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复合塔板气液运动的实验研究

高校化学工程学报 2003年第4期17卷 365-371页

作者：聂勇计建炳徐之超谭天恩浙江工业大学化工学院浙江大学环境与资源学院浙江杭州310027 浙江大学环境与资源学院

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... 详细信息

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.

关键词：多路电导测试系统复合塔板气液运动液泛点

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新型复合塔板的流体流动与传质性能

新型复合塔板的流体流动与传质性能

作者：刘远清常州大学

学位级别：硕士

新型复合塔板是在板式塔盘和填料基础上发展而来的,在结构和性能上具有较大改善。在吸收精馏过程中,尤其是超高气液比工业废气的吸收处理过程中,新型复合塔板的应用效果越发突出。本文着眼于低压降、高持液、气液均匀分布且停留时间可... 详细信息

新型复合塔板是在板式塔盘和填料基础上发展而来的,在结构和性能上具有较大改善。在吸收精馏过程中,尤其是超高气液比工业废气的吸收处理过程中,新型复合塔板的应用效果越发突出。本文着眼于低压降、高持液、气液均匀分布且停留时间可控等要求,为实现塔设备的多级平衡吸收等分离过程,设计开发了填料-穿流筛板的复合塔板并进行了模型分析与实验研究。其中,探讨了填料的优化处理作用;结合复合塔板的持液量与停留时间模型进行了过程分析;考察了操作条件对复合塔板结构性能的影响;最后以最佳复合塔板对酸性有机废气进行了吸收处理,并得到了较好结果。围绕填料的优化处理,本研究对波纹丝网填料、陶瓷拉西环填料及玻璃弹簧填料均进行了酸处理、碱处理及液相氧化处理等表面优化,结果表明,三种表面处理均具有正面作用,且高处理温度和长处理时间有利于表面改善,优选条件为处理温度90℃,处理时间4 h,处理液浓度4%。考虑同一填料种类时各表面处理方法的应用效果,波纹丝网填料优选酸处理法,水接触角从106.3°降到83.5°;陶瓷拉西环填料优选液相氧化法,水接触角从81.7°降到16.8°;玻璃弹簧填料优选碱处理法,水接触角从82.4°降到21.2°。围绕复合塔板的持液量与停留时间估算,本研究将复合塔板持液状况分为填料液膜区和浸润填料区两部分,考虑浸润填料区中填料及气含率所占空间后,构建得到了持液量计算模型和停留时间计算模型,在实验条件下估算结果准确性良好。其中,在喷淋密度为0.382 2m·h·m,气相动能因子分别为6.929 m·s·kg·m、2.841m·s·kg·m和3.049 m·s·kg·m时,不锈钢波纹丝网填料,玻璃弹簧填料和陶瓷拉西环填料复合塔板的模型值和实验值分别为0.163 m·m、0.165 m·m,0.249 m·m、0.253 m·m,0.203 m·m、0.204 m·m。围绕操作条件对复合塔板结构性能的影响,本研究分析了持液载体形式对持液量与停留时间的作用,并探讨了气液负荷对压降、雾沫夹带、持液量、停留时间、塔釜浓度、单板效率等的影响。首先,由于P-S复合形式充分利用了结构资源与塔内空间,同时充分发挥了曳力作用,故相较于其他形式的塔板,其持液量和平均停留时间具有显著优势。其次,各填料复合塔板的干湿板压降均随气相动能因子的增大而增大,且湿板压降随喷淋密度的增大也增大,但其受气相动能因子的影响较强;雾沫夹带规律与湿板压降类似,且同样受气相动能因子影响较强;持液量随着气相动能因子和喷淋密度的增大均增大;平均停留时间随着气相动能因子的增大而增大,随着喷淋密度的增大而减小;塔釜浓度在解吸富氧水过程中随气相动能因子的增大而减小;单板效率随着气相动能因子的增大而增大。围绕最佳复合塔板对酸性有机废气的最优化处理,本研究综合考虑各评价指标,优选液相氧化法优化处理的陶瓷拉西环填料复合塔板为最佳塔板,并以700 mg·m的乙酸有机废气作为吸收处理对象进行了实验。其中,乙酸废气去除率随着初始浓度的增加先提高后降低,从82.9%提高到88.6%,而后降低至87.0%;随着入口温度的升高而大致呈线性降低,从88.6%降低到了86.9%;随着运行时间的延长而先降低后逐步稳定,在88.6%上下。同时,复合塔板的持液量、平均停留时间、雾沫夹带、压降以及乙酸废气吸收去除率均随着塔板数的增加而增加,但增加速率随着塔板数的增加逐渐降低。最终,稳定运行了整套实验设备,得到出塔气体乙酸浓度为61.3 mg·m;釜液中乙酸浓度为0.54 mg·m L。

