丁梦军[1]2011年在《新型大通量复合塔板的特性研究》文中研究说明本文对塔板近年来的发展状况和进展进行了介绍,表明随着工业规模的不断扩大,环境保护、节约能源逐步深入到传统的化工领域,塔板的分类会越来越细,而大通量塔板开发是非常重要的一个方向,本文对大通量塔板的发展现状、板型和开发方式做出了详细的介绍和探讨。在对大通量塔板已有的研究基础之上,提出了由浮舌喷射板、旋流板复合而成的新型大通量复合塔板,并且根据浮舌喷射板、旋流塔板的特点自行设计了复合塔板。在直径为100 mm的精馏塔内,以乙醇—水为介质,研究了大通量复合塔板的操作状态、压降和板效率。根据实验数据和文献资料建立了大通量塔板的压降模型和浮舌喷射板效率模型。大通量塔板可分为全喷射、半喷射和漏液状态。和两类新型浮阀塔板的压降比较表明,大通量塔板的压降在大液量(喷淋密度U>5 m3/(m2·h))时高于两类新型浮阀塔板,在低液量时压降介于两类塔板之间。大通量复合塔板具有较高的传质效率,传质效果相当于1.2块理论板。压降模型值与实验值的最大正偏差为9.18%,最小负偏差为-5.98%,平均相对偏差为1.35%,表明所建立的模型是可靠的,在一定范围内可以对大通量塔板的压降进行预测。建立了浮舌喷射板的效率模型,并与实验数据做了对比,塔板效率模型和喷射板实验值的正负偏差在20%以内,平均相对偏差为-2.89%,说明所建立的模型是比较准确的,可以用该模型对浮舌塔板的效率进行预测。
陈红[2]2014年在《部分回流条件下十字旋阀塔板传质性能研究》文中研究表明本文就新型塔板的创新结构对改善塔板传质性能、流体力学性能以及提高塔板效率进行了理论分析及综述。在此基础上,以环已烷-正庚烷为实验物系,在直径750mm、塔高4000mm、内置4块塔板的板式精馏塔内,在常压、部分回流、堰高50mm的条件下,对十字旋阀塔板的传质效率进行了实验研究。考察了阀孔动能因子、回流比、开孔率等因素对传质性能的影响。同时将实验值与O'connell效率模型、A.I.ChE.效率模型以及Kastanek效率模型的计算值进行对比,并采用量纲分析法建立了部分回流条件下十字旋阀塔板的效率模型经验表达式。研究结果表明：在相同操作条件下,开孔率越大,塔板效率波动越大,效率值越小；相同开孔率下,回流比越小,传质性能越差。Kastanek效率模型是能直接适用于浮阀塔板的经验模型,与实际测定情况数据更接近。根据实验数据建立的十字旋阀塔板效率模型计算值与实验数据最为接近,相对误差在10%以内,而且变化趋势一致。实验建立的关联模型充分考虑了回流比、开孔率、物系性质及阀孔动能因子的影响。表明实验建立的经验模型能够对十字旋阀塔板在部分回流条件下,中试塔设备内分离环已烷-正庚烷物系的塔板效率有很好的预测效果。十字旋阀塔板经验模型可以作为未来工业生产的重要参考依据。
岳立平[3]2011年在《十字旋阀塔板传质效率的研究》文中研究表明本文以环己烷—正庚烷为物系,在塔高4m,直径750mm,内设置4块塔板的不锈钢塔中进行传质实验。在常压、全回流条件下,考察了阀孔动能因子、出口堰、开孔率高等因素对十字旋阀塔板传质效率的影响。实验结果表明：在8.22%、11.2%、13.56%、15.69%四种开孔率中,开孔率为11.2%的塔板传质性能最好。当处于泡沫接触状态时,在30mm、50mmm和70mmm叁个规格堰高下,堰高每增加一个规格,板效率及全塔效率均可提高近5-10%；而喷射状态下,堰高对板效率几乎没有影响。在开孔率大致接近的条件下,比较各种浮阀塔板的全塔效率,发现十字旋阀塔板的传质效率介于F1型塔板与ADV浮阀塔板之间,稍低于组合导向浮阀塔板。此外,本文在大量实验数据的基础上,采用AIChE模型和Chen, Chuang模型来预测板效率,并考察其准确性,发现AIChE模型与实验值比较接近,偏差在8%以内。
