四溢流塔板的优化设计

四溢流塔板在工业上有很大需求。为了保证四溢流塔板各通道气液比相等,塔板设计的关键是降液管的布置。本文对等通道长度法和等鼓泡面积法进行了总结比较。比较结果表明两种设计方法都可以保证各通道气液比相等,但是等通道长度法设计结果可获得更好的塔板操作性能。     

气液及气液固三相浆态鼓泡塔的气相轴向返混系数

气液及气液固三相浆态鼓泡塔的气相轴向返混系数宋同贵，赵玉龙，苏晓丽，张碧江（中国科学院山西煤炭化学研究所，煤转化国家重点实验室，太原０３０００１）关键词：气液鼓泡塔，浆态鼓泡塔，气相轴向返混１前言在鼓泡塔反应器的设计、放大及数学模拟中，气相轴向返混系...     

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.     

含垂直列管束内构件鼓泡塔的CFD模拟

针对含有密集垂直列管束内构件的气液鼓泡塔,在两相Euler二维轴对称k-ε模型中,分别考虑气相和液相受到的列管阻力。通过引入相应的动量源、湍动源以及耗散源建立带列管内构件的鼓泡塔二维CFD模型。模型能清晰、准确地描述带列管束鼓泡塔中气液流动的特征:"烟囱效应"以及分布器影响区延长。计算得到的气含率以及液速的二维分布在宽泛的表观气速(0.12～0.62 m·s^-1)范围内与实验值相符。     

鼓泡塔内气液两相湍流实验研究

介绍了研究鼓泡塔气液两相流的实验装置、实验方法。液相用激光多普勒测速技术(LDV)测量,气相用粒子示踪测速技术(PIV)测量。实验表明,轴向液相速度的径向分布呈塔中心峰值、壁面附近倒流形式,且与气相表观速度大小有关,当液相表观速度一定时,随气相表观速度增大而愈加陡峭,返混也剧烈。当表观液速与表观气速之比小于19．6时,返混区总是存在,且返混区大小与高度有关：当表观液遣与表观气速之比大于19．6时,返混消失,含气率分布由塔中心峰值转向壁面峰值。径向液相速度既与气相表现速度有关又与位置高度有关,在塔底部呈现负值,这意味着向塔轴心方向流动。随着塔高增加。流动方向逐渐转变为向塔壁方向,且又有明显的峰值。     

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。     

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。     

填料特性对鼓泡填料萃取塔性能影响

填料的结构与表面性能对鼓泡填料萃取塔性能有直接影响。利用空气 煤油 (苯甲酸 ) 水体系 ,测定了未装填料和分别装填板波填料、丝网填料、压延孔环填料的鼓泡萃取塔水力学性能和传质性能。实验表明 ,对未装填料和装有填料的萃取塔 ,气相搅拌都可以显著提高液液两相的接触与传质性能 ;液泛速度随表观气速的增大而下降 ;流道设计合理的规整填料传质性能明显高于散装填料 ;表面光滑的填料分散相滞存率低 ,因而液泛速度较高 ;填料的作用有利于降低轴向返混 ,明显提高萃取塔传质性能。     

喷淋散射塔鼓泡区域的气液两相流动特性

为了探究喷淋散射脱硫塔鼓泡区域的气液两相流动特性,搭建了鼓泡塔实验台,在不同表观气速和气体分布器浸没深度的条件下进行了实验。实验结果表明:气体分布器表面形成的气泡直径约12 mm;气泡溢出液面时有小气泡形成,并随着返混的液相运动,且液相的返混剧烈程度与表观气速和气体分布器浸没深度正相关;液相在散射管管壁和鼓泡池壁面间形成大尺度循环;随着表观气速增大,气泡直径和气泡运动速度均增大,使得气含率增大,气液两相湍动加剧;随着气体分布器浸没深度增大,鼓泡床床层气含率降低,表观气速对气含率的影响效果减弱。实验结果对喷淋散射脱硫塔的设计和运行有一定参考价值。     

