多溢流大型塔板的計算傳質(zhì)學(xué)研究.pdf

1、多溢流大型精餾塔的設(shè)計一直是工程設(shè)計的難點，目前普遍采用的設(shè)計方法一般不考慮塔板上液體流動對傳質(zhì)效果的影響，本課題組前期的研究表明塔板上液體流動結(jié)構(gòu)是影響塔板效率的重要因素，但關(guān)于大型多溢流塔板上液體流動結(jié)構(gòu)變化對塔板傳質(zhì)效率影響的相關(guān)研究尚未見文獻(xiàn)報道，為此本文以直徑12m的四溢流大型精餾塔塔板設(shè)計為具體研究案例，應(yīng)用計算傳質(zhì)學(xué)方法來研究流體流動結(jié)構(gòu)對板效率的影響，建立了描述四溢流塔板上液體流動和傳質(zhì)狀況的理論化計算方法，并對含有10

2、塊塔板的精餾塔全塔流動與傳質(zhì)狀況進行了初步研究。
　　 本文首先對單塊塔板的流動與傳質(zhì)現(xiàn)象進行了研究。針對等流道長度和等鼓泡區(qū)面積兩種設(shè)計方法，運用CFD技術(shù)對不同流量分配下塔板上的速度場和濃度場進行了模擬，結(jié)果發(fā)現(xiàn)所研究的塔板的側(cè)翼板出現(xiàn)回流區(qū)，而中間板未出現(xiàn)回流區(qū)；在等流道長度情況下，當(dāng)側(cè)翼板和中間板的液體流量比Q1/Q2為1/2時計算出的塔板效率最高，而在等鼓泡區(qū)面積情況下流量分配比Q1/Q2為1時塔板效率最高，而且在相等

3、流量分配下等鼓泡面積法比等流道長時得到的塔板效率高，其他流量分配下等流道長法比等鼓泡面積法得到的塔板效率高。針對兩種傳統(tǒng)的設(shè)計方法，提出了三種改進方法，即：加設(shè)導(dǎo)流板，改進降液管結(jié)構(gòu)，加設(shè)導(dǎo)流板同時改進降液管結(jié)構(gòu)。模擬結(jié)果表明：這三種改進方法均可以減小液體回流區(qū)面積。通過對各種結(jié)構(gòu)塔板效率的比較發(fā)現(xiàn)，等流道長度法采用加入導(dǎo)流板的四溢流塔板在流量分配比為1/2的情況下的塔板效率最高，比傳統(tǒng)設(shè)計方法提高4.6％；等鼓泡面積法采用帶導(dǎo)流板和改