NS穿流复合塔板对于乙二醇再生塔在海上平台防晃动可行性分析

海上油气开采浮式装置因风浪而产生较大晃动,对乙二醇再生装置的气液接触产生负面影响,常规的措施是通过回流比来减少塔内液体分布不均的影响,效果有限且带来再生能耗增加。结合现有对液体分布器、液体再分布器、塔内流体分布性能在海上晃动平台上的性能研究,结合工程实际情况,对现有塔器进行优化探讨,提出采用NS穿流复合塔板的优化方案,该塔板具有气液自分配功能,可省去气液再分布器,降低塔高,这对海上操作平台尤其重要,可减少塔径,实现塔器小型化。

导向孔与筛孔和导向浮阀复合塔板的实验研究

设计了导向孔-导向浮阀复合塔板和筛孔-导向浮阀复合塔板,在板间距为600 mm,液流强度为20 m^3/(m·h),1 500 mm×450 mm的矩形塔内,以空气-水系统测试了3种塔板的干板压降,湿板压降,雾沫夹带率,漏液率,清液层高度,泡沫层高度水力学性能。由实验数据分别拟合了3种塔板干板压降,湿板压降,雾沫夹带率,漏液率的关联公式。实验表明:筛孔-导向浮阀复合塔板在压降和漏液率方面优于导向浮阀塔板;导向孔-导向浮阀复合塔板在水力学方面都优于导向浮阀塔板,是一种操作弹性大,具有更好水力学性能的优良塔板;选择合适的塔内件复合也是改善塔板性能的关键。

复合塔板的开发及其工业应用

对比板式塔和填料塔的特点 ,将规整填料与穿流板有机组合 ,开发出新型的复合塔板。阐述了复合塔板的原理和结构 ,对复合塔板的流体力学和传质性能进行分析 ,并进行了复合塔板的冷模试验和热模试验 ,试验结果表明与常规塔板比较 ,复合塔板塔板效率高 4 0 %以上、板压降低 30 %以上 ,基本消除了雾沫夹带 ,塔板效率与高效填料相当。复合塔板可明显降低塔高或缩小塔径 ,降低设备费用 ,减小回流比 ,节约能源。

复合塔板的流体力学特性(Ⅱ) 操作变量和液体物性对塔板流体力学特性的影响

在前文工作的基础上进一步研究了同时具备大孔径和高开孔率条件的复合塔板 ,研究了操作变量和流体的物理性质对该复合塔板流体力学性能的影响 .结果表明 :液体的密度增加 ,塔板压降增加 ,漏液量增加 ;黏度增加 ,塔板压降降低 ;表面张力减小 ,漏液点速度上升 ,雾沫夹带增大 。

新型导向复合塔板的性能研究

结合导向筛板与规整填料的优点,开发出具有导向功能的新型导向复合塔板。在内径60cm的玻璃塔中,采用氧气-水物系进行了实验,考察了导向复合塔板的塔板压降、雾沫夹带、漏液、单板氧解析效率等流体力学性能和传质性能,并与F1型浮阀塔板及导向固定阀塔板的性能进行了比较。由实验数据关联得到了干板压降、湿板压降和雾沫夹带率的经验式。实验结果表明,导向复合塔板的干板压降为50～200Pa,湿板压降为700～1100Pa,液流强度低于5.263m3/(m.h)时雾沫夹带率小于10%,筛孔气速大于7.9m/s时漏液率几乎为零,单板氧解析效率保持在80%以上;导向复合塔板的总体性能优于F1型浮阀塔板和导向固定阀塔板。

CTST-F1复合塔板的实验研究

结合CTST和F1浮阀各自的优点,在CTST塔板的基础上组合得到了新型的CTST-F1复合塔板。以空气-水为物系,在直径为570 mm的有机玻璃冷模实验塔内,对CTST-F1复合塔板的清液层高度、板压降、雾沫夹带、漏液量等流体力学性能进行了实验测定,并与CTST塔板和F1浮阀塔板的性能进行了比较。由实验数据关联得到了复合塔板的干板压降、湿板压降和雾沫夹带的经验公式。实验结果表明:CTST-F1复合塔板通量大、效率高、板压降比F1浮阀低,气相负荷上限高于F1浮阀,下限比CTST塔板和F1塔板都低,操作弹性大且接近于CTST,是一种具有广泛应用前景的新型塔板。

