新型浮阀塔板水力学性能的研究

论文摘要

板式塔是重要的化工气液传质设备,近几年来,不断有新型的塔板出现,结构多种多样,其中浮阀塔板的应用最为广泛。为了考察新型浮阀塔板的结构设计是否合理,生产过程中能否正常操作,本文选择了两种结构优良的新型浮阀:梯形导向浮阀塔板及斜孔梯形浮阀塔板,利用塔板负荷性能图对其水力学性能展开了研究。本文首先对水力学性能指标—塔板压降、雾沫夹带、漏液进行了研究,根据它们随阀孔动能因子、堰高和液流强度变化的规律,选用梯形导向浮阀塔板及斜孔梯形浮阀塔板的工业和实验数据进行最小二乘法拟合,得到了较为可靠的塔板压降、雾沫夹带、漏液的经验关联式,保证了梯形导向浮阀塔板和斜孔梯形浮阀塔板水力学研究模型的正确性。应用苯—甲苯体统,采用F1浮阀对塔进行设计,在相同的操作条件和塔结构改动不大的情况下,将F1浮阀替换为梯形导向浮阀塔板及斜孔梯形浮阀塔板,开孔率由原先的25.6%变为9.8%,进行水力学核算,绘制出各浮阀塔板的负荷性能图。通过梯形导向浮阀塔板和斜孔梯形浮阀塔板与传统F1浮阀塔板的负荷性能图的比较,发现梯形导向浮阀塔板和斜孔梯形浮阀塔板的雾沫夹带、漏液均比F1浮阀塔板小,操作弹性也有了明显地提高,但塔板压降降低不明显,主要因为梯形导向浮阀塔板及斜孔梯形浮阀塔板的开孔率过小。研究结果表明新型浮阀塔板较传统浮阀塔板的水力学性能有了明显地改善。某氯碱厂氯乙烯生产装置中的脱低沸物塔存在着严重的漏液现象,利用新型浮阀塔板在水力学性能方面的优势,选用梯形导向浮阀塔板及斜孔梯形浮阀塔板对其进行改进研究。研究结果表明改进后脱低沸物塔的操作状态得到了很大地改善,完全可以消除漏液问题,并且处理量也有了很大地提高。本文的研究为新型浮阀塔板在工业上的应用提供了重要的依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 前言
• 1 文献综述
• 1.1 塔板发展状况概述
• 1.1.1 筛孔型新型塔板
• 1.1.2 浮阀型新型塔板
• 1.1.3 立体喷射型塔板
• 1.2 板式塔的流体力学性能
• 1.2.1 塔板压降
• 1.2.2 雾沫夹带
• 1.2.3 漏液
• 1.2.4 液泛
• 1.3 本文主要研究内容
• 2 板式塔的设计及核算
• 2.1 塔板结构设计
• T'>2.1.1 板间距H_T
• 2.1.2 塔径估算
• 2.1.3 溢流装置
• 2.1.4 开孔率
• 2.2 负荷性能图
• 2.2.1 负荷性能图曲线
• 2.2.2 负荷性能图曲线与塔结构参数的关系
• 2.3 板式塔水力学校核
• 3 新型浮阀塔板水力学模型
• 3.1 梯形导向浮阀的研究
• 3.1.1 梯形导向浮阀的结构特点
• 3.1.2 干板压降
• 3.1.3 雾沫夹带
• 3.1.4 漏液
• 3.1.5 数据关联
• 3.2 斜孔梯形浮阀的研究
• 3.2.1 斜孔梯形浮阀的结构特点
• 3.2.2 干板压降
• 3.2.3 雾沫夹带
• 3.2.4 漏液
• 3.2.5 数据关联
• 3.3 本章小结
• 4 新型浮阀塔板水力学性能比较研究
• 4.1 传统F1 浮阀塔板设计
• 4.1.1 塔板结构设计界面
• 4.1.2 塔板结构参数
• 4.1.3 水力学计算结果
• 4.2 梯形导向浮阀水力学核算
• 4.2.1 塔板结构参数
• 4.2.2 塔板装配图
• 4.2.3 水力学计算结果
• 4.3 斜孔梯形浮阀水力学核算
• 4.3.1 塔板结构参数
• 4.3.2 塔板装配图
• 4.3.3 水力学计算结果
• 4.4 比较结果
• 4.5 本章小结
• 5 新型浮阀塔板在氯乙烯脱低沸物塔上的应用研究
• 5.1 氯乙烯生产工艺及脱低沸物塔的工艺流程简图
• 5.2 脱低沸物塔存在的问题
• 5.2.1 脱低沸物塔结构参数
• 5.2.2 脱低沸物塔水力学计算
• 5.3 脱低沸物塔的改进研究
• 5.3.1 改进后脱低沸物塔结构参数
• 5.3.2 塔板装配图
• 5.3.3 改进后脱低沸物塔水力学计算
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
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