新型导向梯形立体复合塔板的流体力学与传质性能研究
针对化工分离产业中对精馏塔板大通量、高效率、低能耗要求，解决精馏塔分离高能耗、低产能的问题。本文将板式塔不同开孔方式及填料相结合设计开发了一种新型塔板—导向梯形立体复合塔板(FTCT)并对其进行流体力学性能和塔板传质效率的研究。 在直径为500mm板间距为450mm的有机玻璃塔内以富氧水-空气为物系对6块FTCT塔板进行了冷模实验，测定了在不同实验条件下FTCT塔板的压降、清液层高度、雾沫夹带、漏液以及塔板传质效率。通过改变帽罩的排布方向，塔板帽罩的形态以及帽罩夹角大小，探究对塔板性能的影响，并且将FTCT塔板与New VST和F1浮阀塔板进行了性能对比。通过对实验数据的整理及作图分析表明，梯形帽罩排布方向对干板压降、雾沫夹带、漏液及传质效率影响较小，正向梯形帽罩有效的降低了塔板清液层高度和湿板压降;梯形与矩形帽罩对塔板的传质效率影响较小，在高气速下，梯形帽罩有效的降低了塔板压降、清液层高度、雾沫夹带以及漏液;不同角度梯形帽罩对塔板性能有较大影响，存在最佳夹角6°使塔板性能最优。FTCT塔板的干板压降比New VST塔板低10％以上，湿板压降低60％左右，雾沫夹带及漏液均比New VST塔板低;在高气速时，FTCT塔板的塔板压降比F1浮阀塔板低50％以上，雾沫夹带低30％以上。另外，FTCT塔板传质效率在70％以上，塔板效率较高。 此外，根据实验测定数据拟合得到了6块FTCT塔板的干板压降和湿板压降关联式，塔板压降拟合计算值与实验值相比误差均在10％以内且线性相关性均在0.98以上。根据塔板干板压降的产生因素，推导出FTCT塔板的干板压降模型，模型值与实验值相对误差均在10％以内。该模型为:△pd=0.97[1+（AFTCT/AS)2]F20,FTCT/2+8.02ZF1.720,FTCT利用上述压降模型可以为复合塔板的设计开发提供理论指导。 实验研究表明新型导向梯形立体复合塔板是一种性能良好的精馏塔板，具有塔板压降低、操作弹性大和传质效率高的特点，具有很好的发展潜力与工业应用价值。
精馏塔;塔板结构;流体力学;传质效率
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
刘辉
2018
中文
TQ053.5
139
2018-09-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）