穿流栅板塔流体力学性能的研究

摘要

塔是化工工业中最常用的汽液分离设备。穿流塔作为筛板塔的一种，具有生产能力大、不易堵塞、结构简单等特点，工业应用日益广泛。穿流式塔板根据板上开有栅缝或筛孔，分别称为穿流栅板塔或穿流筛板塔。这种塔板没有降液管，气液两相同时相向通过栅缝或筛孔。操作时蒸汽通过孔缝上升，进入液层，形成泡沫；与蒸汽接触后的液体，也不断地通过孔缝流下。但气液并非在所有的孔缝中穿流，而是气体通过部分孔缝，在塔板上与液体形成泡沫层，液体则经另部分孔缝落下，而且气液交互通过的孔缝位置是不断变化着的。当气速太小时，板上不会积液，只有达到一定气速(拦液点)板上才开始积液。进一步增高气速，阻力增加，液层增厚，泡沫层增高。气速大至一定后，液层充满了整个塔板空间，向上倒流，这就是液泛。穿流塔可以在拦液点到液泛点之间操作。 本文基于当前穿流栅板塔缺少系统的流体力学特性资料的现状，结合前人的研究成果，在F150的试验塔内，以空气-水为系统，通过冷模实验探讨了穿流塔流体力学性能。考察了其气体流量、喷淋密度对板压降的影响，同时考察了气含率与气液流量的关系，最终得出了塔板的负荷性能图，为穿流塔的设计提供参考。分别对采用堵缝法确定的开孔率为11％、13％和15％的穿流塔板进行实验研究。在实验的基础上，导出了计算起泡点和液泛点气速的经验公式，并对热模操作做出推测。 结果表明，穿流式栅板塔的气液接触状态可分为润湿区、鼓泡区和液泛区；气含率随着气流量、水流量的增大而增大。气流量对板压降的影响大于水流量对气含率的影响。栅板塔允许的气相变化范围较窄，而允许的液相变化范围却相当大；可采用堵缝法降低塔板的开孔率，使气体动能增大而进入良好的操作区，从而提高塔效率。

目录

文摘

英文文摘

声明

引 言

1文献综述

1.1塔设备的发展及现状

1.2塔设备的分类

1.3穿流塔板研究概况

2实验装置与内容

2.1实验流程

2.2塔体和塔板

2.3实验方法

2.3.1压力降的测量方法

2.3.2气含率的测量方法

2.4实验过程

2.4.1实验准备工作

2.4.2实验过程中的数据测量

2.4.3实验步骤

3实验结果与讨论

3.1操作现象和塔板的流体力学性能

3.1.1气流量对板压降的影响

3.1.2水流量对板压降的影响

3.2开孔率的影响

3.3有关公式的验算

3.3.1拦液点

3.3.2泛点

3.3.3塔板负荷性能图

3.3.4对热模操作的初步推测

3.4气流量对气含率的影响

3.5水流量对气含率的影响

结 论

参考文献

附录实验参数与数据

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