新型立体传质塔板及其流体力学性能

新型立体传质塔板（CTST）结构新颖, 充分利用塔板空间进行传质,具有通量大、效率高、压降低、抗堵性能强、消泡性能好等优点.在工业规模的实验塔上对立体传质塔板的塔板压降、帽罩底隙处罩内外压强、帽罩内部气相速度分布规律、雾沫夹带量、气体对液体的提升能力、塔板空间持液量等几个方面的流体力学性能进行了研究.结果表明,立体传质塔板克服了穿过塔板液层的阻力,板压降较低;塔板上帽罩底部的进液口处,罩内压强低于罩外,利于吸液;罩内气相速度分布比较合理;气液两相负荷均可较大幅度提高,而且雾沫夹带量非常低;气体对液体的提升性能以及塔板空间的持液性能都比较理想.     

立体传质塔板罩内的气相速度分布

罩内气速分布是反映立体传质塔板帽罩结构合理与否的重要参数。文中在600 mm的冷模实验塔内采用热膜测速仪对立体传质塔板(CTST)帽罩内气体速度分布进行了实验研究,发现气体在CTST帽罩内的流动形态大致可以分为3个阶段,即回旋区、发展区、喷射区。各区域内的气速分布特点显著不同,分别起到不同的作用。不同板孔气速条件下,各区域速度分布的变化趋势基本一致。罩内气速分布与压力分布的对比情况较好地反映了罩内动能与势能之间的能量转换规律。     

New VST塔板空间液体的停留时间

研究了新型垂直筛板塔(New VST)单罩操作时塔板空间液体的停留时间问题.根据气、液两相在塔板空间的流动状态和产生液滴的大小以及液滴在塔板空间的受力状况,对分布在塔板空间的液滴的停留时间进行研究,得出了不同尺寸液滴在塔板空间停留时间分布的数学模型.利用模型可以对塔板空间不同粒径液滴的停留时间或者空间全部液体的停留时间进行估算,为研究塔板空间的气、液传质机理奠定了基础.     

新型立体传质塔板罩内压力分布和气液提升机理的研究

研究了新型立体传质塔板(CTST)的罩内压力分布情况,并研究了基于干板和湿板操作时帽罩内部不同高度处截面的平均压力变化规律,以及同一测压面上不同测压点的压力分布变化。研究了板上清液层高度、板孔动能因子对湿板操作时罩内压力分布的影响规律,建立了相应的关联式。从罩内压力分布角度研究了气相对塔板上液体的提升机理,分析了罩内压力分布对塔板压降等流体力学性能的影响。     

小孔径帽罩垂直筛板的实验研究

本文对引进装置中垂直筛板帽罩单元的液体提升量,塔板压降,以及传质性能进行了实验研究和数据关联,所得结果可作为工业应用和设计参考。     

立体传质塔板板上液相速度场的实验研究

在1 000 mm的冷模实验塔内采用热膜测速仪对立体传质塔板(CTST)的板上液相速度分布进行了实验研究。得到了CTST板上液相在平面上的速度分布特征;在液层高度方向,液相速度分布在塔板进口、出口和帽罩的底隙附近,分别具有不同的特点。考察了堰高、液体流量、板孔气速对板上液相流场的影响。测量结果表明,罩内气体的提升作用对板上液相流场影响较大,底隙附近的液体速度与进入塔板的液体速度之比随堰高和板孔气速的增大而增大,随着液体流量的增大,该比值减小到一定程度后略有回升。     

高负荷导向垂直栅板结构特性研究

本文以H型帽罩单元以及HVGT塔板为基础,探讨和分析了各种塔板及帽罩结构参数对塔板特性如压降、提升量、一次提升传质效率等的影响,得出了一些可供实际设计参考的关联式,总结出了塔板结构参数和实际操作参数的适宜范围。     

液体并流塔板技术进展

液体并流塔板,即相邻2层塔板上液体流动方向相同,能有效提高塔板效率。文中介绍了国内外并流塔板的板效率模型的发展状况,对国内外开发的各种并流塔板结构及性能进行了分析,并考察了立体传质塔板的性能及工业应用情况。为了开发适合大塔径的高效塔板,基于液体并流板型能提高板效率的机理,结合性能优良的立体传质塔板,采用特殊的降液结构,提出了一种新型液体并流复合塔板的结构型式。新型塔板具有气、液体处理量大、传质效率高、操作弹性大的特点,而且有效避免了普通逆流板型的液体滞留区的产生。     

