立体传质并流塔板的性能研究

论文摘要

塔设备是能够实现蒸馏和吸收等操作的气液传质设备,广泛应用于化工、石油化工、石油等行业中。为了开发适合大塔径的高效塔板,基于液体并流板型能提高板效率的机理,结合性能优良的立体传质塔板,采用特殊的降液结构,提出了一种新型液体并流复合塔板的结构型式。通过流体力学实验与传质实验,考察了液体流量、板孔气速、清液层高度对塔板压降、雾沫夹带、漏液的影响,还考察了两种流型的传质效率,并进行关联得到了相应公式。由实验结果和讨论得到以下结论:新型塔的塔板压降随液流强度与板孔气速的增大而增大,塔板压降值与帽罩排列方式无关。在新型塔的液体处理量为88±25 m3·（m·h）-1的范围内,雾沫夹带取决于板孔动能因子与清液层高度,可忽略液流强度影响。新型塔板的漏液量随板孔气速增大而减少,在漏液量小于0.1kg液/kg液所对应的气速范围内,液流强度对漏液量影响可忽略。当气速下降至临界点（板孔气速大概为12m/s）时,外环形塔板比汇集形塔板先漏液;再降低气速,漏液量急剧增大;板孔气速小于89 m/s时,漏液量超过0.1kg液/kg液。综合考虑流体力学性能及传质性能后得出新型塔板液体处理量可达到100 m3·（m·h）-1,比LLCT普通流行提高30%,因为两种并流流型避免了普通逆流流型中液体滞留区的产生;多溢流的引入缩短了流道,降低了液面梯度。新型塔板汇集形流道和环形流道传质效率随板孔气速增大而增大,随液流强度的增大而减小;随气速增大,两种流型塔板效率趋于90%;流道长度不同导致汇集形流道传质效率比环形流道低。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• §1-1 气液传质设备的发展
• 1-1-1 气液传质设备的概念
• 1-1-2 气液传质设备的主要类型
• 1-1-3 气液传质设备的发展
• §1-2 板式塔介绍
• 1-2-1 喷射型塔板
• 1-2-2 浮阀塔板
• 1-2-3 筛板塔
• §1-3 并流塔板的发展
• 1-3-1 并流塔板的理论研究
• 1-3-2 并流塔板板型的发展
• §1-4 研究的意义、方向及主要内容
• 第二章 实验装置
• §2-1 实验装置设计
• 2-1-1 实验装置流程图
• 2-1-2 动力系统
• 2-1-3 测量系统
• §2-2 新型塔板的设计
• 2-2-1 设计依据
• 2-2-2 塔板结构
• 2-2-3 帽罩结构图
• 2-2-4 降液管的设计
• 第三章 参数测量与数据处理方法
• §3-1 测试项目
• §3-2 测试方法
• 3-2-1 校正液体流量分配
• 3-2-2 干板压降的测量
• 3-2-3 操作参数的测量
• 3-2-4 传质效率的测量
• §3-3 数据处理方法
• 3-3-1 板孔气速u0及板孔动能因子F0的求取
• 3-3-2 湿板压降的求取
• 3-3-3 雾沫夹带量ev的求取
• 3-3-4 漏液量el的求取
• 3-3-5 传质效率的求取
• 第四章 结果与讨论
• §4-1 干板压降
• §4-2 湿板压降
• §4-3 雾沫夹带
• §4-4 漏液
• §4-5 液体处理量
• §4-6 塔板效率
• 第五章 结论
• 参考文献
• 附录 A
• 致谢
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果