圆形固定阀塔板的性能研究及其工业应用

在内径600mm的有机玻璃塔内,以空气-水为物系,研究了圆形固定阀塔板和条形固定阀塔板的流体力学性能;在内径600mm的不锈钢塔内,以正庚烷-环己烷为物系,研究了两种塔板的传质性能。实验结果表明,圆形固定阀塔板的板压降比条形固定阀塔板高约40%,与F1浮阀塔板相当;相对于条形固定阀塔板,圆形固定阀塔板上积液点气速更低,液泛点气速更高,操作弹性更大;圆形固定阀塔板气液接触更合理,传质效率更高;圆形固定阀塔板开孔率更高,可达到25%,鼓泡更均匀。圆形固定阀塔板具有高效、大通量、高弹性、抗堵等特点,适宜在石油化工领域中应用。     

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。     

固旋阀塔板的流体力学性能研究及其旋转流场CFD模拟

提出了一种新型固定旋转阀塔板,在内径600 mm的有机玻璃塔内,以空气-水为物系,对固旋阀塔板的流体力学性能进行研究。测定了塔板压降、漏液率和雾沫夹带量等流体力学性能参数,并与旋转浮阀塔板和F1浮阀塔板进行对比。实验结果表明,当气体负荷较大时,固旋阀塔板的干板压降大于F1型浮阀塔板,具有更高的传质效率;固旋阀塔板的湿板压降小于旋转浮阀塔板和F1浮阀塔板;固旋阀塔板的雾沫夹带比F1型浮阀塔板小30%~40%,比旋转浮阀塔板小10%~20%,具有更高的气相负荷操作上限。通过Fluent6.3软件的模拟计算分析,固旋阀塔板的流场更稳定,液层分布更均匀,操作性能更优。     

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。     

3D圆阀塔板性能研究

介绍了3D圆阀塔板的结构特点和实验研究情况。以空气和水为工质进行了冷模实验,研究了3D圆阀塔板的塔板压降、雾沫夹带量和泄漏量等流体力学性能。利用氧解吸法测定其塔板效率,并在相同条件下与F1浮阀塔板进行了对比实验。结果表明,在相同条件下,3D圆阀塔板比传统F1浮阀塔板的塔板效率提高5%~15%,塔板压降约低100 Pa,泄漏量和雾沫夹带量与F1浮阀塔板基本相当,是一种综合性能优良的新型浮阀塔板。     

滑动阀片笼罩式喷射浮阀塔板的性能

报道一种新型浮阀——滑动阀片笼罩式喷射浮阀。应用空气-水系统,在600mm×250mm矩形塔内,对阀片厚度3mm的滑动阀片笼罩式喷射浮阀塔板的流体力学进行了试验研究,给出了冷模试验结果、与通常使用的F1浮阀塔板性能的对比和塔板流体力学性能的计算关联式。试验结果表明滑动阀片笼罩式喷射浮阀塔板的各项流体力学性能均优于F1型浮阀塔板。操作弹性大,是特别适合低气速下的一种塔板。     

双层固阀塔板的开发及工业应用

双层固阀塔板结合了筛孔塔板与浮阀塔板的优点,为中国石油大学开发的新型塔板。采用空气-水体系,在1 200mm不锈钢塔内,对双层固阀塔板进行了流体力学性能测试。结果表明,与F1型浮阀塔板相比,具有塔板压降低、漏液率低、雾沫夹带低及提高生产能力的显著特点。工业应用表明,该种塔板综合性能优异,可用于石油化工等行业的老塔改造与新塔设计。     

高弹性浮阀塔板的性能

对高弹性浮阀塔板进行了冷模试验，给出了冷模试验结果，以及和Ｆ１俘阀塔板性能对比的数据，还给出了塔板流体力学性能的计算关联式。试验结果表明：高弹性浮阀塔板的突出优点是其漏液气速下限明显低于Ｆ１浮阀塔板，在操作弹性１０：１至１２：１的范围内，塔板压降和板效率变化均很平缓，特别适用于处理且变化大的生产场合。     

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。     

齿边窄条浮阀性能研究

在 10 0 0mm× 35 0mm的矩形试验塔中 ,采用水 空气冷模试验系统对齿边窄条浮阀和F1圆形浮阀进行了对比试验 ,测定了多种气液负荷下 2种浮阀塔板的压降、雾沫夹带量及漏液量等流体力学性能。利用氧解吸法计算传质效率 ,测定了塔板传质效率。试验塔中降液管面积占 7.97% ,溢流堰高 5 0mm ,齿边窄条浮阀升启高度为 9mm ,开孔率为 11.89%。实验中主要参数的变化范围 :液流强度 0～ 30m3/ (m·h) ,气速 0～ 3m/s。吸收塔为直径 2 0 0mm的鲍尔环填料塔。试验结果表明 ,齿边窄条浮阀塔板比F1圆形浮阀塔板的效率高 ,压降低 ,具有较高的处理能力和分离效率     

大孔径筛板的性能研究

在1200×300毫米的矩形冷模塔内,对大孔径筛板不同孔径、板厚、开孔率和气液负荷等进行了干板压降、湿板压降、雾沫夹带、漏液以及氧解吸单板效率的测定,与浮阀塔板进行了对比,并由测定结果得出了大孔径筛板流体力学的关联式。     

