筛孔型润德塔盘的性能研究

发布时间：2017-08-21 08:03

  本文关键词：筛孔型润德塔盘的性能研究

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【摘要】：本文简述了塔盘的发展过程及其分类,侧重阐述了穿流塔盘的流体力学性能与传质性能,以克服了传统穿流塔盘操作范围窄、操作弹性小等缺点的新型塔盘—筛孔型润德塔盘为研究对象,对其独有的结构进行了冷模实验与热模实验的研究。对筛孔型润德塔盘流体力学性能的研究是以空气—水为媒介,依托直径为450 mm的“组合式多功能实验塔及其实验装置”,选择固阀开孔率相同,总开孔率分别为15%、25%、35%的筛孔型润德塔盘T1、T2、T3为研究对象,对其干板压降、总板压降、清液层高度、平均泡沫层高度、泛点气速、气含率、操作弹性等流体力学性能进行了详尽的研究,并与相同固阀开孔率,总开孔率为21%的矩形筛孔润德塔盘T*和总开孔率为21%的传统筛孔穿流塔盘T进行对比。实验结果表明：塔盘T3的流体力学性能最优,其中干板压降约低于塔盘T1、T2、T*的62%、38%、33%,总板压降约低于塔盘T1、T2、T*、 T的75%、49%、56%、43%,清液层高度与平均泡沫层高度比塔盘T1、T2更为稳定,泛点气速分别高于塔盘T1、T2、T*、T的49%、30%、15%、10%,气含率虽仅较塔盘T大,但是操作范围较大,操作弹性分别高于塔盘T1、T2、T*、T的20%～51%、1%～48%、90%～60%、410%～77%。同时,通过大量数据回归得到塔盘T3的F因子与干板压降的关联式以及五种穿流塔盘的气含率关联式,为塔盘的发展创新提供了数据参照。对筛孔型润德塔盘传质性能的研究是以体积分数为23%乙醇—水溶液为介质,以直径为149mm的“撬装式模块化双塔实验装置”为依托,选择流体力学性能相对较优的塔盘T3为研究对象,考察塔顶压力及塔釜加热功率对传质性能的影响,并用Pro Ⅱ模拟软件对所得的理论板数、塔板效率进行校正,与无溢流塔盘的传质性能进行对比。研究结果表明：塔盘T3的传质效率随塔顶操作压力的增加而减小,随着塔釜加热功率的增加而增大。模拟软件计算结果与实际计算较为接近,且与无溢流塔盘相比,在相同的蒸汽上升速度下,塔盘T3的塔板效率提高约27%。综上,固阀开孔率为33.3%,总开孔率为35%的筛孔型润德塔盘性能较优。
【关键词】：筛孔型润德塔盘 总开孔率 流体力学性能 传质性能 间歇精馏
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ053.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 综述10-25
• 1.1 板式塔的发展10-11
• 1.2 塔盘的分类11-18
• 1.2.1 溢流塔盘11-16
• 1.2.2 穿流塔盘16-18
• 1.3 穿流塔盘的流体力学性能18-20
• 1.3.1 压降18-19
• 1.3.2 清液层高度19
• 1.3.3 平均泡沫层高度19
• 1.3.4 雾沫夹带19-20
• 1.3.5 泛点气速20
• 1.3.6 气含率20
• 1.3.7 操作弹性20
• 1.4 穿流塔板的传质性能研究20-23
• 1.4.1 传质数据关联20-21
• 1.4.2 塔板效率21-22
• 1.4.3 各种板效率间的区别与联系22-23
• 1.5 筛孔型润德塔盘23-24
• 1.5.1 筛孔型润德塔盘的设计思路23
• 1.5.2 筛孔型润德塔盘的创新点23-24
• 1.6 本文研究内容及意义24-25
• 第二章 实验方案25-39
• 2.1 实验目的25
• 2.2 实验设备25-32
• 2.2.1 流体力学实验装置和流程25-27
• 2.2.2 传质实验装置和流程27-29
• 2.2.3 筛孔型润德塔盘塔盘结构参数29-32
• 2.3 实验步骤32-33
• 2.3.1 流体力学实验步骤及注意事项32
• 2.3.2 传质精馏实验步骤及注意事项32-33
• 2.4 实验参数的测量与计算方法33-39
• 2.4.1 实验数据的测量与计算33-36
• 2.4.2 酒精度的检测方法36-39
• 第三章 流体力学性能分析39-51
• 3.1 压降39-42
• 3.1.1 干板压降39-40
• 3.1.2 总板压降40-42
• 3.2 清夜层高度42-44
• 3.3 平均泡沫层高度44-46
• 3.4 泛点气速46-47
• 3.5 气含率47-49
• 3.6 操作弹性49
• 3.7 本章小结49-51
• 第四章 不同结构穿流塔盘流体力学性能对比51-56
• 4.1 干板压降51-52
• 4.2 总板压降52
• 4.3 泛点气速52-53
• 4.4 气含率53-54
• 4.5 操作弹性54
• 4.6 本章小结54-56
• 第五章 传质性能分析56-69
• 5.1 精馏传质的理论依据56
• 5.2 板效率的影响因素56-59
• 5.2.1 物性因素57
• 5.2.2 塔板的结构及安装57-58
• 5.2.3 操作因素58-59
• 5.3 实验结果分析59-62
• 5.3.1 操作稳定时间的确定59-60
• 5.3.2 操作压力对板效率的影响60-62
• 5.3.3 加热功率对板效率的影响62
• 5.4 模拟验证62-65
• 5.5 传质性能对比65-67
• 5.6 本章小结67-69
• 第六章 结论与展望69-72
• 6.1 结论69-70
• 6.2 创新点70
• 6.3 存在问题及展望70-72
• 6.3.1 存在问题70-71
• 6.3.2 展望71-72
• 参考文献72-76
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果76-77
• 致谢77

【参考文献】

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本文编号：711714