文档介绍：天津大学
硕士学位论文
填料塔液体分布器对塔内气液两相流动分布影响的研究
姓名:何泷
申请学位级别:硕士
专业:化学工程
指导教师:刘春江;俞旭峰
2011-12
中文摘要关键词:料塔的大型化,分离精度要求的提高,填料段数的增加以及更多大比表面积填料的工业应用,对填料塔中液体分布器的分布质量要求越来越高。目前,液体分布本文对影响液体分布器分布质量的原因进行了初步的探讨,通过对几种典型液体分布器的液相分布质量评价理论的介绍、讨论,并且结合实验验证,总结得出:魍计啦夥ǜ菀自谑导噬杓浦械玫接τ茫⒛鼙冉献既返亩砸禾宸布质量进行评价。液体分布质量与其分布点布置的几何形状、等面积的不同区域内分布点数量有关,而分布器总分布点的数量并不能完全说明分布质量的高低。填料塔内气体流动是一个复杂的过程,针对液体分布器气相分布的研究较少,很多实际工况下的气体流动特性测定困难等情况,本文利用计算流体力学软件分布进行模拟,较好的反应了气体经过分布器后在塔内的分布规律,并通过对各式液体分布器由于采用对称的气体分布方式,所以其气体分布效果比较理想。填料塔液体分布质量计算流体力学槽筒式分布器随着填料塔技术的发展,有关液体分布器的研究也逐渐深入。近些年来,填器的气液相分布质量评价尚没有统一的标准,相关的研究也相对较少。因此,对液体分布器的气液相分布的研究具有重要意义。,对不同的气体分布结构,在不同的空塔气速下,对液体分布器的气相自流场内不同界面的速度分析,揭示了各种气体分布结构的分布效果。其中槽筒
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填料塔开始应用于一个新的领域一空气分离【。传统的空分装置中上塔采用筛第一章文献综述填料塔的发展现状作为化工分离的方法,目前的选择很多,如蒸馏、吸收、萃取、结晶、吸附、膜分离等。在诸多分离方法中,蒸馏有着悠久的历史,无论是从技术的成熟程度传质设备,填料塔也广泛的应用于吸收、萃取、洗涤和换热等单元操作过程。在年代以前的时问里,板式塔的研究和开发一直处于领先地位。然而年代初期出现的世界能源危机迫使填料塔技术在其后的几十年来取得了很大的应用,也改变了工业蒸馏长期以来以板式塔为主的局面【纪年代初,用于浓缩重水的多管式高效填料精馏塔的研发成功,才真正标志率提高,可以节省サ哪芎摹D壳拔夜目辗肿爸靡捕家巡捎酶咝盍纤际酢由于填料塔在工业上成功的应用和工业中的实际生产需要,近些年呈现出填料塔大型化的趋势。年代稳运行多进展,工艺设计中涉及传质过程和流体力学方面的计算依据,仍主要依赖经验关大。这在很大程度上阻碍了新型填料塔的进一步开发,也限制了填料塔在其它领还是从工业应用的效果考虑,目前蒸馏是比较成熟的分离方法。作为蒸馏的重要发展。由于相继开发出性能优良的新型填料,特别是规整填料和新型塔内件的不断开发、应用和基础理论研究的不断深入,大型填料塔的工业应用取得了突破。填料塔由于具有效率高、压降低、操作弹性大、持液量小、结构简单、方便安装等优点,从而在炼油、石油化工、精细化工、食品、医药及环境保护等领域广泛在我国,填料塔技术的研究和应用虽然较早,但进展比较缓慢。直到世着我国对填料塔技术的研究与应用登上了一个新台阶【。自世纪年代初,板塔,由填料塔代替筛板塔后,改变了复杂的工艺流程,整塔压降降低,分离效年。年之后,随着国内千万吨炼油、百万吨乙烯项目的开工,直径米以上的填料塔也不断出现。目前,我国的填料塔技术仍处于半经验阶段。传质机理的研究还没有突破性联或直接的实验数据。若对一个缺乏实验数据的物系进行分离预测,往往偏差较域的应用。尽管如此,我们仍然可以看出填料塔技术的发展趋势:
填料塔的结构特点随着计算流体力学技术的日益成熟,通过流体力学软件可以模拟填料层内流的研发提供了很大的帮助,采用椒ㄑ芯刻盍纤诓康牧魈辶鞫晌R恢通过在结构形式上的研究,改善汽液的均匀分布,提高传递效率,降低流动阻力,增大通量以满足提高产品纯度、增大产量、节能、降耗等需求。同时还对诩难芯坑敫慕够的,通过国内外的理论研究和工业生产的实例说明,有些情况下,塔内件对于填料塔的影响是至关重要的。近些年来,通过对塔内件结构的创新与优化,改善了填料层的汽液分布。更多、更合理的塔内件应用于生产中,这是今后有待的发综合利用从小型热模试验和大型冷模试验得到填料的数据和关联式,配以适当的理论模型为依据的软件系统,通过计算机模拟为工业推广提供理论依据。有时需要参考类似物系工业装置操作数据方能保证有效性,因此对工业数据的积累提出了更高的要求。国内很少有塔径较大的实验室来做专门的数据采集工作,所部门,并建成了米的热模实验塔,来开展这方面的工作。填料塔由填料、塔内件和简体构成,如图所示。ü鼵方法分析填料层内的汽液流动体的复杂流动,可以模拟填料塔塔