计建炳[4]2001年在《复合塔板流体力学和传质性能的研究》文中指出本文研究的复合塔板是在穿流筛板之下紧贴一层50～150mm的规整填料所构成，它有叁个传质区，即塔板上的泡沫区、填料层内的液膜区以及填料层下的淋降区，因此，具有很高的传质效率。复合塔板不设降液管，气液同时逆流穿过筛孔。本文根据复合塔板的气液流动特点，分析了气液穿孔流动的机理。根据前人的研究结果，提出复合塔板在操作时，由于泡沫层的波动，其筛孔存在通气、通液和阻塞叁种状态。波峰对应的筛孔通液，波谷对应的筛孔通气，波腰对应的筛孔处于阻塞状态。随着波的运动，处于通液、通气和阻塞状态的筛孔不断变化。同一时刻叁种状态的筛孔数与总筛孔数之比，分别称为通液率、通气率和阻塞率。 采用多路电导测试仪，在直径500mm的冷模塔内，以空气-水为介质，首次较系统地测量了开孔率为20％和25％的复合塔板的通气、通液和阻塞筛孔的数量比例，获得了通气率、通液率和阻塞率随气液变化的基本规律。此外，实验发现，不同喷淋密度下，复合塔板液泛时的筛孔真实气速均为11m／s左右，据此，可推算出复合塔板的操作上限。 复合塔板的压降可认为由干板压降、清液层阻力、填料层压降和克服液体表面张力的压降四部分组成，所建立的压降计算模型，能较好地预测复合塔板的压降，计算值与实验值误差在±20％以内，可用于工程设计。此外，根据复合塔的流体力学性能，确定了其操作范围的计算方法。 在直径300mm的精馏塔内，以乙醇-水为介质，进行了复合塔板、穿流筛板、筛板和浮阀塔板的传质效率的研究。测定了复合塔板的全塔效率、塔板效率、泡沫区和液膜区效率以及其余叁种塔板的效率。实验表明，复合塔的全塔效率和单板效率在F因子1～2.5m／s(kg／m3)”’范围内，可超过 100％，最高效率达 122％，远高于穿流筛板、筛板和浮阀塔板的效率。填料层的效率依据所复合的填料层高度的不同，分别可占到效率的 20％～53％。 在 200mm X 300nun的有机玻璃方塔内，以空气－水为介质，采用 CCD拍摄技术和塔内气液两相流计算辨识技术，测定了开孔率为20％的复合塔板上泡沫层的气液接触比表面积，并建立了关联式。为建立泡沫层的传质模型，提供气液接触比表面积的实验数据。 以溶质渗透理论为基础，建立了泡沫层的传质模型，根据泡沫层的传质模型和规整填料的FBR传质模型，获得了预测复合塔板传质效率的模型。模型的预测值与实验值的上偏差在 20％以内，负偏差在 15％以内。
陈帆[5]2001年在《复合塔板传质效率模型》文中指出复合塔板是一种新型的塔板，它是由一层规整填料紧贴在穿流筛板下面组成。 本文在300×200mm的方塔中，以空气-水为物系，在常压条件下，测定了不同结构参数的穿流筛板和250Y型规整板波填料组成的各种复合塔板在传质过程中泡沫区的气液接触比表面积a的值；并且运用因此分析方法建立了a有关于Re、We、Fr等无因次准数的数学模型，用该模型计算得到的a值与试验测得值的平均标准偏差为9.1％。研究结果表明：气液接触比表面积a与气/液的密度、粘度、表面张力等物性参数和穿流筛板的孔径、开孔率等结构参数密切相关，密度对其影响最大。 复合塔板的传质主要集中在液膜区和泡沫区。本文推导得到了这两个区域的传质效率模型和复合塔板总传质效率的数学表达式。根据在内径300mm的塔内，以酒精-水为物系，常压、全回流条件下测得的不同结构参数（开孔率和孔径）的穿流筛板和规整板波填料复合而成的复合塔板的传质性能数据，对液膜区和泡沫区的传质效率进行了试算，80个实验值中的85％以上的数值与模型值的偏差在±15％以内。研究结果表明：（1）复合塔板结构参数相同的情况下，泡沫区的传质效率随着空塔动能因子F的增大而增大；（2）复合塔板结构参数相同的情况下，液膜区的传质效率随着空塔动能因子F的增大而减小；（3）复合塔板结构参数相同的情况下，复合塔板的总传质效率随着空塔动能因子F的增大而增大；（4）穿流筛板结构参数和空塔动能因子F相同的情况下，复合塔板的总传质效率随着填料层高度的增大而增大。
