發(fā)布時間：2020-06-09 06:20

【摘要】：針對化工分離產(chǎn)業(yè)中對精餾塔板大通量、高效率、低能耗要求,解決精餾塔分離高能耗、低產(chǎn)能的問題。本文將板式塔不同開孔方式及填料相結(jié)合設(shè)計開發(fā)了一種新型塔板—導向梯形立體復合塔板(FTCT)并對其進行流體力學性能和塔板傳質(zhì)效率的研究。在直徑為500 mm板間距為450 mm的有機玻璃塔內(nèi)以富氧水-空氣為物系對6塊FTCT塔板進行了冷模實驗,測定了在不同實驗條件下FTCT塔板的壓降、清液層高度、霧沫夾帶、漏液以及塔板傳質(zhì)效率。通過改變帽罩的排布方向,塔板帽罩的形態(tài)以及帽罩夾角大小,探究對塔板性能的影響,并且將FTCT塔板與New VST和F1浮閥塔板進行了性能對比。通過對實驗數(shù)據(jù)的整理及作圖分析表明,梯形帽罩排布方向?qū)Ω砂鍓航�、霧沫夾帶、漏液及傳質(zhì)效率影響較小,正向梯形帽罩有效的降低了塔板清液層高度和濕板壓降;梯形與矩形帽罩對塔板的傳質(zhì)效率影響較小,在高氣速下,梯形帽罩有效的降低了塔板壓降、清液層高度、霧沫夾帶以及漏液;不同角度梯形帽罩對塔板性能有較大影響,存在最佳夾角6°使塔板性能最優(yōu)。FTCT塔板的干板壓降比New VST塔板低10%以上,濕板壓降低60%左右,霧沫夾帶及漏液均比New VST塔板低;在高氣速時,FTCT塔板的塔板壓降比F1浮閥塔板低50%以上,霧沫夾帶低30%以上。另外,FTCT塔板傳質(zhì)效率在70%以上,塔板效率較高。此外,根據(jù)實驗測定數(shù)據(jù)擬合得到了 6塊FTCT塔板的干板壓降和濕板壓降關(guān)聯(lián)式,塔板壓降擬合計算值與實驗值相比誤差均在10%以內(nèi)且線性相關(guān)性均在0.98以上。根據(jù)塔板干板壓降的產(chǎn)生因素,推導出FTCT塔板的干板壓降模型,模型值與實驗值相對誤差均在10%以內(nèi)。該模型為:(?)利用上述壓降模型可以為復合塔板的設(shè)計開發(fā)提供理論指導。實驗研究表明新型導向梯形立體復合塔板是一種性能良好的精餾塔板,具有塔板壓降低、操作彈性大和傳質(zhì)效率高的特點,具有很好的發(fā)展?jié)摿εc工業(yè)應用價值。
【圖文】：

泡罩分為升氣管和帽罩結(jié)構(gòu)。帽罩上開設(shè)一定數(shù)量的篩孔或條形孔，氣流經(jīng)逡逑過升氣孔上升，進入帽罩后氣相的方向發(fā)生了改變，并分散成小氣泡后與液相進行接逡逑觸傳質(zhì)。如圖１－１所示為圓形泡罩結(jié)構(gòu)示意圖。逡逑｜：＾０｜邐｜肉｜邐丨肉｜逡逑＾７ｔＭ邋［邋ＫＺＺ／／／／１邋＇１／／／Ｚ７６邐￥７７７／／Ａ邋Ｗ／／Ａ逡逑圖１－１泡罩塔板結(jié)構(gòu)示意圖逡逑Ｆｉｇ．１－１邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ｂｕｂｂｌｅ邋ｃａｐ邋ｔｒａｙ逡逑ｕ．２篩孔塔板逡逑篩孔塔板也是在很早的時候得到了應用，但結(jié)構(gòu)簡單的篩板會造成較低的操作彈逡逑性。二戰(zhàn)后，大型化的化工生產(chǎn)將生產(chǎn)企業(yè)的關(guān)注度轉(zhuǎn)移到設(shè)備的加工和維修之上，逡逑２逡逑

