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含帽型分离器筛板式高速塔水力学性能研究时间:2021-03-31

塔盘是指板式塔中提供气液传质和传热场所的主要部件。使两种流体密切进行两相之间热量和质量交换,以达到分离液体混合物或气体混合物组分的目的。主要由气液接触元件(如浮阀、泡罩、筛孔等)、受液盘、溢流堰、降液管(或降液板)、塔盘支持件和紧固件等组成。当塔径较小时,每层塔盘为一整块,称整块式塔盘。


1产品介绍

筛板塔盘01.png

基于接触分离式塔板的研究,本文提出了一种含帽型碰撞分离器筛板式高速塔结构。利用帽型碰撞分离器两相分离特性,抑制塔板上的雾沫夹带,大幅提升塔设备的操作气量,推动高速塔技术的发展。为了确定碰撞分离器的结构类型及参数,本文结合常规碰撞分离结构,提出两种新型碰撞分离结构:Λ型碰撞分离器和型碰撞分离器。

本文对上述两种碰撞分离器用fluent14.5流体软件进行单相数值模拟分析,结果发现:型分离器相对于Λ型分离器压降低,分离效率高。进而,对型分离器进行结构参数优化,结果表明:分离层数的增多、横向间距减小、纵向间距减小使得分离器分离效率提升,同时引起压降增大。因此综合效率、压降以及空间利用率可知:当分离元件层数取两层,元件的横向间距与宽度之比(S1/B)为1.0,元件的纵向间距与宽度之比(S2/B)为0.5时,碰撞分离器的效果最佳。


2产品应用

基于碰撞分离器研究的基础,搭建实验平台,研究筛板式高速塔的压降和水力学性能,结果表明:塔板的干板压降和湿板压降都是随着气相流量的增大而增加,且各层塔板压降与气相流量呈现二次曲线关系;液体流量的变化对漏液线和雾沫夹带线的影响很小,塔板漏液线的漏液气量维持在400m3/h470m3/h之间,雾沫夹带线气量维持在1500m3/h1600m3/h之间;筛板式高速塔的正常操作工况范围的F因子(筛孔动能因子)为8.0525.6,整个塔设备的操作弹性为75%。

通过实验对比研究旋流式高速塔和筛板式高速塔的差异,结果表明:随着空塔气速的增大,筛板式高速塔的干板压降和湿板压降远小于旋流式高速塔,且气速越大两者压降相差愈加明显;筛板式高速塔的漏液线高于旋流式高速塔,漏液时筛板塔板空塔气速基本维持在0.9m/s,旋流塔板空塔气速为0.15m/s,且两者的漏液线随液量变化均无较大变化;筛板式高速塔的雾沫夹带线远高于旋流式高速塔,雾沫夹带时,筛板式高速塔空塔气速维持在3.56m/s左右,旋流式高速塔空塔气速基本维持在0.4m/s左右;筛板式高速塔F因子的变化范围为8.0525.6,操作弹性为74.7%,旋流式高速塔的F因子变化范围为9.119.9,操作弹性为62.5%。因此筛板式高速塔板相对旋流式高速塔而言,操作弹性较大,压降较小,更适用于处理大流量的高压塔。


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