新型导向筛板-浮阀复合塔板的流体力学性能研究

在内径为Φ600 mm的有机玻璃塔内,以空气-水为物系,对一种新型复合塔板———导向筛板-浮阀复合塔板进行了冷膜实验,对开孔率基本相近、浮阀个数不同的复合塔板的流体力学性能进行了测试,测定了不同条件下塔板压降、雾沫夹带、漏液等流体力学参数,研究了在开孔率相近的情况下,浮阀个数不同对复合塔板性能的影响。根据实验结果,回归得到了导向筛板-浮阀塔板的干板压降的计算公式Δpd=au02+b和湿板压降的计算公式ΔpT=aF0bLcW,并分析了雾沫夹带和漏液量随筛孔气速和液流强度的变化关系,获得了新型导向筛板-浮阀塔板的设计参数和依据。

提高复合塔板操作弹性和通量研究

在内径为 5 0 0mm和 30 0mm的塔内 ,以空气 水为物系 ,测定了不同结构 (浮阀 筛孔穿流板、非均匀开孔率穿流板、双孔径穿流板 )的穿流板与 2 5 0Y规整填料组成的各种复合塔板的流体力学性能。试验结果表明 :浮阀 筛孔复合塔板操作弹性小、气液处理量小 ;非均匀板复合塔板与均匀板复合塔板相比 ,操作弹性大2 0 %— 6 0 % ,气处理量大 2 0 %— 80 % ,液处理量大 70 %左右 ;双孔径复合塔板比单孔径复合塔板处理量略微增大 ,操作弹性高达 3.5以上。

非均匀开孔率复合塔板性能研究

在内径300mm的有机玻璃塔内,以空气-水为物系,研究了非均匀开孔率穿流塔板与100mm厚的250Y规整填料组成的复合塔板的流体力学性能;在内径300mm的不锈钢塔内,以乙醇-水为物系,常压全回流情况下,研究了非均匀开孔率复合塔板的传质性能。研究结果表明,非均匀开孔率复合塔板与均匀开孔率复合塔板相比,具有效率略高、板压降随气液量增大平缓、操作弹性增大20%～60%、气体处理量增大20%～80%、液体处理量增大70%左右的突出优点。非均匀开孔率复合塔板是一种高效高弹性高通量塔板。

复合塔板的流体力学特性(Ⅰ) 孔径和开孔率对塔板流体力学特性的影响

基于火力发电厂烟气脱硫工程化项目的需要 ,提出了一种同时具备大孔径和高开孔率条件、由大孔筛板和波纹板填料及其附件构成的复合塔板 ,研究了孔径和开孔率对于该复合塔板流体力学性能的影响 .结果表明 :与其他的塔板相比 ,该塔板在同样的操作条件下压降更低 。

复合塔板气液运动的实验研究

采用多路电导测试系统,在直径500mm的冷模塔内,以空气-水为试验物系,研究了开孔率20%和25%复合塔板上的气液运动规律.实验揭示了气液穿孔运动的三种状态:通液、通气和阻塞,并对复合塔板的气液运动机理进行了阐述.实验考察了空塔动能因子F、喷淋密度LV和开孔率φ对通液率、通气率和阻塞率的影响,分析了筛孔真实气速与复合塔液泛点关系.结果表明:F因子增大,通气率也增大,而通液率和阻塞率减小;喷淋密度增加, 通气率下降,通液率上升;开孔率较大,则通气率较小,通液率和阻塞率较大;在实验范围内(开孔率20%及25%、喷淋密度5～40m3·(m2·h)-1的情况),复合塔液泛点的筛孔真实气速在11m·s-1左右,为其它物系确定操作上限提供了依据.

立体连续传质复合塔板流体力学特性

通过分析板式塔与填料塔各自的优缺点,在梯矩形主体连续传质塔板的基础上,提出一种由喷射型塔板、规整丝网填料及其附件构成的复合塔板.实验考察了操作条件与几何结构等因素对该复合塔板流体力学性能的影响.结果表明与其他板式塔板相比,该塔板在相同的操作条件下具有压降更低、通量更大、操作弹性更高、雾沫夹带更小等优点.

