靜態(tài)切向旋流氣液接觸分離元件性能研究.pdf

1、隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷增大，對(duì)塔設(shè)備的處理量以及抗液泛能力的要求越來越高，大通量已經(jīng)成為一個(gè)重要指標(biāo)。塔板是塔設(shè)備的最核心部件，所以開發(fā)大通量塔板是一種提高經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。本文在前人工作的基礎(chǔ)上，對(duì)塔板元件以及進(jìn)液方式進(jìn)行設(shè)計(jì)和改進(jìn)，設(shè)計(jì)出靜態(tài)切向旋流氣液接觸分離元件。通過實(shí)驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算，對(duì)塔板的流體力學(xué)性能進(jìn)行研究，主要工作及結(jié)論如下：
　　本文利用計(jì)算流體力學(xué)軟件，對(duì)葉片高度分別為57、66、79 mm的靜態(tài)切向旋流氣液接

2、觸分離元件進(jìn)行數(shù)值模擬，分析了速度場(chǎng)及壓強(qiáng)場(chǎng)對(duì)塔設(shè)備操作的影響，并探究了葉片的高度對(duì)旋流元件壓降及速度的影響。數(shù)值模擬結(jié)果顯示，旋流氣液接觸分離元件單管壓降值與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較吻合。在旋流元件中心區(qū)域形成低壓區(qū)，實(shí)現(xiàn)了旋流吸液功能。在相同氣體流量下，旋流葉片高度越低，旋流氣液接觸分離元件的出口處切向速度與軸向速度的比值越大，分離及抗霧沫夾帶能力越強(qiáng)。
　　加工實(shí)驗(yàn)設(shè)備并搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在Φ350×1650mm的實(shí)驗(yàn)塔內(nèi)，對(duì)塔板的流體力學(xué)

3、性能進(jìn)行研究。結(jié)果顯示，進(jìn)氣方式的改變能有效地降低空塔壓降，改善了氣相分布不均的問題;干板壓降隨氣體流量增大而增大，相同氣體流量下，旋流葉片的高度越低，干板壓降就越大，并分析了壓降產(chǎn)生的原因。濕板壓降隨F因子增大而增大，旋流葉片的高度越低，濕板壓降越大。
　　通過F因子分別對(duì)葉片高度為57、66、79 mm的塔板的操作工況進(jìn)行判定，確定F因子小于11為漏液狀態(tài);葉片高度為57 mm的塔板能夠正常工作的F因子范圍為35～44;葉片高

4、度為66 mm的塔板能夠正常工作的F因子范圍為30～53;葉片高度為79mm的塔板能夠正常工作的F因子的范圍為24～53。將帶有靜態(tài)旋流氣液接觸分離元件的板式塔與工業(yè)規(guī)模的篩板塔進(jìn)行對(duì)比討論，發(fā)現(xiàn)葉片高度為79 mm的板式塔液泛氣速提高39.2％，操作氣速提高31.8％。對(duì)比研究了三種葉片高度塔板的負(fù)荷性能圖，發(fā)現(xiàn)旋流葉片的高度越高，塔板的氣液操作范圍就越大。葉片高度為79 mm的板式塔設(shè)備氣液比變化范圍為88～5900，具有更寬的操作