塔板与填料复合技术在吸收稳定塔系中的应用

研究了空中复合填料技术对提高塔板通量和效率的影响,讨论了填料层阻挡雾沫夹带和改善气相分布的功能。该技术已成功应用于吸收稳定系统改造。在解吸塔中用DJ-3型复合塔板代替浮阀塔板可获得高通量。对吸收塔和稳定塔,则采用塔板下放置复合填料层的方法降低了原浮阀塔板的雾沫夹带量,在不改变塔体并利用了原浮阀塔板的条件下,实现了扩产28 5%的改造。     

NS倾斜长条立体复合塔板的流体力学特性研究

在1 600 mm×220 mm矩形塔冷模装置上利用空气和水进行冷模试验,研究NS倾斜长条立体复合塔板的干板压降、湿板压降、雾沫夹带、泄漏等流体力学特性,并与F1浮阀塔板进行对比。结果表明,开孔为文丘里式、装有规整填料的NS-3倾斜长条复合塔板的干板压降和湿板压降比F1浮阀塔板低30%～35%,操作弹性比F1浮阀塔板提高近1倍,处理能力比F1浮阀塔板提高近1.7倍。     

新型导向复合塔板的性能研究

结合导向筛板与规整填料的优点,开发出具有导向功能的新型导向复合塔板。在内径60cm的玻璃塔中,采用氧气-水物系进行了实验,考察了导向复合塔板的塔板压降、雾沫夹带、漏液、单板氧解析效率等流体力学性能和传质性能,并与F1型浮阀塔板及导向固定阀塔板的性能进行了比较。由实验数据关联得到了干板压降、湿板压降和雾沫夹带率的经验式。实验结果表明,导向复合塔板的干板压降为50～200Pa,湿板压降为700～1100Pa,液流强度低于5.263m3/(m.h)时雾沫夹带率小于10%,筛孔气速大于7.9m/s时漏液率几乎为零,单板氧解析效率保持在80%以上;导向复合塔板的总体性能优于F1型浮阀塔板和导向固定阀塔板。     

一种增大气相通量DJ塔板的流体力学性能及工业应用

基于塔板与填料空中复合理论,设计出了一种将规整填料与带折边的固定阀(DJ-5型)塔板结合的新型塔板(DJ-5Plus塔板),在内径为600 mm的有机玻璃塔内,以空气-水为物系,对该新型塔板的流体力学性能进行了研究,着重考察了DJ-5 Plus塔板雾沫夹带特点,研究了干板压降、湿板压降、漏液等流体力学性能,并与DJ-5塔板进行了对比。实验结果表明,与DJ-5塔板相比,DJ-5 Plus塔板的雾沫夹带率低50%以上,而干板压降高3%～29%,湿板压降高2%～15%;且DJ-5 Plus塔板的漏液率低15%～20%。DJ-5 Plus塔板在流体力学性能方面表现优良,尤其适用于气相负荷较大的工况。DJ-5 Plus塔板已经成功应用于工业实践中的扩能增效改造,达到扩能提产增效的效果。     

梯形立体喷射塔板在环氧乙烷精制塔中的应用

分析了梯形立体喷射(CTST)塔板的结构与性能,通过CTST塔板对环氧乙烷(EO)精制塔改造的实例,采用计算机模拟,对CTST塔板的全塔效率及水力学性能进行了核算。结果表明,CTST塔板与F1浮阀塔板相比,全塔效率高1 5%,生产能力高80%以上。改造后的环氧乙烷精制塔部分空塔动能因子超过3 0kg1/2/(s·m1/2)。     

浮阀-筛孔复合塔板在扩能改造中的应用

通过改造实例,说明复合塔板的设计方法和操作性能。结果表明,复合塔板可以增加开孔率,降低塔板压力降。对于降液管液泛控制的塔板,采用复合塔板可以有效消除瓶颈,提高气相负荷上限,是提高塔板处理能力的有效方法。将浮阀塔板改为复合塔板后,开孔率由7.45%增至8.89%;浮阀功能因子由15.47降至11.35;塔板压力降由856.8 Pa降至561.4 Pa;降液管液层高度由270.6 mm降至211.2 mm,小于292.5 mm的安全高度。复合塔板与浮阀塔板分离效率接近,操作弹性计算值略低,但实际操作区域较大。另外,用复合塔板技术改造浮阀塔板,具有投资低、实施便捷、工期短等特点。     

