旋流雾化塔板结构优化及传质性能研究

发布时间：2020-05-29 02:53

【摘要】：旋流雾化塔板是在垂直筛板的基础上改进而来的新型立体传质塔板,在气相入口处新增旋流板结构以改变气相轨迹增大两相传质相际面,进一步强化了传质,在升气筒上部设计环隙结构以减轻塔板振动、返混等非理想流动,有效抑制了雾沫夹带提高了塔板的操作弹性。本文对旋流雾化塔板的传质性能进行了研究并对塔板结构进行了优化,期望得到最佳的结构参数,对工业设计提供参考。采用乙醇-水物系,研究了操作条件和塔板结构参数对旋流雾化塔板传质性能的影响,结果表明:塔板的传质性能先随气相动能因子(F因子)增大而增大,再保持稳定,最后急剧下降;随底隙高度、环隙面积/升气筒截面积的增加先增大后减小,底隙高度10 mm、环隙面积与升气筒截面积之比为120%时塔板传质性能最好;塔板传质性能受旋流板结构影响,叶片仰角为120°、叶片个数为3时塔板传质性能最佳。相比垂直筛板,旋流雾化塔板的传质效率约提高10%,塔板压降增大25%左右。研究了旋流雾化塔板上两相流动状况,建立了运动液滴在塔板上的三维抛射运动模型;并在垂直筛板传质模型研究的基础上初步建立了旋流雾化塔板的传质模型。
【图文】：

油等行业得到广泛使用的工艺设备物料的分离从而达成提纯或回收原料过程包括蒸馏、吸收与解吸、气提、增有结构简单、操作简便且稳定可靠、效备。塔器设备通过其内部各种不同的液接触和分离的时间、空间以及相际为炼油、化工中使用最为广泛的设备占有比例均超出 15%[3]。发展和化工以及炼油行业的发展有着出的泡罩塔。随着工业的进步，进入中必不可少的一类传质设备[4]。

西北大学硕士学位论文且装卸以及维修方便等优点得到了广泛的应用，但筛板塔的操作极为不稳定，，当塔板安装不平稳时会在板上产生偏流，从而导致板上气相短路，且筛板塔操作弹性小，抗腐蚀和阻塞能力差，这些因素极大的限制了其在工业中的应用[5]。为了解决这些问题，使气液两相能够在塔板上有更好的接触环境，泡罩塔应运而生，于 1920 年在炼油工业中得到使用，如图 1.2。泡罩塔设置了升气管、降液管以及出口堰等组件，使每层塔板上都能存在一定高度的清液层[6]。升气管上部设有泡罩用来改变气相流向，从泡罩底部缝隙冲出与液相进行接触传热传质。泡罩塔的出现解决了筛板塔所存在的问题，在当时取得了巨大的成功，从而使得泡罩塔在工业上得到了广泛的应用。
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ053.5

【参考文献】

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本文编号：2686276