薛珺[6]2013年在《多种塔板传质性能的比较研究》文中研究指明本文使用Aspen Plus流程模拟软件,采用RK-SOAVE热力学方法,在塔径750mm,内置4层塔板的精馏塔中,以环己烷-正庚烷为物系,进行了波纹导向浮阀塔板、十字旋阀塔板的传质性能的模拟研究与比较,考察了阀孔动能因子、开孔率及出口堰高等因素对塔板传质效率的影响。模拟计算结果和实验结果比较吻合,能够真实反映实验装置内的传质情况。另外还将二者模拟结果与F1型塔板进行了比较。模拟结果表明：在8.47%～15.68%的开孔率范围内,开孔率对波纹导向浮阀塔板和十字旋阀塔板的传质效率均有明显影响；在30～70mm的堰高范围内,随着堰高的增加,波纹导向浮阀塔板和十字旋阀塔板的传质效率均有不同程度提高；叁种塔板中,波纹导向浮阀塔板性能最为稳定和良好。此外,本文还运用工程实验数据拟合系统对塔板效率进行了数据拟合,得到了塔板效率与阀孔动能因子关联方程,获取了现有条件下实验无法测得的关键性数据。本课题的研究成果可为工业设计与放大提供依据。
蔡红[7]2012年在《筛板精馏塔在线装置的开发及传质性能的研究》文中研究指明本文以环已烷和正庚烷为实验物系,开发了塔径为110mm、开孔率为6.84%的小型筛板塔在线装置,并进行了传质性能的研究。运用MCGS组态软件对温度、压力、液位、流量和加热功率进行监控,研究了加热功率、进料温度、进料流量和进料浓度对筛板塔塔板效率的影响,获得了该精馏塔的最佳工艺操作条件。同时,在全回流条件下,与塔径为750mmm、开孔率为6.4%的中试筛板塔进行了传质性能的对比,发现大塔的全塔效率比小塔高20%左右。在实验的基础上,运用叁种经典的效率预测模型Chan-fair模型、AIChE模型和Chen, Chuang模型计算点效率,再结合扩散模型得到默弗里板效率,通过比较模型值和计算值,找出了最合理的效率预测模型,研究结果为工业设计与放大提供依据。
杨康[8]2015年在《部分回流下十字旋阀塔板效率的研究》文中研究指明本实验以环己烷-正庚烷物系,在直径为0.75 m、塔高为4 m、内置4块塔板、40m2板式再沸器和30m2板式冷凝器的精馏塔中考察了开孔率、阀孔动能因子、回流比等因素对十字旋阀塔板默弗里板效率的影响。其中开孔率变量是8.22%、11%和13.56%；阀孔动能因子变化范围是(4-16)(m/s)(kg/m3)0.5;回流比变量是∞、15、10、8。并选择相对应的实验操作条件下,将十字旋阀塔板与F1型浮阀的板效率作了对比。此外,将实验值与AIChE效率模型、Chen-Chuang效率模型和改进的Chen-Chuang效率模型的计算值进行对比,并对全塔效率和板效率进行了拟合。通过以上的实验发现：在实验中第叁块塔板的效率较其他位置的塔板稳定；在相同回流比下,随着阀孔动能因子的增大,开孔率越大,塔板效率越低且波动越大；开孔率为11%的塔板效率较为稳定；相同开孔率下,塔板效率接近,并随着回流比的减小,塔板效率波动增大；与F1浮阀类塔板进行对比,发现十字旋阀塔板的塔板效率较大。研究还表明AIChE模型不适合十字旋阀塔板效率的计算,而改进的Chen-Chuang模型较适合十字旋阀塔板效率的计算；同时也得出了较为正确的全塔效率和塔板效率关联式,可以为工业上预测十字旋阀塔板效率提供一定的参考经验。
张苗[9]2017年在《新型立体复合塔板的流体力学与传质性能研究》文中提出本文针对板式塔发展趋势和行业需求,在复合塔板的思想理念下设计了一种大通量、高效率的新型立体复合塔板,简称FJPT塔板。常温常压下,以空气-水-氧气为物系,在内径为0.5m的有机玻璃塔中对6块FJPT实验塔板进行冷模实验,测定其流体力学与传质性能数据,包括清液层高度、干板压降、湿板压降、漏液、雾沫夹带和塔板效率。通过改变塔板上矩形升气孔大小、帽罩底隙高度和帽罩内填料比表面积,探索影响塔板性能的结构因素,同时将FJPT塔板性能与New VST进行对比。实验结果表明,矩形升气孔越小,清液层高度和塔板压降越高,漏液率和雾沫夹带率越低,升气孔开孔大小有一个最合适的中间值使塔板效率最高;帽罩底隙高度变化对FJPT塔板的干板压降无影响,帽罩底隙高度越小,清液层高度、湿板压降和漏液率越高,雾沫夹带率越低,塔板效率越高;与帽罩内填料为Mellapak 250Y的塔板相比,帽罩内填料为Mellapak 500Y的塔板在低气速下清液层和湿板压降略低,在高气速下相反,在测定整体范围内干板压降略高,雾沫夹带率和漏液率更低,塔板效率更高。