阀片侧开新型浮阀塔板水力学试验研究

针对板式塔传统上下开启式浮阀应用中的不足,设计了阀片侧开的新型T1阀和T2阀,搭建了实验室水-空气系统水力学试验装置,以新型T1塔板、 T2塔板以及F1塔板、 3D塔板代表的传统塔板为试验塔板,进行干板压降、总板压降、漏液点气速、液泛点气速、气速上限以及气速下限的测定,结合阀片结构和塔内流体流动阻力特点,采用对比方法综合分析了试验数据。结果表明,与F1塔板相比,新型塔板总板压降降低4%～28%;与3D塔板相比,新型塔板总板压降低8%～25%。研究了T1塔板和T2塔板的漏液点气速和液泛点气速,讨论了T1塔板和T2塔板的操作弹性。     

规整填料和新型塔板设计参数选取的质疑及分析

笔者指出了目前规整填料和新型塔板设计计算中若干尚未完全解决的、有争议或值得进一步完善的设计参数。如:规整填料的每米理论板数、最小液体喷淋密度、最小气体空塔动能因子、新型塔板开孔率等,并提出了具体的设计方案供与同行切磋。     

浮阀-筛孔复合塔板的操作性能和设计方法

在前人研究的基础上,结合清华大学的冷模实验数据,对浮阀-筛板复合板的流体力学性能进行理论分析。采用压力平衡原则确定气相通过浮阀和筛孔的分配比例,然后对复合塔板作为一个整体进行系统的理论分析。结果表明,与浮阀塔板相比,复合塔板通过增加开孔率(开孔率高达20%),降低了塔板压力降。对于降液管液泛控制的情况,复合塔板可以有效地消除瓶颈,提高气相负荷上限,进而提高全塔的处理能力。在上述理论分析的基础上,对复合塔板提出一种简便易行、完整而有效的设计方法。     

非均匀开孔率复合塔板性能研究

在内径300mm的有机玻璃塔内,以空气-水为物系,研究了非均匀开孔率穿流塔板与100mm厚的250Y规整填料组成的复合塔板的流体力学性能;在内径300mm的不锈钢塔内,以乙醇-水为物系,常压全回流情况下,研究了非均匀开孔率复合塔板的传质性能。研究结果表明,非均匀开孔率复合塔板与均匀开孔率复合塔板相比,具有效率略高、板压降随气液量增大平缓、操作弹性增大20%～60%、气体处理量增大20%～80%、液体处理量增大70%左右的突出优点。非均匀开孔率复合塔板是一种高效高弹性高通量塔板。     

复合塔组件消泡功能的研究

设计了一种具有消泡功能的复合塔组件,该组件上层为带环形降液管的旋流塔板,下层为带中心降液管的筛板。在直径为600mm的有机玻璃塔内,分别以空气-水和空气-十二烷基苯磺酸钠水溶液为不易起泡和易起泡物系,测定了不同气体和液体流量下复合塔组件的塔板压降、板上泡沫层高度等流体力学参数。实验结果表明,当F因子在1.0～1.8kg0.5/(m0.5.s)时,对于易起泡物系,复合塔组件中筛板上的泡沫层高度比普通筛板平均降低16%～47%,消泡能力较强;而对于不易起泡物系,其消泡能力稍弱,泡沫层高度仅降低约15%～20%。在相同的F因子和液体喷淋密度下,复合塔组件中筛板的压降约为普通筛板压降的90%,复合塔组件中旋流塔板的压降仅为普通筛板的30%左右。     

