复合塔板的流体力学特性(Ⅱ) 操作变量和液体物性对塔板流体力学特性的影响

在前文工作的基础上进一步研究了同时具备大孔径和高开孔率条件的复合塔板 ,研究了操作变量和流体的物理性质对该复合塔板流体力学性能的影响 .结果表明 :液体的密度增加 ,塔板压降增加 ,漏液量增加 ;黏度增加 ,塔板压降降低 ;表面张力减小 ,漏液点速度上升 ,雾沫夹带增大 ,液泛速度下降.     

立体连续传质复合塔板流体力学特性

通过分析板式塔与填料塔各自的优缺点,在梯矩形主体连续传质塔板的基础上,提出一种由喷射型塔板、规整丝网填料及其附件构成的复合塔板.实验考察了操作条件与几何结构等因素对该复合塔板流体力学性能的影响.结果表明：与其他板式塔板相比,该塔板在相同的操作条件下具有压降更低、通量更大、操作弹性更高、雾沫夹带更小等优点.     

穿流板结构参数对复合塔板的性能影响

对不同开孔率、不同孔径的穿流筛板与250Y规整填料组成的各种复合塔板的性能进行研究。结果表明:开孔率越大,复合塔板的处理量越大;压降越小,操作弹性越小;存在流体力学性能较佳的孔径8mm,孔径小于等于8mm时,孔径越小,压降越大,操作弹性越小;孔径大于8mm时,孔径越大,压降越大,操作弹性越小。孔径对效率影响不大。     

大液相负荷下斜孔塔板的流体力学性能

针对大液相负荷气液传质操作 ,通过冷模实验 ,重新确定了普通斜孔塔板的液体力学性能 ,并给出了新的关联式。同时基于普通正排斜孔塔板在大液量操作条件下压降大 ,泄漏和雾沫夹带严重等缺点 ,沿用梯形导向浮阀的思想 ,提出了变正排为斜排的改进方案 ,并在相同条件下对两者的液体力学性能进行初步比较。证明了斜排斜孔塔板是一种适合大液体处理量且操作弹性较宽的塔板     

CTST-MD复合型塔板降液管流体力学性能的实验研究

结合立体传质塔板(CTST)和悬挂式降液管各自的优势,在CTST塔板的基础上组合悬挂式降液管。以此为实验塔板,在直径为570 mm的有机玻璃塔中以空气-水为实验物料进行冷漠实验,对此种塔板的板压降、降液管的液层高度、液流孔孔流系数等流体力学性能进行了实验研究,并与鼓泡型塔板进行了对比。结果表明,复合型立体传质塔板的板压降低于弓形降液管的CTST和悬挂式降液管的筛板(MD筛板)。在高液相负荷下,复合立体传质塔板降液管液层高度远低于MD筛板,具有更大的液体处理能力。悬挂式降液管液流孔的孔流系数主要与开孔的水力半径有关,受开孔率影响较小。得到了复合立体传质塔板降液管几种孔型的孔流系数值。     

单斜孔塔板流体力学性能研究

在有机玻璃冷模实验装置上，用空气－水体系测试了单斜孔塔板的流体力学性能，得到了不同情况下的塔板压降、临界孔速、板上清液层高度等重要参数，关联出压降的计算公式，并进行了分析和讨论。发现斜孔塔板的阻力系数是随着孔动能因子变化的，在正常的操作条件下，阻力系数的平均值约为1．94。     

提高复合塔板操作弹性和通量研究

在内径为 5 0 0mm和 30 0mm的塔内 ,以空气 水为物系 ,测定了不同结构 (浮阀 筛孔穿流板、非均匀开孔率穿流板、双孔径穿流板 )的穿流板与 2 5 0Y规整填料组成的各种复合塔板的流体力学性能。试验结果表明 :浮阀 筛孔复合塔板操作弹性小、气液处理量小 ;非均匀板复合塔板与均匀板复合塔板相比 ,操作弹性大2 0 %— 6 0 % ,气处理量大 2 0 %— 80 % ,液处理量大 70 %左右 ;双孔径复合塔板比单孔径复合塔板处理量略微增大 ,操作弹性高达 3.5以上。     

