浅析齿形导向浮阀塔板.docx

浅析齿形导向浮阀塔板摘要：本文应用空气—水系统及空气—水—CO2物系在1600×400mm2的矩形塔内对齿形导向浮阀塔板与组合导向浮阀塔板的流体力学和传质性能进行了对比实验。实验研究表明齿形导向浮阀塔板具有流体力学性能好、效率高的特点。关键词：导向浮阀；流体力学；效率作者简介靳永青（1982-）女河南人在读硕士主要从事塔设备研究.1前言塔设备分为板式塔和填料塔两大类。近年来由于新型填料的出现填料塔的应用逐渐增多但对于常压或加压物系特别是大塔径、多侧线的气液传质设备目前仍以板式塔为主因此开发和研究高效低压降塔板仍具有实际意义。浮阀塔在板式塔中占有重要地位由于塔板上设有浮动部件它具有良好的操作性能。工业上常用的为F1型（V1型）浮阀塔板F1型浮阀塔板具有很多优点但因塔板上液面梯度较大使汽体在液体流动方向上分布不均匀塔板的进口端易产生过量的泄漏塔板的出口端导致汽体喷射二者均使压降增大效率降低；F1型浮阀为圆形从阀孔出来的汽体向四面八方吹出使塔板上的液体返混程度较大降低了塔板效率；塔板两侧的弓形部位液体无主体流动通过滞止区的汽体几乎无组成变化这使塔板效率明显降低。压降大、效率低不利于增产节能为此开发和研究了导向浮阀塔板系列产品（图1）如导向浮阀塔板[1]、组合导向浮阀塔板[2]、齿形导向浮阀塔板[3]。组合导向浮阀塔板由矩形导向浮阀与梯形导向浮阀组合而成齿形导向浮阀也分为矩形与梯形状。尽管导向浮阀塔板与组合导向浮阀塔板已在国内外1500多个塔器中获得应用并取得好的效果但如何将塔板上气体分散为小气泡还需进行深入研究。因浮阀塔板上液相为连续相气相为分散相将气相由大气泡转为小气泡可增加传质表面积。保留导向浮阀塔板的一切优点改善气相的分散状况本着该构思本文开发了一种齿形导向浮阀塔板。齿形导向浮阀表现在气体从阀孔进入塔板时首先被齿形状的阀孔所分散然后再通过浮阀边缘的齿缝进一步被分散撕裂从而大大提高了气体的分散度提高了传质效率。本论文对齿形导向浮阀塔板与组合导向浮阀塔板进行了流体力学性能和传质效率的对比实验。2实验设备实验装置及流程如图2所示。实验设备为1600mm×400mm的矩形塔。全塔分为三层下层为一块筛板使得气体均匀分布中间层为实验塔板上层为捕沫板。捕沫板的塔板型式和开孔率与实验塔板相同—塔顶装有两块旋流板配合捕沫板收集雾沫夹带。液体泄漏由装在塔底的液体排出口收集。在实验板塔节上设有有机玻璃塔壁从而可以观察塔板上的气液接触状况。在实验板下部的塔节上装有两对视镜可以观察泄漏情况。在流体力学实验中采用空气—水系统空气由鼓风机输入气体流量由毕托管测定；自来水用离心泵输送液体流量由转子流量计设定由实验塔板流出的液体返回水槽循环使用。（1）鼓风机（2）毕托管（3）液体转子流量计（4）塔体（5）气体分布板（6）塔板（7）旋流板（8）水泵（9）水槽图2实验装置及流程3流体力学性能的比较在1600´400(mm)矩形实验塔内应用空气——水系统对齿形导向浮阀塔板与组合导向浮阀塔板的流体力学进行了实验比较。3.1塔板压降的比较在相同条件下齿形导向浮阀塔板与组合导向浮阀塔板的压降比较如图3所示。由图3可以看出当液流强度L=80m3/m.h时齿形导向浮阀塔板的压降比组合导向浮阀塔板压降低这是由于齿形导向浮阀塔板的气相阀孔线速度大幅下降使压降降低。3.2雾沫夹带的比较在相同条件下齿形导向浮阀塔板与组合导向浮阀塔板雾沫夹带的比较如图4所示。由图4可以看出齿形导向浮阀塔板的雾沫夹带明显小于组合导向浮阀塔板齿形导向浮阀塔板的空塔动能因子接近3.0而组合导向浮阀塔板的空塔动能因子为2.5齿形导向浮阀塔板的处理能力比组合导向浮阀塔板高。3.3泄漏的比较在相同条件下齿形导向浮阀塔板与组合导向浮阀塔板泄漏率的比较如图5所示。由图5可以看出齿形导向浮阀塔板的泄漏率比组合导向浮阀塔板小。主要是由于齿形导向浮阀塔板的气相被分割为微小气泡减少了大气泡因脉冲而产生的泄漏。4传质性能的比较利用空气——水——CO2系统测定了齿形导向浮阀塔板CO2解吸的塔板效率。图6对F1型浮阀、导向浮阀、组合导向浮阀、齿形导向浮阀塔板进行了比较。实验结果表明齿形导向浮阀塔板CO2解吸的塔板效率高于组合导向浮阀塔板。结果说明齿形导向浮阀塔板具有良好的传质性能。5齿形导向浮阀塔板在石油化工中的应用仪征化纤股份有限公司聚酯一单元乙二醇分离塔塔径Φ1200mm18层泡罩塔板塔顶废水中含0.6乙二醇废水中含乙二