穿流柵板塔流體力學(xué)性能的研究.pdf

1、塔是化工工業(yè)中最常用的汽液分離設(shè)備。穿流塔作為篩板塔的一種，具有生產(chǎn)能力大、不易堵塞、結(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn)，工業(yè)應(yīng)用日益廣泛。穿流式塔板根據(jù)板上開有柵縫或篩孔，分別稱為穿流柵板塔或穿流篩板塔。這種塔板沒有降液管，氣液兩相同時相向通過柵縫或篩孔。操作時蒸汽通過孔縫上升，進(jìn)入液層，形成泡沫；與蒸汽接觸后的液體，也不斷地通過孔縫流下。但氣液并非在所有的孔縫中穿流，而是氣體通過部分孔縫，在塔板上與液體形成泡沫層，液體則經(jīng)另部分孔縫落下，而且氣液交互通

2、過的孔縫位置是不斷變化著的。當(dāng)氣速太小時，板上不會積液，只有達(dá)到一定氣速(攔液點(diǎn))板上才開始積液。進(jìn)一步增高氣速，阻力增加，液層增厚，泡沫層增高。氣速大至一定后，液層充滿了整個塔板空間，向上倒流，這就是液泛。穿流塔可以在攔液點(diǎn)到液泛點(diǎn)之間操作。 本文基于當(dāng)前穿流柵板塔缺少系統(tǒng)的流體力學(xué)特性資料的現(xiàn)狀，結(jié)合前人的研究成果，在F150的試驗(yàn)塔內(nèi)，以空氣-水為系統(tǒng)，通過冷模實(shí)驗(yàn)探討了穿流塔流體力學(xué)性能。考察了其氣體流量、噴淋密度對板壓

3、降的影響，同時考察了氣含率與氣液流量的關(guān)系，最終得出了塔板的負(fù)荷性能圖，為穿流塔的設(shè)計提供參考。分別對采用堵縫法確定的開孔率為11％、13％和15％的穿流塔板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，導(dǎo)出了計算起泡點(diǎn)和液泛點(diǎn)氣速的經(jīng)驗(yàn)公式，并對熱模操作做出推測。 結(jié)果表明，穿流式柵板塔的氣液接觸狀態(tài)可分為潤濕區(qū)、鼓泡區(qū)和液泛區(qū)；氣含率隨著氣流量、水流量的增大而增大。氣流量對板壓降的影響大于水流量對氣含率的影響。柵板塔允許的氣相變化范圍較窄，