斜孔喷射塔板研究

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1、斜孔喷射塔板流体力学性能研究吴永胜王维德赵鹏张世伟(华侨大学化工学院厦门361021)摘要：木文主要介绍自行研制的“斜孔喷射塔板”的结构特点，并对其在喷射条件下流体力学性能中的塔板压降进行分析和研究，力图研制出一种结构简单、生产能力大、压降低且容易形成较为稳定的喷射操作条件的喷射塔板。关键词：斜孔喷射塔板，流体力学，传质性能ThestructureofthelatestdevelopmentofInclined-HolejettrayWuYongsheng,WangWeide,ZhaoPeng,ZhangS

2、hiwei(CollegeofChemicalEngineeringHuaqiaoUniversityXiamen361021)Abstract:ThispapermainlyintroducesthestructureofthelatestdevelopmentofInclined-Holejettray,ithasbeenexperimentallystudiedofthepressuredropwhichisthehydrodynamicsonthistypeoftray,andtriestosupp

3、ressasimplestructure,largecapacity,lowpressuredropandarelativelyeasilystablejet-operationconditionsofspraytray.Keywords:Inclined-Holejettray,hydrodynamics,masstransferperformance喷射塔板的出现，使得塔板上的气液两相都是以并流方式相遇或者接触，增大了气液负荷,强化了两相的接粗卩】，实现了现代工业分离对高效、低阻、大通量的要求，在业界受

4、到广泛的重视。同时标志着塔板技术从传统的泡沫鼓泡操作到更为广阔的喷雾液滴的工况领域。虽然，人们也逐渐认识到喷射塔板有很好的传质分离效率，但是市于实现喷射并稳定的条件较难达到,或者制造成木等原因，也使得喷射塔板在很大程度上受到限制⑷。斜孔喷射塔板是一种新型的并流喷射塔板卩

5、,容易形成较为稳定的喷射操作条件，且具有结构简单、生产能力大和良好的流体力学性能。在实际应用中，对板式塔进行改造时，可保留原有的筛板、降液管和塔圈，只将在原塔每层板上加上斜孔喷射塔板就能实现原有的鼓泡塔变成喷射塔板，使原有的分离效果和生产能

6、力都有很大幅度的提高，不但可以大大节约改造设备投资，而且可以显著缩短改造施工周期，节省施工费用。1实验1.1实验装置本实验在使用的塔为筛板塔，塔体采用有机玻璃加工而成，横截面为圆形，规格为e1200mm,筛板开孔率为9.3%。1.2实验内容本实验的研究内容包插斜孔喷射塔板的形状和尺寸设计，并以空气和水为实验物系，进行冷模实验，主要开展斜孔喷射塔板在稳定操作时压降的研究。1.3实验方案斜孔喷射塔板的流体力学性能冷模实验研究以空气■水为物系。空气经流量计计量后由风机输入塔的底部，经气体分布板分散后升入实验塔板，

7、将板上液体吹射成雾沫状态。在实验塔板中，气体为连续相，液体为分散相，气体与液体呈并流方式自孔板从下往上流动。上升的气体碰到拦沫器的下侧面后顺着拦沫器上的开孔继续往上流动流动，液滴同样由拦沫器上面的孔上升到拦沫器的上表面，然后大量液滴在拦沫器上层突起的导流作用下进入降液管进入下一层塔板。通过目测确定达到喷射条件，达稳定后测量两拦沫器间的压差确定筛板以及拦沫器的性能，通过拍照的方式获取各种操作状态下的液滴直径，作为一种辅助手段，对拦沫器性能进行参考。2实验结果与讨论2.1斜孔喷射塔板的设计（1）斜孔喷射塔板结构

8、示意图和装配示意图如图1和图2。vb»a=119b二168.20c=15d=9.24e=5图3斜孔喷射塔板设计图图2实验装配示意图图1斜孔喷射塔板结构示意图（2）斜孔喷射塔板设计讨论设计产品如上图所示，即在原来筛板上方加上一椭圆形筛孔板，其一侧有与孔同形状的柱状突起，椭圆短半轴长为塔内壁半径，通过控制椭圆长轴长，可以改变拦沫器在塔内的倾斜角。操作时使突起一侧朝上，拦沫器下端折过相应角度后插入降液管且紧贴降液管内侧直边，•町以有效防止拦沫器转动。当达到喷射状态时，液滴和气体并流往上通过拦沫器上的孔，气体继续往

9、上进入上层板，液滴在拦沫器板、重力和突起阻力多重影响下，落在拦沫器上层，在突起导流作用下沿斜面往下汇入降液管，进入下层板。产品加工相对简单，耗时少，安装方便，可以自由装卸，且加工费用低。研究发现，倾斜角在45°时，容易形成的稳定喷射条件，且液滴能被斜板有效拦截并导流，所以本实验只研究45°时的塔板结构性能，且将45°时的塔板设计定义为“斜孔喷射塔板”。（3）斜孔喷射塔板的结构具体参数见设计图3所示。2.2斜孔喷射