规整填料的安装方式、连续相和分散相流速对分散相存留分数和传质效率的影响。实验结果表明,在不分段、分段Ⅰ(盘间距50mm)和分段Ⅱ(盘间距100mm)这3种规整填料安装方式中,综合考虑分散相存留分数和传质效率,分段Ⅰ比较具有优势;当两相流速都较小时,振动规整填料萃取塔的分散相存留分数比振动筛板萃取塔平均高30%左右;在相同的操作条件下,振动规整填料萃取塔的表观传质单元高度比振动筛板萃取塔平均低18%左右。     

规整填料塔在国内的应用

填料塔技术近20年来取得了长足进步,新型规螯填料的出现,促使填料塔向大型化发展,我国在这方面的开发也有不少突破,目前在工业装置技术的改造中得到了广泛应用。     

错流填料塔流体力学性能和传质性能的实验研究

研究了设置折流挡板对Ф10mm×10mm不锈钢丝网拉西环填料塔流体力学性能和传质性能的影响，重点考察了不同的板间距（以折流挡板间距H与塔径D之比表征）对压力降、传质单元高度和液相总体积吸收系数Kxa的影响并与普通填料塔相比校。实验证明，压力降随着气液两相流量的增加而增加，在错流填料塔内这种增加的趋势随着H／D的减小而加剧，并且当H／D等于0．6、气量大于3．3m^3/h（气速大于0．117m／s）时，填料塔因压力降过大而液泛。传质单元高度在H／D等于0．8～1．2时，随着气速的增加而减小，随着H／D的增加而增加；当H／D等于0．6时，随着气速的增加而增加。Kxa均随着液相流量的增加而增加，气相流量对普通填料塔的Kxa几乎没有影响，但是对于错流填料塔（H／D等于1．2～0．8），气相流量增加可使Kxa增加；当H／D在0．8左右时，气液两相传质效果最好；当H／D等于0．6时，随着气相流量增加，气液两相传质效果反而有所减弱。使用STATISTICA将实验数据进行回归，得出了相应的Kxa经验关联式。     

塔填料几何形状对填料塔内液体流动与传质性能的影响

概述了塔填料几何形状对填料塔内液体流动与传质性能的影响，在此基础上介绍了一种新型塔填料，即拉延板网填料。该填料的特点是同时兼有乱堆与规整填料的性能。     

填料萃取塔塔高的设计计算

从填料萃取塔设计的信息流图出发,介绍了影响填料萃取塔传质性能诸参数 的计算方法,论述了按基本原理进行填料萃取塔塔高计算的方法,并给出了计算实例。     

VKB型填料抽提塔的流体力学和传质性能的研究

在内径为０．１ｍ的玻璃塔中装填了自行开发的具有垂直通道的新型规整填料（ＶＫＢ型），用中等大小界面张力３０％磷酸三丁酯（用煤油稀释）－醋酸－水系统地研究了该填料抽提塔的液滴平均直径，存留分数，液泛速度等流体力学性能和理论板当量高度等传质性能。研究，相当大的液通量和较高的传质效率，与Ｐａｌｌｒｉｎｇ等填料塔相比，萃取功较大，综合性能较优，可望在石油化工装置对处理量大，理论级数要求不多的萃取过程中得到推     

填料层压降数学模型

根据质量和动量守恒原理 ,考虑下降液膜和气相的相互作用、系统内气液两相流动、物性特征以及填料结构参数对压降的影响 ,提出了填料塔内规整填料的压降模型。经验证 ,该模型与本课题板网填料的实测压降数据吻合较好。由于该模型包括的影响因素比较全面 ,可供预测其它规整填料压降时参考。     

捆扎催化填料的流体力学性能研究

主要对捆扎催化精馏填料进行了流体力学性能研究。以空气-水为介质,在Φ450×1500的有机玻璃塔中进行实验。分别获得了填料层压降、持液量与气相动能因子之间的关系曲线,并回归出塔压降以及泛点气速的关联式。为工程设计提供了基础数据。     

喷射式并流填料塔板流体力学及传质性能的研究

以空气水为物系,在0 27m×0 12m的方形有机玻璃塔内对3种开孔率相同、开孔形式不同的喷射式并流填料塔板流体力学以及传质性能进行了实验测试与比较。结果表明,开两个孔的塔板显示出最好的流体力学和传质性能。采用加和模型对湿板压降数据进行处理,得到的关联式准确度较高,计算结果与实验数据吻合较好。     