孔塔板的特點是：１．多根降液管被安裝在塔板的中間，在相鄰的上下層塔板上的降液逡逑管呈現(xiàn)９０°邋；邋２．在降液管的最下端并不能達到相鄰的塔板的液相，此時是處在塔板逡逑上的氣相空間中的，所以受液區(qū)也可以開孔鼓泡。如圖１－３為多降液管篩孔塔板的結(jié)逡逑構(gòu)示意圖。該種塔板可以處理的液相負荷大，開孔區(qū)域大，液相的分布比較均勻；但逡逑該種塔板還存在一定了缺陷，如：液相返混大，板效率接近于點效率，，液體下流時容逡逑易出現(xiàn)短路現(xiàn)象等。在ＭＤ塔板開發(fā)后的幾年中，Ｕ０Ｐ公司對其進行了改造和優(yōu)化，逡逑設(shè)計開發(fā)出了邋ＥＣＭＤ塔板、ＶＧＭＤ塔板［１４］。逡逑多降液管篩板塔板于１９７０年左右被中國多個研究單位研究，浙江工業(yè)大學結(jié)合此逡逑種塔板溢流強度，板上清液層高度，塔板壓降和液流阻力等因素開發(fā)出Ｄ．丨系列塔板逡逑懸掛式的降液管結(jié)構(gòu)被應用到了這種新型塔板中，改進了塔板的液相流動方式。逡逑其中：較寬的降液管結(jié)構(gòu)被應用到ＤＪ－１型塔板上，溢流強度可以被提高很多；ＤＪ－２逡逑型塔板的特點是安裝了一種新型的結(jié)構(gòu)一一導流板
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ053.5

【參考文獻】

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1 張武龍;杜慶浩;李春雷;趙建國;李宏冰;李群生;;導向孔-梯形浮閥復合塔板流體力學及傳質(zhì)性能[J];北京化工大學學報(自然科學版);2015年02期

2 劉繼東;田志亮;郭艾慷;蘇佳林;李春利;;立體噴射型塔板的性能比較[J];現(xiàn)代化工;2014年08期

3 李鑫鋼;劉霞;高鑫;田沖;楊振明;張勁松;李洪;;新型泡沫碳化硅塔板的流體力學及傳質(zhì)性能[J];天津大學學報(自然科學與工程技術(shù)版);2014年02期

4 李春利;馬曉冬;;大通量高效傳質(zhì)技術(shù)——立體傳質(zhì)塔板CTST的研究進展[J];河北工業(yè)大學學報;2013年01期

5 張敏革;王雷;聶凡;崔岳峰;李鑫鋼;;波紋板填料的流體力學性能[J];化工進展;2012年11期

6 王樹卿;;立體連續(xù)傳質(zhì)塔板板上清液層高度實驗研究[J];化工時刊;2011年08期

7 趙培;祁建偉;熊丹柳;張秋香;岳立平;楊宏喜;劉政林;;波紋導向浮閥塔板的傳質(zhì)性能[J];化工進展;2010年S2期

8 李軍;孫蘭義;胡有元;昌興武;張月明;;SFV全通導向浮閥塔板的開發(fā)及工業(yè)應用[J];化工進展;2010年08期

9 吳春燕;李果;;規(guī)整填料的壓降關(guān)聯(lián)[J];廣東化工;2009年08期

10 喬英云;田原宇;韓汝軍;謝克昌;;NS傾斜長條立體復合塔板的流體力學特性研究[J];石油煉制與化工;2009年08期

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1 張朦;矩形—梯形導向浮閥塔板流體力學性能的實驗研究及數(shù)值模擬[D];華東理工大學;2015年

2 郭艾慷;CTST-MD復合型塔板的數(shù)值模擬與實驗研究[D];河北工業(yè)大學;2014年

3 田端正;T/P型復合塔板流體力學性能及其通液性能的改進研究[D];浙江工業(yè)大學;2009年

4 張志恒;浮閥塔板流體力學和傳質(zhì)性能的研究[D];天津大學;2004年

5 蔣軍榮;錐形篩孔塔板流體力學性能研究[D];浙江工業(yè)大學;2003年

本文編號：2704283