格栅穿流塔塔板压降的研究

在常温下以空气和水作为介质,对格栅穿流塔板的塔板压降进行实验研究,观察格栅穿流塔板在操作时的气液接触状态,考察了不同塔板开孔率塔板的空塔气速、喷淋密度对于干板压降、总板压降、载点气速的影响。结果表明,格栅穿流塔板的气液接触状态可以分成润湿区、鼓泡区,其中鼓泡区为合理操作区域。通过实验数据分析得到格栅穿流塔板干板压降关联式、鼓泡区格栅穿流塔板总板压降关联式和格栅穿流塔板气液负荷比与空塔气速的关联式。     

筛型塔板在喷射及混合状态操作下三相传质性能

以空气-水-油(煤油及白油)为介质在600mm×150mm矩形冷模塔内测试了筛型塔板气液液三相传质性能。研究喷射及混合状态下,气速、液流强度、油水比等操作条件和塔板结构参数(孔径、开孔率)对塔板效率的影响。气膜和液膜控制的2种物系的实验表明,三相传质的板效率在喷射状态下明显高于混合状态。对测试数据进行关联,获得适用于喷射及混合状态下三相传质板效率的估算式。     

旋流塔板的气相传质系数

本文利用非平衡级塔板模型处理水冷却饱和湿空气实验数据,得到了A-25型和B-25型旋流塔板的气相面积传质系数(k_ga),喷射态气相面积传质系数可关联为:A-25型:k_ga=1.07×10~3△p_s~(0.74)w_o~(0.35)B-25型:k_ga=5.46×10~2△p_s~(0.67)w_o~(0.59)研究证实,喷射态关联结果可推算全喷射态k_ga,但不适用于泡花态。气速对喷射态气相传质系数有较大的影响,但液体喷淋量的影响几乎可以忽略,根据本文提出的液滴直径计算方法,可使用气体与单液滴间的传质系数表达式-Frssling方程:Sh=2(1+0.276Re~(1/2)Sc~(1/3))计算旋流塔板喷射态气相传质系数。     

网罩塔板和网板塔板

<正> 网罩塔板和网板塔板均以网板为面,水平安装在降液区以外的全部工作区作为主体。网罩塔板的网板起泡罩或齿缝的作用,其下配下塔盘,起升气管和降液管、授液盘或兼泡罩的作用,具有挡阻夹带和泄漏、降低气液流通阻力,强化气液接触,并具液封自动调节     

塔板压力平衡的应用(Ⅰ)一种推算塔板气相分布的新方法

针对目前缺乏有效的大型塔板气速分布测试方法的现状,利用塔板压降的加和模型和塔板压力平衡,推导出沿塔板液流方向上不同区域的局部气速模型。在6400 mm×800 mm大型双溢流、16分区空气/水冷模试验塔上对所推导出的公式进行验证。结果表明,该模型依据塔板压降和持液分布数据能够对塔板上的气相分布进行很好的表征和量化。     

宝塔罩型塔板性能研究

开发了一种宝塔罩型塔板。该塔板是在塔板上设置数个由板孔、升气筒、塔型罩、进液孔所构成的豆塔罩单元，在单元内气液呈喷射状态接触，实现两相传热传质。流体力学性能和传质性能研究证明：该塔板压降、氧解析效率、漏液等性能与新型垂直筛板相当，但雾沫夹带要比新型垂直筛板低。因而该塔板具有较大的生产处理能力和较宽的稳定操作范围。     

多溢流塔板的设计

多溢流塔板广泛应用予大塔径和特大液体负荷的场合.分别采用等鼓泡面积法和等通道长度法对多溢流塔板进行设计,并对2种方法进行了总结比较.结果表明,2种方法都能够保证多溢流塔板各通道气液比相等,但等通道长度法优于等鼓泡面积法.     

新型双层喷射立体传质塔板在催化裂化装置各塔的应用

介绍了新型双层喷射立体传质塔板是针对高气相和大液相负荷开发,具有双层喷射结构,降低了液滴喷射初速度,不仅降低了塔板压力降,而且有效降低了塔板雾沫夹带量.所以双层喷射立体传质塔板可以大幅度提高塔内气液相流体的流速,提高处理能力.在催化裂化分馏塔中的应用,充分证明了双层喷射立体传质塔板的空塔动能因子可以达到3.2(m·s-1)·(kg·m-3)0.5,降液管溢流强度可以达到130m3·m-1·h-1.     

新型立体传质塔板板上液层的研究

在工业规模的试验塔上对新型立体传质塔板(CTST)的板上液层分布情况进行了研究,并研究了溢流强度、堰高、气速对板上不同区域液层高度和板上平均液层高度的影响规律.结果表明CTST的板上液层高度是不均匀的,其板上清液层高度随溢流强度和堰高的增加而增加,随板孔气速的增大先降低后又有所回升,其中,罩间区域下降的幅度大一些.建立了相应的计算关联式,为该塔板的工程设计提供了依据.     