多孔介质陶瓷填料的流体力学与传质性能

对新型多孔介质陶瓷填料Ⅰ型、Ⅱ型的流体力学性能和传质性能进行了测试 ,并对 2种填料性能的实验结果进行了对比分析 ,结果表明多孔介质陶瓷填料Ⅱ型的操作压降比多孔介质陶瓷填料Ⅰ型至少降低 5 0 % ,其综合性能更为优良。     

圆筒型填料的性能研究

针对一种开有两层相互交错窗孔并带有齿形结构弧片的新型圆筒型填料,在内径为600mm的有机玻璃塔内,采用空气-水物系,研究了它的流体力学性能;在内径为600mm的不锈钢塔内,采用环己烷-正庚烷物系,在常压、全回流的情况下,研究了它的传质性能;在内径为300mm的有机玻璃塔内,研究了分别以圆筒型填料、固定阀塔板和复合塔板为塔内件时脱除工业废水中丙烯腈的效果。实验结果表明,圆筒型填料的齿状结构改善了气液两相在填料层中的微流动和液体分布;与鲍尔环填料相比,当F因子为1.0～3.0kg0.5/(m0.5.s)时,圆筒型填料的干床压降降低了23%～40%;当喷淋密度为20m3/(m2.h)、F因子为1.0kg0.5/(m0.5.s)时,湿床压降降低了约40%;圆筒型填料的液泛点提高;当F因子为1.0～2.5kg0.5/(m0.5.s)时,等板高度比鲍尔环填料降低了11%～20%;当采用圆筒型填料作为塔内件时,丙烯腈脱除率比固定阀塔板高约8%,比复合塔板稳定。     

塔板技术的发展现状与研究展望

综述了塔板技术的发展现状。介绍了近年来出现的新型塔板的原理和结构特点以及这些塔板和原有的塔板相比的主要优势。最后，展望了今后塔板技术的研究方向。     

耐蚀瓷质波纹填料流体力学与传质性能的研究

耐蚀瓷质波纹填料具有很强的抗高温硫化氢和环烷酸腐蚀的性能,在腐蚀严重的高温传质环境中应用,可以替代不锈钢填料,延长检修周期。实验研究了耐蚀瓷质波纹填料的流体力学和传质性能,回归了经验关联式,可供工程设计参考。在试验范围内实测的25℃时的传质单元高度等于90 -410mm,最大气速操作范围可达F=3.5m/s,与一般常用填料相比,瓷质波纹填料具有较好的流体力学和传质性能,良好的再分配性能,较低的液相传质单元高度。同时指出了瓷质板波纹填料结构尺寸的优化方向。     

HS—1型规整填料在液态烃抽提塔中的应用

HS－1型规整填料具有压降小、处理能力大、相夹带量小、传质效率高的特点。在液态烃抽提塔中使用该填料后,该抽提塔在设计处理量的40％－120％均可保证操作性能及产品质量的稳定,并可降低碱液的用量、减少碱渣的产生,取得了较好的工业应用效果。     

基于动态模拟的精馏塔安全阀泄放工况分析

采用Aspen Hysys流程模拟软件,对精馏塔系统中火灾、冷凝器冷媒切断和停电3种安全阀泄放工况进行动态模拟计算,分析了安全阀泄放量和开启情况、塔釜液位及塔内组成随时间的变化等,为制定应急处理预案和设置控制连锁提供更为充分的设计依据。实验结果表明,火灾工况的安全阀起跳时间和泄放量受暴露在火灾中的润湿面积影响很大,应及时采取泄压措施避免安全阀起跳,同时在塔釜附近增加喷淋装置以降低塔釜温度,有效抑制塔压降急剧升高的情况;冷凝器冷媒切断工况泄放时间最短,瞬时泄放量最大,应及时切断塔釜再沸器热源,并设置超压连锁控制,将产品气泄放至燃料气管网或火炬可有效避免安全阀起跳;停电工况塔釜温度上升速度最快,塔釜轻组分下降速度更快,泄放时间最短,应及时切断塔釜再沸器热源,并在塔顶回流罐引入高液位报警装置,从而及时切断冷媒,并设置超压连锁控制。