复合塔板传质性能研究

在内径为 76mm的玻璃塔内 ,以乙醇 -水为试验物系 ,研究了复合塔板的传质性能。研究表明传质主要在塔板上的泡沫区及填料段的液膜区内进行 ,而淋降区的贡献甚小 ,并研究了影响复合塔板传质性能的诸因素 :塔板开孔率、孔径、填料类型及填料高度等 ,结果对复合塔板的设计具有一定的指导作用。

大孔径筛板复合塔板的流体力学研究

对高开孔率、大孔径筛板复合塔板在喷射状态下的流体力学性能进行了测定及关联，提供了必要的流体力学参数。结果表明，该塔板具有阻力低、雾沫夹带量小、操作上限速度大等特点，特别适合那些要求气相负荷大、液相负荷低的过程。

复合塔板上气液穿孔流动测试方法

开发了多路电导测试系统，用于复合塔气液穿孔流动的研究。在开孔率为20%的复合塔板上，布置了86路电导探针，在多种操作状态下，详细测定了通气、通液、阻塞筛孔数所占的分率以及随气液流量变化的情况。为复合塔板气液流动规律的理论分析和结构改进提供了新的依据。

新型导向复合塔板流体力学性能研究

在内径Φ600的有机玻璃塔内,以空气-水为物系,对开孔率为26.3%、29.8%、31.6%,内置填料型号为BH500、BH800、BH1500的不同导向复合塔板进行了流体力学性能测试,并对其各项性能指标(压降、雾沫夹带、漏液等)进行了对比实验研究。研究了开孔率及不同填料型号对导向复合塔板性能的影响。结果表明:开孔率为31.6%,内置填料为BH1500的导向复合塔板的压降低,漏液少,雾沫夹带少,综合性能最优。

NS倾斜长条立体复合塔板的流体力学特性研究

在1600 mm×220 mm矩形塔冷模装置上利用空气和水进行冷模试验,研究NS倾斜长条立体复合塔板的干板压降、湿板压降、雾沫夹带、泄漏等流体力学特性,并与F1浮阀塔板进行对比。结果表明,开孔为文丘里式、装有规整填料的NS-3倾斜长条复合塔板的干板压降和湿板压降比F1浮阀塔板低30%～35%,操作弹性比F1浮阀塔板提高近1倍,处理能力比F1浮阀塔板提高近1.7倍。

复合塔板的工业应用

复合塔板是一种新型高效塔板，塔板效率高达１４０％，通量比常用塔板高２０％。复合塔板已在工业生产上获得成功的应用。

NS倾斜长条立体复合塔板在工业中的应用

NS倾斜长条立体复合塔板是吸取了New VST塔板的优点并优化其流体结构,将并流喷射结构和规整填料有机结合而开发的一种超大处理能力、高效率的新型立体塔板。介绍了NS倾斜长条立体复合塔板的结构、操作原理、特点及其在茂名石化公司和东方化工厂环氧乙烷精馏塔改造以及东明石化公司MTBE共沸塔的工业应用情况。工业应用数据表明,NS倾斜长条立体复合塔板能够显著提高产量和分离效率,是企业扩能改造和实现节能降耗的最优选择,具有更大的推广应用潜力。

浮阀-筛孔复合塔板在扩能改造中的应用

通过改造实例,说明复合塔板的设计方法和操作性能。结果表明,复合塔板可以增加开孔率,降低塔板压力降。对于降液管液泛控制的塔板,采用复合塔板可以有效消除瓶颈,提高气相负荷上限,是提高塔板处理能力的有效方法。将浮阀塔板改为复合塔板后,开孔率由7.45%增至8.89%;浮阀功能因子由15.47降至11.35;塔板压力降由856.8 Pa降至561.4 Pa;降液管液层高度由270.6 mm降至211.2 mm,小于292.5 mm的安全高度。复合塔板与浮阀塔板分离效率接近,操作弹性计算值略低,但实际操作区域较大。另外,用复合塔板技术改造浮阀塔板,具有投资低、实施便捷、工期短等特点。