关键词：复合塔板填料表面处理气液负荷流体流动与传质性能废气处理

导向立体喷射复合塔板的流体力学及传质性能研究

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导向立体喷射复合塔板的流体力学及传质性能研究

作者：李子栋北京化工大学

学位级别：硕士

板式塔因其具有结构简单、造价低、液气比的适应范围大、便于满足工艺中特殊要求的优越性能,在化工分离领域占有重要地位。随着时代的发展,增效节能日益成为化工企业发展的主线,因此开发高效低压降塔板并研究其流体力学性能具有非同小... 详细信息

板式塔因其具有结构简单、造价低、液气比的适应范围大、便于满足工艺中特殊要求的优越性能,在化工分离领域占有重要地位。随着时代的发展,增效节能日益成为化工企业发展的主线,因此开发高效低压降塔板并研究其流体力学性能具有非同小可的意义。本文面向化工分离领域生产实际,旨在解决高纯度与高能耗的矛盾难题,设计了由导向孔、鼓泡促进器和立体帽罩复合而成的高效率、低压降的导向立体喷射复合塔板(FVJT)。采用空气-水物系,在直径为800 mm、高度为3.5 m的透明有机玻璃塔内测定了FVJT塔板的流体力学性能和传质性能,包括干、湿板压降、清液层高度、雾沫夹带、漏液、传质效率。通过改变塔板开孔率、立体帽罩倾斜角度和矩形孔外加挡板长度来探究了8块FVJT塔板性能的优劣,同时将其与相同开孔率的New VST、F1浮阀塔板进行对比,以求合理真实判断分析FVJT塔板性能。研究结果表明:随着塔板开孔率的增大,塔板压降也随之增大的同时传质效率反而下降,不利于传质;而倾斜帽罩和矩形孔外加挡板都能在轻微增大塔板压降的同时显著提高传质效率,其中当帽罩倾斜角度为6°时传质效率最高,挡板长度的变化对传质效率的影响不明显。经对比,FVJT干板压降比New VST在相同气速下低10%～20%,比F1浮阀平均低30%,与二者相比传质效率平均提高了16%。利用经典的基于阻力系数模型与加和模型分别对FVJT的干、湿板压降进行了关联拟合,所有拟合结果相对偏差基本都在6%以下。结合FVJT塔板自身结构,从流体流动理论上推导了FVJT塔板干板压降模型用于优化塔板的进一步设计。本研究的导向立体喷射复合塔板满足工业设计的要求,预计能够初步符合精馏分离过程高效率、高操作上限、低压降的现实需要,具有广阔的应用前景。

关键词：复合塔板流体力学传质压降模型

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立体连续传质复合塔板流体力学特性

化工学报 2006年第6期57卷 1314-1318页

作者：杜佩衡董艳河杜剑婷王荣良黄敬河北工业大学化工学院华东理工大学化工学院上海200237 天津天大天久科技股份有限公司

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... 详细信息

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.

关键词：复合塔板梯矩形立体连续传质塔板流体力学压降操作弹性

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新型导向立体板填复合塔板的研究与工业应用

中国科学：化学 2018年第6期48卷 666-675页

作者：赵洪康王宝华金君素任钟旗李群生北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室北京100029 北京中医药大学中药学院北京100102

为了实现大通量、高效率的目的,本文根据复合塔板的设计思想,开发设计了新型导向立体板填复合塔板(Novel FVPT).在一个直径为500 mm的有机玻璃塔内,使用空气-水(富氧水)物系对该塔板进行冷模实验.实验内容包括清液层高度、干板压降、湿... 详细信息

为了实现大通量、高效率的目的,本文根据复合塔板的设计思想,开发设计了新型导向立体板填复合塔板(Novel FVPT).在一个直径为500 mm的有机玻璃塔内,使用空气-水(富氧水)物系对该塔板进行冷模实验.实验内容包括清液层高度、干板压降、湿板压降、雾沫夹带、漏液以及传质效率,研究其流体力学性能和传质效率随着气液相负荷的变化规律.本文还根据压降产生原理,结合影响塔板压降的因素,推导出了新型导向立体板填复合塔板干板压降的理论模型.此外,将新型导向立体板填复合塔板在化工生产中进行实践应用,扩大了工业产量,提高了分离效率,为企业和社会带来了经济效益和环境效益.