立体传质塔板CTST研究和应用现状

综述了立体传质塔板CTST在石油炼制、污水处理、化工生产和天然气化工工艺的过程改造现状和CTST塔板的理论研究现状。工业应用表明,CTST塔板确实具有抗堵、消泡、提效、增产、节能和降耗等方面的优势。凭借实验手段和CFD模拟,理论经验研究主要集中板上气、液相流动及两相流动和喷射罩内流动,但有关于流动和传质结合的研究尚少。未来CTST塔板将主要朝着增加气液两相界面面积和增快界面更新速率,改善液体流动和浓度分布,增加气液传质推动力方向进一步提高其传质性能。     

立体连续传质塔板及其在精馏中的应用

在新型垂直筛板(New-VST)基础上进行帽罩结构的改进,开发了一种新的喷射型立体连续传质塔板--梯矩形立体连续传质塔板(LLCT),介绍了该塔板结构、操作工况、技术特性及其在聚氯乙烯、甲醇等行业精馏塔技术改造应用的实例.简要介绍了在梯矩形立体连续传质塔板基础上进一步发展起来的国家发明专利技术--超高通量、超高操作弹性的喷射型立体连续传质塔板.     

双溢流立体传质塔板上液相流场CFD研究

采用计算流体力学方法对直径为2 600 mm的工业规模双溢流立体传质塔板板上气液二相流动进行了模拟研究。计算了不同工况下收缩流和扩张流2种流型的液相流场分布,得到了双溢流塔板收缩流和扩张流2种流型的板上气液二相流场分布规律。通过将清液层高度的CFD结果和经验公式的计算结果进行对比,验证了所建模型的正确性。模拟计算结果表明:边降液管收缩流板面液相流动较均匀,近似于均匀的收缩流,不存在回流区;中降液管扩张流板面液相流动不均匀,靠近塔板中心流速较快,塔板弓形区存在着回流现象;板孔处的帽罩区液层较其他地方小,液相体积分数较其他地方低,扩张流受气相的影响较收缩流大。     

立体传质塔板板上液相流场的三维数值模拟

针对立体传质塔板(CTST)操作时的特点,对1 000 mm的CTST板上液相流场进行了三维计算流体力学(CFD)数值模拟.计算得出了板上液相流场的三维分布特征;实验测量和模拟结果对比,结果吻合较好,说明文中模型有较好的准确度,可以用于CTST板上液相流场的预测.对相同条件下筛板和CTST板上的液相流场分别进行模拟,...     

Hydrodynamic Characteristics in the Counter‐Flow Total Spray Tray

The capacity of a column is limited by the distribution of gas and liquid, especially in case of large‐diameter cross‐flow trays. In order to solve the bottleneck, a new counter‐flow tray named total spray tray (TST) was put forward. Taking air/water as medium, the hydrodynamic behavior, including the pressure drop, weeping, entrainment, and clear liquid height, was investigated, in comparison with the CTST, which had a higher capacity. Based on experimental data, the correlations of the TST pressure drop were established by regression analysis method. The experimental results show that the TST has a lower wet pressure drop and less weeping. More interestingly, its clear liquid height can be self‐adjusting with the variation of the gas kinetic energy factor, which is beneficial to improving the capacity.     

井下节流及其对携液能力的影响研究

井下节流工艺将地面油嘴转移到井筒中,在实现井筒节流降压的同时,充分利用地温对节流后的天然气气流加热,从而达到降低地面管线压力、防止水合物生成、取消地面加热装置、减少注醇量等目的。为准确预测井下节流后气井井筒温度、压力分布,建立了气井井下节流井筒压力和温度动态预测模型。结合油田实例,预测气井节流后温度、压力沿井筒的分布,计算节流后温度、压力条件下井筒内气体流速和临界流速,为气井的生产提供了重要依据。井下节流后,气体由于压力降低而膨胀,气体的内能转变成动能,促使气流速度增大,临界流量减小,从而很大程度上提高了气流的携液能力,延长了气井的自喷生产期,大大的增加了气井的累计产量。对于即将积液或者积液不久的井来说,井下节流工艺可以改善井况,延长生产时间,也可作为一种排水采气工艺。     

CTST-F1复合塔板的实验研究

结合CTST和F1浮阀各自的优点,在CTST塔板的基础上组合得到了新型的CTST-F1复合塔板.以空气-水为物系,在直径为570 mm的有机玻璃冷模实验塔内,对CTST-F1复合塔板的清液层高度、板压降、雾沫夹带、漏液量等流体力学性能进行了实验测定,并与CTST塔板和F1浮阀塔板的性能进行了比较.由实验数据关联得到了复...