导向孔与筛孔和导向浮阀复合塔板的实验研究

设计了导向孔-导向浮阀复合塔板和筛孔-导向浮阀复合塔板,在板间距为600 mm,液流强度为20 m~3/(m·h),1 500 mm×450 mm的矩形塔内,以空气-水系统测试了3种塔板的干板压降,湿板压降,雾沫夹带率,漏液率,清液层高度,泡沫层高度水力学性能。由实验数据分别拟合了3种塔板干板压降,湿板压降,雾沫夹带率,漏液率的关联公式。实验表明:筛孔-导向浮阀复合塔板在压降和漏液率方面优于导向浮阀塔板;导向孔-导向浮阀复合塔板在水力学方面都优于导向浮阀塔板,是一种操作弹性大,具有更好水力学性能的优良塔板;选择合适的塔内件复合也是改善塔板性能的关键。     

穿流塔板上二相直接接触冷凝的特性

穿流塔板上二相呈连续接触型式,其有效的传热空间大于溢流式塔板。比较了孔径、孔中心距和开孔率等固阀结构参数对穿流塔板传热效率的影响,考察了蒸汽和水的进口流量等操作参数对塔内沿轴向温度分布特性的影响。将塔板流动参数与传热单元数进行关联,建立了穿流式固阀塔板上热质同时传递效率的数学模型。将蒸汽-水二相直接接触冷凝的实验值与计算值比较,显示了模型具有较好的拟合程度。从实验结果可得,较小孔中心距、较大孔径和较小开孔率有助于强化热质耦合传递效率。随着入口蒸汽流量的增加和入口水流量的减小,蒸汽-水二相间的主要传热空间将沿塔高向上发展。     

新型导向筛板-浮片式浮阀复合塔板的研究

设计了一种新型导向筛板-浮片式浮阀复合塔板。在直径为1. 2 m的圆形有机玻璃塔中进行冷模实验,测定了实验塔板在不同条件下的性能参数。实验表明,当液流强度一定、阀孔动能因子升高时,塔板压降、雾沫夹带量和传质效率增大,而漏液量会减小;当阀孔动能因子一定、液流强度升高时,塔板压降、雾沫夹带量和漏液量均会增大,但传质效率会减小。此外,对F1浮阀塔板和ADV浮阀塔板在相同实验条件下进行冷模实验,结果表明,新型导向筛板-浮片式浮阀复合塔板的流体力学性能更好。     

双孔径塔板特性尺寸的探讨

穿流筛板塔是板式塔中结构最简单,同时又是造价最低的一种。由于塔板的有效面积大,故有利于高气、液负荷下操作。但这类塔板的操作弹性小,常常会由于气相负荷的波动而使正常的鼓泡操作受到破坏。若能将原有的单孔径塔板改为双孔径塔板,不仅可以扩大操作气速范围,而且能提高塔板的     

网孔塔板的流体力学

木文以空气-水系统在1200×400mm矩形装置内对网孔塔板的流体力学进行了试验研究。试验所采用的塔板参数和操作条件为:塔板开口宽度为3、3.5、4、4.5及4.7mm;塔板开孔率为9.9、12.3、13.2、14.9及15.4％; 挡沫板宽度为150、200、250、300mm;板间距为400、500、600、700及800mm;液流强度为20、30、45、60m~3/m·h;气体空塔速度为0.60—2.8m/s。测定了各有关参数对塔板压降、雾沫夹带和泄漏的影响,并对试验数据进行了关联,得出了计算塔板压降、雾沫夹带、泄漏、上限气速、下限气速及操作弹性等的关系式,以便用于网孔塔板的设计。     

复合塔板气液运动的实验研究

采用多路电导测试系统,在直径500mm的冷模塔内,以空气-水为试验物系,研究了开孔率20%和25%复合塔板上的气液运动规律.实验揭示了气液穿孔运动的三种状态通液、通气和阻塞,并对复合塔板的气液运动机理进行了阐述.实验考察了空塔动能因子F、喷淋密度LV和开孔率φ对通液率、通气率和阻塞率的影响,分析了筛孔真实气速与复合塔液泛点关系.结果表明F因子增大,通气率也增大,而通液率和阻塞率减小;喷淋密度增加, 通气率下降,通液率上升;开孔率较大,则通气率较小,通液率和阻塞率较大;在实验范围内(开孔率20%及25%、喷淋密度5～40m3·(m2·h)-1的情况),复合塔液泛点的筛孔真实气速在11m·s-1左右,为其它物系确定操作上限提供了依据.     