关键词：复合塔板压降模型流体力学传质性能

导向筛板-新型浮片式浮阀复合塔板的流体力学和传质性能

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北京化工大学学报（自然科学版） 2013年第3期40卷 21-26页

作者：汤效飞张满霞李群生文放李仑北京化工大学化学工程学院北京100029

设计了一种新型塔板,即导向筛板-新型浮片式浮阀复合塔板,并在内径Φ600的有机玻璃塔内以空气-水为物系,对该复合塔板进行了冷模实验。测定了不同开孔率的复合塔板在固定堰高,改变气速和液流强度情况下的塔板压降、雾沫夹带率、漏液率... 详细信息

设计了一种新型塔板,即导向筛板-新型浮片式浮阀复合塔板,并在内径Φ600的有机玻璃塔内以空气-水为物系,对该复合塔板进行了冷模实验。测定了不同开孔率的复合塔板在固定堰高,改变气速和液流强度情况下的塔板压降、雾沫夹带率、漏液率和清液层高度,并与相同实验条件下的F1型浮阀塔板的流体力学参数进行了对比。此外,本文采用氧解析实验对新型塔板的传质性能进行了研究。实验结果表明,导向筛板-新型浮片式浮阀复合塔板相比F1型浮阀具有通量大、压降低、抗堵性好、传质效率高和浮阀不易卡死、脱落等优点。实验数据表明,该复合塔板的干板压降、湿板压降和雾沫夹带率都随着孔动能因子和液流强度的增大而增大;漏液率随着孔动能因子的增大而减小,随着液流强度的增大而增大;传质效率随着孔动能因子的增大而增大,随着液流强度的增大而减小;清液层高度随着孔动能因子的增大呈现上升、稳定然后下降的趋势,并且随着液流强度的增大而增大。根据实验数据,回归得到了该复合塔板的干板压降(Δpd=aF20+b)、湿板压降(ΔpT=ξF0mLnW)和雾沫夹带率(eV=aF0mLnW)的关联式。

关键词：新型浮片式浮阀导向筛板复合塔板流体力学传质性能

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

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化工学报 2002年第7期53卷 690-694页

作者：杜冬云王军方云进肖文德陆晓华华东理工大学联合化学反应工程研究所上海200237 华中科技大学环境科学与工程学院湖北武汉430074

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... 详细信息

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。

关键词：烟气脱硫复合塔板流体物性操作变量流体力学

新型导向筛板-浮阀复合塔板的流体力学性能研究

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北京化工大学学报（自然科学版） 2011年第3期38卷 1-5页

作者：李群生刘静许莉郭蕾王宝华北京化工大学化学工程学院北京100029 北京中医药大学中药学院北京100029

在内径为Φ600 mm的有机玻璃塔内,以空气-水为物系,对一种新型复合塔板———导向筛板-浮阀复合塔板进行了冷膜实验,对开孔率基本相近、浮阀个数不同的复合塔板的流体力学性能进行了测试,测定了不同条件下塔板压降、雾沫夹带、漏液等流... 详细信息

在内径为Φ600 mm的有机玻璃塔内,以空气-水为物系,对一种新型复合塔板———导向筛板-浮阀复合塔板进行了冷膜实验,对开孔率基本相近、浮阀个数不同的复合塔板的流体力学性能进行了测试,测定了不同条件下塔板压降、雾沫夹带、漏液等流体力学参数,研究了在开孔率相近的情况下,浮阀个数不同对复合塔板性能的影响。根据实验结果,回归得到了导向筛板-浮阀塔板的干板压降的计算公式Δpd=au02+b和湿板压降的计算公式ΔpT=aF0bLcW,并分析了雾沫夹带和漏液量随筛孔气速和液流强度的变化关系,获得了新型导向筛板-浮阀塔板的设计参数和依据。

关键词：复合塔板导向筛板浮阀流体力学压降雾沫夹带漏液

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新型导向复合塔板流体力学性能研究

北京化工大学学报（自然科学版） 2010年第3期37卷 31-34页

作者：李伟锋李群生杨明北京化工大学化学工程学院北京100029

在内径Φ600的有机玻璃塔内,以空气-水为物系,对开孔率为26.3%、29.8%、31.6%,内置填料型号为BH500、BH800、BH1500的不同导向复合塔板进行了流体力学性能测试,并对其各项性能指标(压降、雾沫夹带、漏液等)进行了对比实验研究。研究了... 详细信息

在内径Φ600的有机玻璃塔内,以空气-水为物系,对开孔率为26.3%、29.8%、31.6%,内置填料型号为BH500、BH800、BH1500的不同导向复合塔板进行了流体力学性能测试,并对其各项性能指标(压降、雾沫夹带、漏液等)进行了对比实验研究。研究了开孔率及不同填料型号对导向复合塔板性能的影响。结果表明:开孔率为31.6%,内置填料为BH1500的导向复合塔板的压降低,漏液少,雾沫夹带少,综合性能最优。

关键词：复合塔板开孔率填料流体力学