与New VST相比,FJPT的干板压降平均降低60%左右,湿板压降降低60%以上,漏液率下降速率更快,气体操作上限更高,塔板效率平均升高5%左右。根据实验数据,得到了 6块FJPT实验塔板的干板和湿板的压降经验拟合式,拟合结果与实验结果的相对偏差大部分在5%以内。此外,本文还根据压降产生原理,结合影响FJPT塔板压降的因素,推导出了用于计算FJPT塔板干板压降的理论模型,模型计算值与实验值相对偏差均在10%以内,在FJPT型塔板的研究与设计中有一定的指导意义。研究表明,FJPT塔板具有压降低、通量大、操作上限高、传质效率高的优点,是一种性能优良的复合型塔板,具有很广阔的发展前景。
张武龙[10]2015年在《新型导向孔—梯形浮阀复合塔板的流体力学与传质性能研究》文中进行了进一步梳理本文研究了一种新型塔板,即导向孔-梯形浮阀复合塔板(FG-VT塔板),根据采用浮阀种类的不同,FG-VT塔板可分为Ⅰ型和Ⅱ型。在直径为500mm的有机玻璃冷模塔内,以空气—水—氧气为物系对开孔率分别为16.08%、17.34%、18.43%的FG-VTⅠ型塔板与开孔率分别为15.83%、17.22%、18.07%的FG-VTⅡ型塔板进行了流体力学及传质性能实验。测定了不同条件下塔板的干板压降、湿板压降、雾沫夹带、漏液和塔板效率等参数。将实验数据进行了整理、作图、分析,并将FG-VT塔板与开孔率为16.97%的F1浮阀塔板进行了性能对比。根据实验数据,拟合得到了FG-VTⅠ型塔板与FG-VTⅡ型塔板的干板压降和湿板压降关联式,拟合精度较高,计算值与实验值相对偏差基本在±5%以内。通过与F1浮阀塔板进行性能对比,发现FG-VT塔板的性能明显优于F1浮阀塔板。与F1浮阀相比,FG-VTⅠ型塔板干板压降平均低l00Pa/层左右,湿板压降低100-200Pa/层；FG-VTⅡ型塔板干板压降平均低200Pa/层以上,湿板压降低200-450Pa/层。FG-VTⅠ型塔板塔板效率比F1浮阀塔板高8%左右,FG-VTⅡ型塔板比F1浮阀塔板高11%左右。FG-VTⅠ型塔板漏液率比F1浮阀塔板低2%左右,FG-VTⅡ型塔板在低气速时漏液率高于F1浮阀塔板,气速稍高时漏液即小于后者。总之,FG-VT塔板干板压降和湿板压降比F1浮阀塔板低,漏液要略小于F1浮阀塔板,传质效率比F1浮阀塔板高,只有雾沫夹带与F1浮阀相当,是一种性能优良的新型塔板。此外,本文还对FG-VT塔板的十板压降和湿板压降模型进行了理论推导,得到了比较准确的压降模型,模型计算值与实验值相对偏差均在±10%以内。研究结果表明：FG-VT塔板是一种具有压降低、漏液少、传质效率高、结构简单的新型塔板,可以替代F1浮阀塔板在工业中进行应用。
参考文献：
[1]. 新型大通量复合塔板的特性研究[D]. 丁梦军. 浙江大学. 2011
[2]. 部分回流条件下十字旋阀塔板传质性能研究[D]. 陈红. 华东理工大学. 2014
[3]. 十字旋阀塔板传质效率的研究[D]. 岳立平. 华东理工大学. 2011
[4]. 复合塔板流体力学和传质性能的研究[D]. 计建炳. 浙江大学. 2001
[5]. 复合塔板传质效率模型[D]. 陈帆. 浙江工业大学. 2001
[6]. 多种塔板传质性能的比较研究[D]. 薛珺. 华东理工大学. 2013
[7]. 筛板精馏塔在线装置的开发及传质性能的研究[D]. 蔡红. 华东理工大学. 2012
[8]. 部分回流下十字旋阀塔板效率的研究[D]. 杨康. 华东理工大学. 2015
[9]. 新型立体复合塔板的流体力学与传质性能研究[D]. 张苗. 北京化工大学. 2017
[10]. 新型导向孔—梯形浮阀复合塔板的流体力学与传质性能研究[D]. 张武龙. 北京化工大学. 2015