大孔筛板流体力学性能研究

本文测定及研究了大孔筋板(孔径为 5、10、15、20及25mm)流体力学参数,提出计算塔板压降、漏液点气速、零沫夹带量及泡沫层高度的一套设计关联式,其精确度可满足工程设计的需要.文中还对大孔筋板的操作性能及弹性范围进行了分析讨论.对于塔板结构参数设计得当的大孔筛板,操作弹性比达到2—4左右,足可适应一般工业装置的负荷波动要求.     

复合塔板传质性能研究

在内径为 76mm的玻璃塔内 ,以乙醇 -水为试验物系 ,研究了复合塔板的传质性能。研究表明传质主要在塔板上的泡沫区及填料段的液膜区内进行 ,而淋降区的贡献甚小 ,并研究了影响复合塔板传质性能的诸因素 :塔板开孔率、孔径、填料类型及填料高度等 ,结果对复合塔板的设计具有一定的指导作用。     

新型网罩塔板冷模小试验

上海东风农药厂对化工生产中的重要设备“塔器”设想了吸取斜孔、板网、导向(林德)、MD等新型塔板和泡罩筛板、浮阀等老塔板的优点,简化结构,取长补短,使降液区兼起泡罩作用;利用液封随气量自动调节板网开孔率,省去活动部件;利用板网斜孔的推动力,降低落差和液层高度等设想了一种复合的新型网罩塔板。在上海化工学院协作下,用该校φ250     

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。     

新结构95型塔板的流体力学性能

引　言传统的板式塔塔板开孔率有限 ,当处理量较大时 ,压降较高 ,板效率降低 .因此开发新型大通量高效率塔板具有重要的现实意义 .本研究通过改进降液管结构和板面设计 ,提高塔板的有效传质区面积 ,开发了一种新型大通量塔板——— 95型塔板 ,因该板的有效传质区面积约占全部塔板面积的95%而得名 .本文以水和空气体系对 95型塔板进行了流体力学和流动性能试验 ,同时与传统筛板进行了比较 ,对试验测定的数据进行了关联 .1　试验装置及筛板结构参数试验塔为一直径Φ1 0 0 0ｍｍ的不锈钢塔 .塔内设置两块塔板 ,上板为测试板 ,下板为气体分布板 …     

部分回流下十字旋阀塔板效率的研究

以环己烷-正庚烷物系,在直径为0.75 m、内置4块塔板、40 m2板式再沸器和30 m2板式冷凝器的精馏塔中考察了开孔率、阀孔动能因子、回流比等因素对十字旋阀塔板默弗里板效率的影响。其中开孔率变量是8.22%、11.0%和13.56%;阀孔动能因子变化范围是(5~13)(m/s)(kg/m3)0.5;回流比变量是∞、15、10、8。在开孔率为11.0%,回流比为15的条件下,与F1型浮阀的板效率做了对比。将实验值与AICh E效率模型、变型的Chen-Chuang效率模型的计算值也进行了对比。结果表明,在相同操作条件下,开孔率越大,塔板效率越低,且波动也越大;在相同开孔率条件下,塔板效率随回流减小而变小;基于Liang等的变型Chen-Chuang模型更加适合十字旋阀塔板的板效率预测,其误差较小,为工业设计提供了参考。     

新型固定阀塔板的流体力学和传质性能研究

提供了一种阀盖两侧具有向下弯曲折边的新型固定阀。在内径为500mm的有机玻璃塔内,以空气水为物系,研究了其流体力学性能;在内径为300mm的不锈钢塔内,以乙醇水为物系,常压全回流情况下,研究了其传质性能。研究结果表明:新型固定阀塔板的板压降略高于筛孔塔板,比F1 浮阀塔板小得多,雾沫夹带量小,雾沫夹带液泛点阀(筛)孔动能因子均比筛孔塔板、F1 浮阀塔板大,漏液量较小,漏液点阀(筛)孔动能因子比筛孔塔板低,比F1 浮阀塔板高,传质效率与F1 浮阀塔板相当。