管壳式鼓泡降膜塔新技术的应用

管壳式鼓泡降膜塔是降膜塔和鼓泡塔的发展。该塔具有良好的操作性能:气液负荷大,操作弹性大,两相流状态稳定,鼓泡层返混较小,兼具鼓泡塔和降膜塔的特点。现已成功地应用于生产中,本文介绍该装置的结构形式,鼓泡降膜段传质、传热系数和经济效益的核算,可供设参考。     

气液两相鼓泡塔流区及其过渡的混沌分析

应用确定性混饨分析技术,以气液两相鼓泡塔内的压力波动时间序列为分析对象,系统研究了鼓泡塔系统的混饨特性．结果表明,鼓泡塔内气液两相流动系统为混饨动力学系统,混饨特征参数最大Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数、Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ熵和关联维数Ｄ２等可以有效地表征鼓泡塔的流区及其过渡．混沌分析为定量判别鼓泡塔的流区及其过渡提供了新途径．操作条件对鼓泡塔内气液两相流动的混沌特性影响显著,表现为混沌特征参数值随表观气速增加而增加,随表观液速增加而减小,但是,混沌特性随空间位置的变化不显著．     

浅析标准鼓泡塔的气体滞留量

气体滞留量是设计鼓泡塔的关键参数,并决定塔的结构尺寸和操作性能,本文从如下几个方面对其进行了论述:气液混合相的流动状态;气体滞留量的定义与表达式;平均气体滞留量的关联式;平均气体滞留量在鼓泡塔设计中的作用。     

散射管气体鼓泡塔流场分布特性及优化

鼓泡塔因其较好的气-液传质性能具有高污染物脱除效率,被广泛应用于生物化工和烟气处理等领域。鼓泡塔散射管气体分布器的几何尺寸和结构是影响相间传质效率的关键因素,优化塔内流场对于提高鼓泡塔内气-液两相间的传质效率至关重要。采用Fluent软件对有内构件散射管横向进气口式的鼓泡塔进行模拟研究,基于双流体方法和群体平衡模型(PBM)模型对鼓泡塔三维建模,采用一阶迎风差分格式离散,使用Phase Coupled Simple算法进行压力速度耦合。研究了散射管所在圆环直径d分别为0. 375D、0. 5D、0. 625D、0. 75D时(D为鼓泡塔直径),散射管进气口的布置对整体和局部气含率、液速和气泡尺寸等的影响。研究结果表明,随着散射管分布环直径的增大,整体气含率先增大后减少,平均气泡直径先减小后增大;当散射管所在圆环直径d=0. 5D时,鼓泡塔整体气含率和液相循环速度最大,平均气泡直径最小,鼓泡塔流场综合性能最好。     

新型塡料

根据气-液两相的相际接触情况,傳质操作設备(塔器)可以分成两大类: (1)两相微分接触的設备;(2)两相层級接触的設备。第一类設备亦称膜式塔,液相作为分散相,沿塔器内填充物表面或塔内特殊結构向下流动,形成薄液膜,与上升的气相(連續相)相接触,例如填充塔。第二类設备亦称鼓泡塔,气相作为分散相,以鼓泡方式,逐层极通过液层(連續相)上升,例如泡罩塔。填充塔和泡罩塔乃是分别为两类塔器中具有代表性和广泛应用的塔器;但是,应該指出,目前两类中各有許多新型塔器,都在試驗和应用,傳质效率以及机械条件,都不亚于甚至超过填充塔和泡罩塔。两类塔器各有其共同性的优缺点。膜式塔中,以填充塔来讲,其优点是結构簡单,施工檢修方便,制造成本低廉,易用耐窝蝕材料制成,但其主要缺点是傅质效率不及鼓泡塔好。鼓泡塔中,以泡罩塔来讲,其优点     

