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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

新型导向立体传质塔板的流体力学性能

对立体传质塔板的帽罩顶部分离板进行改造,开发出具有导向功能的导向立体传质塔板(CTST-8)。在直径600mm的实验塔上对CTST-8的塔板压降、雾沫夹带、漏液等流体力学性能进行了实验。由实验数据关联得到了干板压降、湿板压降和雾沫夹带的经验式。实验结果表明,CTST-8的干板压降为0.1～0.8kPa;湿板压降为0.4～1.1kPa;气相负荷上限的空塔动能因子最大可达3.4(m/s)(kg/m3)0.5,空塔动能因子低于2.2(m/s)(kg/m3)0.5时雾沫夹带量几乎为零;漏液限的板孔动能因子为4.3～6.2(m/s)(kg/m3)0.5。     

气液并流填料塔板的流体力学性能

气液并流填料塔板是一种新型的高通量复合塔板 ,以空气 /水体系在直径为 2 85mm的有机玻璃塔内对其流体力学性能进行了测试 ,实验证明这种塔板的压降和雾沫夹带比NVST塔板都有所减小 ,而提升量比NVST要大得多 ,是一种很有应用前景的塔板。     

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。     

基于MEA/烟气CO2捕集系统的工艺模拟和吸收塔高度对模拟的影响分析

目的对MEA/烟气CO₂捕集系统进行工艺模拟计算,研究分析理论塔板数和填料高度对模拟计算的影响。 方法采用Aspen HYSYS软件,对吸收塔采用不同填料高度和不同理论塔板数分别在溶液循环量为30 m³/h和40 m³/h时进行模拟计算,对CO₂捕集率、再生能耗等结果进行对比分析。 结果当吸收塔理论塔板数为20或25时,CO₂捕集率模拟值偏低。 当吸收塔理论塔板数为20时,再生能耗为采用252Y规整填料(填料高度10 m)吸收塔的1.61~1.87倍,为采用50 mm鲍尔环填料吸收塔(填料高度15 m)的1.53~1.78倍。当吸收塔理论塔板数为25时,再生能耗为采用252Y规整填料(填料高度10 m)吸收塔的1.31~1.38倍,为采用50 mm鲍尔环填料(填料高度15 m)吸收塔的1.24~1.32倍。 对于30%(w)的MEA/烟气吸收体系,252Y规整填料高度的临界值为10 m,50 mm鲍尔环填料高度的临界值为15 m；模拟再生能耗为4.10~4.31 GJ/t CO₂。 结论当吸收塔理论塔板数为20或25时,再生能耗模拟计算值偏高,Aspen HYSYS软件在能耗模拟方面适应性较差。采用Aspen HYSYS模拟计算时,建议先对吸收塔结构参数定义后再进行系统模拟,可得到相对准确的模拟计算结果。      

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)。     

矩形垂直筛板的流体力学性能研究

在600mm的有机玻璃冷模塔中,用水-空气体系测定矩形垂直筛板的塔板压降、漏液和雾沫夹带等流体力学性能,确定了合理的塔板结构,使其具有较高的气液通量和较宽的操作范围,空塔动能因子最大可达3.0kg1/2(m1/2.s)-1,液流强度可达21.6m3/(m.h)。并对不同气液流量下塔板的流体力学实验数据进行关联和分析,得出了矩形垂直筛板的干板压降计算关联式以及漏液率随液流强度和空塔动能因子的变化关系,为矩形垂直筛板的设计提供了依据。与新垂直筛板相比,矩形垂直筛板具有更低的塔板压降。     

高效导向筛板理论研究及其在异戊二烯萃取精馏中的应用

建立了高效导向筛板上液体流速分布的数学模型,通过对这一模型的求解,设计了适合易自聚物料精馏的高效导向筛板。将此高效导向筛板应用于异戊二烯萃取精馏塔的改造,彻底解决了原塔易堵塔、液泛等问题,将设备的生产能力从3.8m3/h提高到5.5 m3/h;同时提高了产品的质量,将塔顶的异戊二烯质量分数从1.5％降至0.5％-0.6％,二甲基甲酰胺的质量分数从7×10-5降至(4-4.5)×10-5;将塔釜的2-甲基-2-丁烯的质量分数从1.0％降至0.6％-0.7％。并且降低了萃取剂的耗量与能耗。     

乙烯装置急冷油塔内件抗堵塞的改造

中国石油化工股份有限公司广州分公司200kt/a乙烯装置的急冷油塔是经过改造的四段填料塔,在运行两年后发生堵塞。填料塔堵塞的原因主要是塔上部物料中的易聚物发生聚合产生的结垢在槽盘式分布器上累积,造成降液管堵塞,影响塔的汽液分布。针对这一问题,对急冷油塔进行改造,提出了防治与疏导相结合的改造方法。在改造中,采取把部分填料改为大孔穿流筛板、槽盘式分布器改为喷淋式分布器等措施。改造后,急冷油塔运行近一年,操作平稳,取得了较好的效果。