雙層旋流式高速塔水力學(xué)性能研究.pdf

1、本文旨在提高塔設(shè)備的氣相處理量，設(shè)計(jì)了一種新式板式塔結(jié)構(gòu)，稱(chēng)之為高速塔。高速塔利用旋流接觸元件內(nèi)氣體速度高和氣液分離效率高的特性，將其移植到塔板上，并設(shè)計(jì)新式的進(jìn)液通道，讓液體直接進(jìn)入葉片中心。液體從葉片出口流出后，立即與氣體接觸傳質(zhì)，并在氣流的旋轉(zhuǎn)作用下，實(shí)現(xiàn)離心分離。這種新式結(jié)構(gòu)，改變傳統(tǒng)的氣液接觸方式鼓泡式為噴射式，使氣相保持為連續(xù)相與分散的液相接觸。由于氣液的接觸傳質(zhì)與分離過(guò)程同時(shí)發(fā)生，塔板空間得到了充分利用。
　　首先對(duì)

2、單個(gè)旋流接觸元件進(jìn)行數(shù)值模擬分析，得到了旋流接觸元件內(nèi)部氣相流場(chǎng)的一些特性:
　　(1)軸向速度沿徑向向外先減小后增大，這將導(dǎo)致氣體的回流，使得氣液能夠反復(fù)接觸傳質(zhì);切向速度沿徑向逐漸增大，最外側(cè)切向速度達(dá)到最大;徑向速度整體較小，這為氣液提供了更充分的接觸時(shí)間;
　　(2)在旋流接觸元件葉片出口中心產(chǎn)生的低壓區(qū)和降液管液位靜壓的共同作用下，液體能夠順利進(jìn)入旋流接觸元件，并且，隨著氣相處理量的增大，降液管最低液位不斷增大;旋

3、流接觸元件的總壓降主要集中在葉片出口處。
　　依據(jù)模擬結(jié)果，設(shè)計(jì)高速塔的具體結(jié)構(gòu)，然后送加工廠進(jìn)行械加工。在完成實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建后，本文對(duì)高速塔的干床氣相壓降性能和濕床壓降性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，得到如下主要結(jié)論:
　　(1)干床壓降隨氣體處理量的增加而增大，各層塔板的壓降由下至上逐級(jí)遞減;
　　(2)塔板濕床壓降隨氣相流量的增大而顯著增加，隨液相處理量的增大而稍有增加;當(dāng)氣體處理量較小時(shí)，各級(jí)塔板的濕床壓降大小相當(dāng)，當(dāng)氣相

4、處理量較大時(shí)，各級(jí)塔板的壓降由下至上逐級(jí)遞減。
　　在此基礎(chǔ)之上，本文進(jìn)一步研究了高速塔的負(fù)荷性能，對(duì)高速塔的液泛、漏液和干板現(xiàn)象進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，匯總氣相流量和液相流量的操作范圍，得到高速塔的負(fù)荷性能圖，并得到以下結(jié)論:
　　(1)隨著液體流量的增加，液泛氣速逐漸減小，但是漏液氣速基本保持不變，液體流量下限穩(wěn)定在較低水平，上限隨著氣體處理量的增加，稍有減小;
　　(2)高速塔的氣相處理能力較傳統(tǒng)的篩板塔提高45.5％，