一种新型高效汽液传质元件的研究

发布时间：2023-04-01 03:47

　　精馏是化工过程中非常重要的一个传统分离过程,其关键技术就是精馏塔设备。传统塔板主要依靠重力分离气液混合物,但由于重力垂直向下,而气相流体流动方向向上,重力会被流体的冲力抵消一部分,容易产生雾沫夹带,从而会降低塔板效率。为了有效降低雾沫夹带提高塔板通量,本文开发出一种新型的高通量塔板。首先,确定传质元件的结构。该传质元件打破了传统塔板依靠重力进行气液分离的局限性,设计出一种新型气液传质元件,通过改变气液接触方式以增大流体流动的湍动状态,增强传质效果。每个传质元件装有单独的降液管,使液体在塔板上分布的更加均匀,并且在降液管上装有旋流除雾装置,有效降低了雾沫夹带。再次,建立小试实验装置对该设备流体力学性能进行研究。在直径为150mm的塔上进行了流体力学和传质实验。最后,应用CFD模拟软件对传质元件内流体分布进行模拟分析,并与传统塔板进行实验对比。实验结果和模拟结果均表明,该型塔板能够有效降低雾沫夹带提高了塔板通量,单个传质元件的传质性能优于传统塔板。由于新型塔板的降液的特殊性,与传统筛板相比,塔板上不存在浓度梯度,传质推动力比传统塔板低,传质效率会降低,但是新型塔板的通量相比传统塔板能够提高...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 板式塔的流体力学性能
        1.1.1 塔板上气、液两相的接触状态
        1.1.2 塔板压降
        1.1.3 塔板上液面落差
        1.1.4 塔板上的异常操作现象
        1.1.5 塔板效率
    1.2 传统塔板的种类及其传质特点
    1.3 塔板技术新进展
        1.3.1 新型浮阀塔板
        1.3.2 悬挂式多降液管塔板
        1.3.3 垂直筛板（VST）系列塔板
    1.4 应用惯性力的新型高通量塔板
        1.4.1 惯性分离技术
        1.4.2 新型高通量塔板种类及结构
        1.4.3 超极塔板的性能分析
    1.5 开展本课题的意义
第二章 新型高通量塔板的结构工作原理以及性能测定方法
    2.1 VIST塔板的结构以及工作原理
        2.1.1 VIST塔板的结构
        2.1.2 VIST塔板的工作原理
    2.2 传质元件在塔板上的排布
    2.3 单个传质元件的流体力学性能及传质效果研究
        2.3.1 实验装置
        2.3.2 实验过程中各参数的测量方法
第三章 塔板影响因素的探究及性能评价
    3.1 传质元件结构参数对其性能影响的的探究
        3.1.1 旋流叶片旋转角度对传质元件性能的影响
        3.1.2 旋流叶片的其他结构参数对传质元件性能的影响
    3.2 流体力学性能及传质性能的实验测定
        3.2.1 VIST塔板的流体力学性能与筛板的比较
第四章 VIST塔板传质元件的FLUENT模拟
    4.1 FLUENT基本建模和设置
        4.1.1 几何模型的建立和分块
        4.1.2 网格划分
        4.1.3 指定边界类型和连续介质类型
        4.1.4 求解计算
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 气液两相在传质元件内的分布状况
        4.2.2 气液两相在传质元件内的速度分布图
第五章 新型高通量塔板VIST的改进及研究展望
    5.1 VIST塔板改进型VIST-1 塔板
        5.1.1 VIST-1 塔板的结构
        5.1.2 VIST-1 塔板的工作原理
    5.2 VIST塔板其他应用
第六章 结论与建议
    6.1 结论
    6.2 建议
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢



本文编号：3776402