气液两相流摆动特性实验的数值模拟

为了给鼓泡塔反应器设计提供依据,运用计算流体力学(CFD)软件模拟了鼓泡塔气液两相流动态行为。采用双欧拉法对鼓泡塔矩形反应器内不同曝气量下气液两相流的摆动特性进行了模拟考察,液相采用标准κ-ε紊流模型,气相采用分散相零方程模型,分析了网格尺寸、时间步长以及相间作用力对模拟结果的影响,模拟的曝气量为42.5~237 m L/s。结果表明,当相间作用力仅考虑阻力时,气液两相流呈现周期性摆动规律;随着气流量的增加,气泡羽流的摆动幅度和频率增大,同时液体的气含率也在增加;模拟的气液两相流摆动频率数据与实验值吻合较好,两者的相对误差为7.2%~12.9%。     

筛孔塔板上气相错流对液相流场影响的实验测量

利用热膜流速仪、测量了矩形塔内光板上液体单相流动以及筛孔板上气液两相流动时的液体流速分布，实验主要考察气液两相错流时，气体鼓泡作用对鼓泡区下游液体流速分布的影响，实验结果表明，单相流动时，受壁面效应的影响，靠近塔壁的液体的速度最低，气液两相错流时，受气体阻力作用的影响，靠近壁面液体的速度反而大于远离壁面处液体的速度，气相流量越大对液相流场的影响作用越强。     

四溢流板式塔的管口方位研究

多溢流板式塔的管口方位设计是管道设计中的一个难点。根据四溢流板式塔的结构特点,通过分析内部塔盘结构对管口方位的影响,提出了管口方位的设计要点和配管技巧。并结合工程实例,在满足工艺、管道布置、检修操作及安全疏散等要求的基础上,对四溢流板式塔的管口方位进行设计探讨。     

气液鼓泡塔的CFD-PBM耦合模拟：离散法与QMOM方法的对比

采用CFD-PBM耦合方法，对高表观气速下的气?液鼓泡塔进行模拟，得到气含率、轴向液速及气泡尺寸。系统性对比求解群平衡方程(PBE)的不同方法：离散法(20 bins)和QMOM(包括四阶QMOM和六阶QMOM)。模拟结果与文献中的实验数据的对比结果表明，离散法和QMOM均能合理预测气含率、轴向液速、平均气泡大小和气泡尺寸分布。但QMOM比离散法节约2~3倍的计算成本。对于QMOM，使用四个矩能准确描述气相的演化。使用四阶QMOM和六阶QMOM得到的结果非常相似。利用QMOM的低阶矩可以快速有效地重构出单峰气泡尺寸分布。     

管壳式鼓泡降膜塔的流体力学研究

本文提出了管壳式鼓泡阵膜塔的结构构思与操作工况.该塔的列管具有两种流体分布器,上端口的液体分配器与降膜塔相似,下端口的气体分布器与鼓泡塔相似,以实现列管内上半段降膜、下半段鼓泡的鼓泡降膜联合操作.文中阐述了在φ16—36mm单管和多管(塔径φ200mm)中水-空气系统的流体力学实验结果.实验表明,该塔具有良好的操作性能:气液负荷大,操作弹性大,两相流状态稳定,鼓泡层返混较小,兼具鼓泡塔和降膜塔的特点.实验并为这种新型反应器提供了必要的设计数据.     

多级鼓泡塔内液体速度分布的实验研究

液体循环流动是多级鼓泡塔重要流体力学特征之一,文中在内径为282 mm,高2000 mm的鼓泡塔内,采用不同类型的筛板将普通鼓泡塔分割成双级气液鼓泡塔.采用Pavlov管测液速的方法考察了不同筛板、不同表观气速下该鼓泡塔中上下二侧的液体速度分布.根据实验结果得出了液体速度在塔中心处最大,且与表观气速有关,随着表观气速的...