文氏棒喷淋塔的流体力学性能

通过冷模实验研究了文氏棒层喷淋塔的流体力学特性,测量了不同空隙率文氏棒层的干板压降、湿板压降、泡沫层高度等数据,以及文氏棒层上的流动区域演化规律,考察了气、液操作参数和文氏棒结构尺寸对压降的影响,并进一步分析拟合得到了文氏棒塔干板压降、湿板压降、泡沫层高度和拦液点与溅液点气速的计算关联式。结果表明,文氏棒塔的湿板压降特性曲线包含润湿区、泡沫区和溅沫区3个区域;比穿流栅板塔及筛板塔的阻力更低、操作弹性范围更宽;拟合的文氏棒塔流体力学特性关联式计算值与实验吻合较好,优于文献中相关的关联式,可为棒层空隙率30%以下的文氏棒塔设计参考。     

GXD型复式导流浮阀塔板的研究

在 1 000 mm×400 mm有机玻璃方塔试验装置上考察GXD型复式导流浮阀塔板的流体力学性能,并在相同开孔率下与DL型导流浮阀塔板、F1型浮阀塔板的流体力学性能进行对比。结果表明：GXD型复式导流浮阀塔板具有良好的流体力学性能,相同气速下与F1型浮阀塔板相比,其压降降低约25%,处理能力提高约35%以上;与DL型浮阀塔板相比其效率提高约15%。虽然GXD型浮阀塔板泄漏强度的操作下限与其它浮阀塔板相比偏高,但该塔板不仅能降低分馏塔的压降,还可以提高操作效率和轻质油拔出率。     

旋转浮阀塔板的流体力学性能研究

在内径600 mm的有机玻璃塔内,以空气-水为物系,对旋转浮阀塔板的流体力学性能进行研究。测定了塔板压降、漏液量和雾沫夹带等流体力学性能参数,并与F1型浮阀塔板进行对比。实验结果表明,旋转浮阀塔板的关闭平衡点的阀孔动能因子(F0)比F1型浮阀塔板约高3.70%,开启平衡点的F0比F1型浮阀塔板高3.54%;当F0大于关闭平衡点而小于开启平衡点时,旋转浮阀塔板的压降和F1型浮阀塔板压降基本相同;当F0大于开启平衡点时,旋转浮阀塔板的压降比F1型浮阀塔板高3.79%～9.73%;旋转浮阀塔板的漏液分率比F1型浮阀塔板约低21.19%;旋转浮阀塔板的雾沫夹带率比F1型浮阀塔板低50%以上;旋转浮阀塔板的操作弹性大于F1型浮阀塔板。     

导向浮阀塔板和F1型浮阀塔板的比较

应用空气－水系统，在１６００×４００ｍｍ的矩形塔内，对导向浮阀塔板和Ｆ１型浮阀塔板的流体力学进行了试验研究，测定了塔板压降、雾沫夹带和泄漏。应用空气－水－ＣＯ２系统，测定了导向浮阀塔板和Ｆ１型浮阀塔板的效率。试验结果和工业应用表明，导向浮阀塔板的流体力学和传质性能均优于Ｆ１型浮阀塔板     

KDS型抗堵塞塔板的开发与应用

在1 000 mm×400 mm矩形有机玻璃塔试验装置上对KDS型抗堵塞塔板的流体力学性能进行了考察,并在开孔率为18.94%的条件下将其与DL型浮阀塔板、GXD型浮阀塔板的流体力学性能做了对比。结果表明,KDS型塔板在相同气速下压力降比浮阀塔板低3%～8%;高气速下,其雾沫夹带比浮阀塔板低5%～10%,其效率也维持在较高的水平。其在催化裂化主分馏塔的应用表明,主分馏塔处理能力提高约17.4%;分馏塔塔顶压力降由原来的34 kPa降为改造后的30 kPa;产品质量控制良好,粗汽油95%馏出点与轻柴油5%馏出点脱空7℃;分馏塔操作平稳,其抗堵塞性能为装置的长周期运转提供了可靠的保证。     

JF复合浮阀塔板的开发和应用

介绍ＪＦ复会浮阀塔板的结构特点、冷模试验结果、性能参数计算关联式以及工业实用的实例。对比试验和工业实验表明，这种新型浮阀塔板较目前广泛应用的Ｆ＿１型浮阀塔板具有雾沫夹带少、处理能力大、操作范围广及塔板效率高等特点。是一种具有广泛应用前景的新型高效精馏塔板。     

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。     

低返混喷射态塔盘在伴生气脱硫工艺中的应用

西北油田高含硫伴生气在采用甲基二乙醇胺（MDEA）溶液脱硫净化过程中存在频繁的拦液冲塔及净化气中H_2S浓度超标等问题。分析结果表明,其主要原因是伴生气体系中重烃含量高导致胺液易发泡及塔板效率低。提出并设计了一种基于喷射态原理的新型逆流低返混喷射态塔盘结构（SDST）。水力学试验结果表明,相比F1浮阀塔盘,SDST压降可降低10%,通量可提高30%,操作弹性基本不变。SDST塔盘在伴生气脱硫过程的工业应用结果表明,SDST塔盘具有良好的抑制发泡性能,可有效解决伴生气脱硫过程的拦液冲塔问题,同时,塔板效率提高10%以上,有效解决了伴生气脱硫过程中因塔板效率低导致的净化气中H_2S浓度超标问题。