双效并流立体旋液式塔板压降的实验研究

采用全新工艺流程,设计了一种新型双效气液并流吸收塔,塔内安装有改进型立体旋液式塔板。分别以空气、空气-水作为研究体系进行实验,考察了不同操作参数与塔板结构参数下双效气液并流吸收塔的干塔压降、湿塔压降以及立体旋液式塔板的干板压降、湿板压降,明确了双效气液并流吸收塔的操作参数范围。实验结果表明:立体旋液式塔板单板干板压降及湿板压降分别控制在70 Pa,180 Pa以内。在一效、二效各逆向安装3块塔板,全塔共完全安装6块塔板时,全塔压降最大,但是干塔压降及湿塔压降可分别控制在2 400 Pa,2 800 Pa以内,双效气液并流吸收塔与立体旋液式式塔板的组合在能耗及操作弹性方面优势明显。     

倒锥型催化精馏构件的流体力学性能

为进一步提高催化精馏塔的性能,提出了一种新型倒锥型帽罩结构,针对帽罩结构参数进行实验研究。采用空气-水体系测定倒锥型塔构件不同参数下的塔板压降及液泛气速,并对其流体力学性能进行深入研究。实验结果表明,锥角对压降和液泛气速几乎没有影响。开孔比大于1时对压降无影响,开孔比小于1时压降随其值的增大而减小,液泛气速则略微增大。开孔孔径增大,则压降增大,而液泛气速减小。压降随锥体高度的增大而增大,但液泛气速与其并不呈线性变化。压降随堰高的增大而增大。催化剂装填量增大,压降增大,且液泛气速呈下降趋势。倒锥型催化精馏塔构件对其流体力学有显著影响,并在确定的条件下可选择较大的锥角,采用较小的开孔孔径和罩体高度。     

新型导向桥阀塔板的雾沫夹带和塔板压降

在φ1000mm的圆塔内,采用空气–水系统对新型导向桥阀塔板的流体力学性能进行了测试,考察了液流强度、出口堰高等因素对雾沫夹带和塔板压降的影响,并且与标准的F1型浮阀进行了对比实验。结果表明:新型导向桥阀塔板上气体分散均匀,泡沫层高度稳定,气液接触充分,在相同条件下压降比F1浮阀低10%～30%。具有较好的流体力学性能。     

尿素合成塔高效塔板的Fluent数值模拟

尿素合成塔板的结构型式影响尿素合成CO2转化率,市场上多种"高效"塔板并存,工程上难以正确选择,存在"高效"塔板"CO2转化率并不高"的现象。基于计算流体力学,应用湍流模型模拟并分析了卡萨利Z型塔板和喷射型塔板气液两相流混合及流动特性,并用CO2气含率间接表征气液两相流的混合均匀程度,进而间接反映塔板的效能。在相同生产负荷下模拟不同结构"高效塔板"的CO2气含率分布,和相同结构"高效塔板"在不同生产负荷条件下CO2气含率分布的动态变化规律。模拟结果表明:相同生产负荷条件下,喷射型塔板CO2气含率较高且分布稳定、均匀;不同生产负荷条件下,喷射型塔板具有较好的操作弹性;设计良好的喷射型塔板效率高、操作弹性大、能适应变工况生产条件,具有推广、应用价值。     

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。     

立体传质塔板CTST板上清液层高度的研究

应用改进的连通法对主体传质塔板CTST的板上清液层高度进行了测量,结果表明立体传质塔板的板上清液层高度是不均匀的;其板上清波层高度随溢流强度和堰高的增加而增加,随板孔气速的增大先降低后又有所回升.给出了测量数据及其计算关联式,为该塔板的工程设计提供了一定的依据.     

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.     

新型垂直栅与新型高负荷导向垂直栅塔板性能研究

本文对垂直栅板(VGT)和高负荷导向垂直栅板(HVGT)进行了性能对比实验,结果表明HVGT塔板雾沫夹带量较VGT塔板下降78％;气相操作上限较VGT提高33％。两种塔板的板效率、板压降及漏液点气速相当。     

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。     

多溢流大型塔板的计算传质学

利用计算传质学方法研究了直径12.6 m的四溢流大型塔板上液相流动结构对塔板效率的影响,建立了描述多溢流塔板上液相流动和传质状况的理论化计算模型。应用该模型,研究了传统等鼓泡面积设计方法条件下单块塔板的速度场和浓度场。结果表明,所模拟四溢流塔板的左侧翼塔板出现返流区,而右侧翼塔板流动结构相对均匀未出现返流区。为进一步优化塔板结构,提高传质效率,对左侧翼塔板提出了加设导流板的改进结构。计算结果表明,改进的塔板结构在一定程度上改善了塔板上液相的流动结构,使得塔板效率较传统设计方法提升了4.53%～9.22%（当Q₁/Q₂=［0.5,1.5］时）。     

DJ型塔板在变换气脱碳扩能中的应用

合成氨生产中变换气脱除二氧化碳是加压下的高液气比吸收过程，扩能时往往成为瓶颈。DJ塔板是一种高效率高通量的新型塔板，特别适用于高液负荷和加压分离过程。用于脱碳操作的DJ-2型塔板具有两根矩形降液管，溢流周边比常规塔板长2～5倍，可承受更大的气液负荷。降液管悬挂在气相空间，受液区也开孔鼓泡，液体流动通畅，有抗堵功能。在扩能改造中，采用DJ塔板代换填料塔或一般板式塔，可以解除瓶颈，实现增产30％以上。DJ塔板板间距小，能充分利用塔内空间，提高塔的分离效率，实现节能增效。文中列出了部分脱碳塔改造实例的参数。