齿边浮阀塔板流体力学性能的研究

在直径600mm的有机玻璃塔内,以空气-水为实验物系,对齿边浮阀塔板的流体力学性能进行研究,测定了塔板压降、漏液、雾沫夹带等性能参数,并与F1型浮阀塔板作对比。实验结果表明,齿边浮阀塔板的关闭平衡点的阀孔动能因子比F1型浮阀塔板小22%,而开启平衡点的阀孔动能因子比F1型浮阀塔板大16%;当阀孔动能因子大于关闭平衡点而小于开启平衡点时,齿边浮阀塔板的塔板压降和F1型浮阀塔板基本相同;当阀孔动能因子大于开启平衡点时,齿边浮阀塔板的塔板压降比F1型浮阀塔板小20%～30%;齿边浮阀塔板的漏液量与F1型浮阀塔板基本相同。     

带折边固定阀结构对塔板效率的影响

在直径为600mm的不锈钢塔内,以正庚烷-环己烷为物系,在常压全回流条件下,研究了阀高、阀宽对带折边固定阀塔板塔板效率的影响,并与筛孔塔板和F1型浮阀塔板的塔板效率进行了对比。实验结果表明,带折边固定阀塔板的塔板效率比筛孔塔板高10%以上;在中高负荷的情况下,带折边固定阀塔板的塔板效率与F1型浮阀塔板相当;在中高负荷的情况下,阀高为9.5mm的带折边固定阀塔板的塔板效率高于阀高为6.5mm的带折边固定阀塔板,阀宽为20mm的带折边固定阀塔板的塔板效率高于阀宽为15mm的带折边固定阀塔板。     

丁二烯装置溶剂精制塔的设计

根据丁二烯装置溶剂精制塔的特点,提出了溶剂精制塔的计算模型,采用PRO/Ⅱ软件对溶剂精制塔进行了计算,计算结果与设计值基本吻合。溶剂精制塔宜采用浮阀板式塔,并设计了塔的结构。实际操作中,塔板上不能保持适宜的液面高度,针对这一问题,采取密封塔板边缘和装配间隙的措施,并将F1型浮阀改为A1型浮阀,取得了很好的效果。运行结果表明,溶剂精制塔的设计是成功的,对低处理量的小直径板式塔的设计具有一定的参考价值。     

新型固定阀悬挂降液管塔板的开发及工业应用

新型固定阀悬挂降液管塔板是一种新型大通量高效DJ塔板。该塔板具有结构简单、处理能力大、传质效率 高、抗堵性能好的特点。应用于工业生产,替代原浮阀塔板,可以实现30％以上的扩能要求,并解决由于物料中含有 固定颗粒而发生塔板堵塞的问题。新型固定阀悬挂降液塔板是一种性价比优异的新型塔板,工业应用效果好。     

导流浮阀塔板的开发及其应用

介绍了洛阳石油化工工程公司设备研究所开发的导流浮阀塔板的结构特点、冷模试验结果及工业应用情况。与传统的F1浮阀塔板相比 ,在液流强度为 6 0m3 / (m·h)时 ,导流浮阀塔板压降在阀全开前低 80～ 10 0Pa ,在阀全开后低 30 0～ 4 0 0Pa ;泄漏小约 10 % ;板效率高约 10 % ;且雾沫夹带少、操作弹性大、导流作用显著。与具有导流作用的导向浮阀塔板相比 ,良好的流体力学性能和传质性能更为突出。工业应用结果表明 ,采用新的导流浮阀塔板对塔器装置进行技术改造后 ,改善了产品分割质量 ,提高了轻质油拔出率。     

BJ塔板的开发和应用

BJ塔板为中国石化工程建设公司和天津大学共同开发的新型塔板。BJ塔板与传统的F1型浮阀塔板的性能对比表明,BJ塔板压降低、漏液量和雾沫夹带量小、操作弹性大,其性能明显好于F1型浮阀塔板。工业应用试验结果表明,在焦化分馏塔中应用BJ塔板,可有效解决焦粉夹带问题;在原油常压分馏塔中应用BJ塔板,可改善产品分馏效果,提高常压拔出率。