一种新型板翅式换热器气液分配器分配特性的敏感性分析

两相流动分配不均是影响板翅式换热器换热效率的主要因素。传统的'先混合,后分配'方法不能解决在导流翅片中流向突变时气液分离引起的气液两相流体分配不均问题,因此采用'先分配,后混合'的理念提出了一种新型的气液分配器,气体和液体分别从各自的通道进入分配器,在分配器内均匀混合后进入换热器的翅片换热通道进行换热。通过对分配器内部流场的数值模拟,发现:分配器的气液分配不均匀度随流量的增加而增加,且不均匀度受液相流量的影响比气相大。该气液分配器的气液分配不均匀度相比传统封头结构降低了一个数量级,能够有效改善板翅式换热器层间通道的气液分配特性,提高板翅式换热器的换热效率。

挥发性有机物气液分配常数与分子结构的关系

本文介绍了根据双膜模型推导的挥发性有机物自水体向大气迁移通量的计算公式.给出了多次平衡/气相色谱测定气液分配常数的理论方法.重点讨论了气液分配常数与分子结构的关系.

溢流碎流型气液分配器的开发研究

国内在役和设计的加氢反应器内构件多数使用抽吸型气液分配器的分配技术。洛阳石油化工工程公司对抽吸型和溢流型气液分配器的特点进行了技术分析,开发出一种具有碎流板结构的溢流碎流型气液分配器。在主体为直径600 mm的有机玻璃塔实验装置上,采用空气和水介质,将溢流碎流型气液分配器与典型的抽吸型气液分配器进行对比实验,结果表明,溢流碎流型气液分配器的压力降比抽吸型的低,对液相的分配均匀性比抽吸型的好,操作弹性比抽吸型的大。

新型气液分配器在加氢反应器的应用

介绍了几种常见的气液分配器形式及工作原理,包括溢流型分配器、抽吸型分配器和混合型分配器,详细介绍了FRIPP开发的新型气液分配器的主体结构和工作原理,该分配器在某公司加氢反应器进行了工业应用,运行结果表明,床层温度分布均匀,同一床层各测温点温差≤1℃,显示了其优异的性能,具有广阔的市场前景。

BL型气液分配器的试验研究

气液分配器是加氢反应器的重要内构件之一。在对国内引进的联合油(Union Oil)型气液分配器结构剖析的基础上,开发出一种具有碎流板结构的BL型气液分配器。在专用的加氢反应器内构件试验装置上,将BL型气液分配器与联合油型气液分配器进行对比试验。结果表明,BL型气液分配器综合分配性能优于联合油型气液分配器。

泡帽式气液分配器的试验研究

对引进美国联合油公司(UNION OIL CO)的泡帽式分配器在空气-水系统中进行了冷模研究,导出了压降的无因次关联式,求得了分配器中环状流-雾状流状态的转变条件,找到了分配器的适宜操作区,可作为设计选用该分配器的依据。

鼓泡床反应器中气液分配器对气含率的影响

以水和空气分别模拟工业上的重质原油和氢气迚行冷模试验，考察鼓泡床反应器新型气液分配器对气含率的影响，迚而优化幵确定气液分配器的结构形式和结构参数。试验结果表明，气液分配器对总体平均气含率的影响，随表观气速的增大基本呈线性增长，与其他鼓泡床迚料内构件结构的影响基本一致，幵且稍高一些（3%-5%）。对局部气含率的影响：轴向上，在测试范围内，轴向位置越高，气含率越高，主要和泡罩式气液分配器结构有关；径向上，气体在床层中分布不均匀，中间多，近壁少，同一高度时，中心处气含率一般为近壁气含率的1.5-2倍。

管式气液分配器数值模拟研究

气液分配器是固定床加氢反应器的重要内构件。选用欧拉-欧拉多相流模型和RNGk-ε湍流模型对管式分配器性能进行数值模拟,对比了3种分配器加碎流板和不加碎流板时的分配性能。结果表明:增设碎流板后,分配器的分配性能显著提高,但分配器的压降增加;侧圆孔90°交叉布置加碎流板的斜口管分配器分配性能最佳;增设碎流板后,气体进入分配器的方式及溢流孔的布置方式对分配器分配性能的影响大大降低。

文丘里卷吸型气液分配器液体分配性能的结构参数研究

为了改善滴流床用的内卷吸型气液分配器的液体分散差的现象,提出了一种文丘里卷吸型气液分配器,并对其结构参数进行了参数化研究,定量认识卷吸型分配器的结构参数对其气液分配性能的影响。在冷态实验装置上进行了文丘里卷吸型气液分配器性能实验,建立了耦合群体平衡模型的欧拉-欧拉两相流模型,数值模拟了文丘里卷吸型气液分配器气液两相分配流动过程。冷模实验结合数值模拟,系统性考察了各结构参数对卷吸型气液分配器的液体分布均匀性、喷淋半径以及压降的影响。结果表明,采用具备缩-扩结构的文丘里管作为降液管能够有效提升卷吸型分配器的分布均匀度和喷淋半径,并显著降低压降。通过正交试验,获得了主要结构参数与分配性能的相关性,给出了结构参数与性能指标的经验关联式。降液管的扩张段是改善液体分配性能的关键结构,其扩张角为30°时液体分配性能最好。

PSO-SVR-RSM在加氢反应器气液分配器结构优化中的应用

针对计算流体力学(CFD)在滴流床气液分配器结构设计优化时速度慢和计算时间成本高等缺点,选择支持向量回归(SVR)模型作为代理模型用于预测输出。为了获得快速准确的SVR模型,采用粒子群优化(PSO)算法来优化SVR的参数,包括惩罚系数C、核函数的参数g和不敏感损失系数ε。以PSO-SVR混合模型为数据源,结合响应面法(RSM)计算出与最小液体分布不均匀度相对应的结构参数。CFD结果与RSM法预测值显示出良好的一致性,液体分布不均匀度分别为0.159和0.162。提出的混合PSO-SVR-RSM方法为指导滴流床中气液分配器的优化设计提供了有效的工具。

加氢反应器气液分配盘数值模拟

以加氢反应器UOC(Union Oil Company)型气液分配盘为对象,利用计算流体力学(CFD)方法对分配盘内的气液两相流动进行了研究。根据某工厂数据确定了分配盘的几何尺寸,应用原油和氢气为介质,使用群体平衡模型(PBM)等多种计算模型进行计算。计算结果表明,UOC型气液分配盘是依据分配盘上单个分配器的内外压力差作为动力,氢气与原油在分配器内外进行充分的碰撞,达到混合及分配效果。原油通过分配盘后以多个点状峰值状态存在,分配器存在中心聚集现象,消除分配器的中心汇聚现象为其结构改进的主要方向。

加氢反应器中气液分配器的发展与应用

气液分配器作为加氢工艺的重要内构件,对产品质量的影响至关重要,通过对国内外溢流型和抽吸型气液分配器各自特点的分析,详细介绍了由抚顺市炼化配件厂开发出的具有专利技术的高效溢流喷射管组合型气液分配器。该种气液分配器具有压力降比抽吸型的更低;分配均匀性更好;更有利于节约成本等优势且已在国内市场得到广泛推广与应用。

新型气液分配器的开发与应用

通过对常用泡帽型气液分配器深入研究及剖析,提出了一种新型气液分配器。研究结果及工业应用表明,新型气液分配器流体分配性能优于泡帽型分配器,消除了中心汇流及流动死区等问题,优异的流体分配性能有利于催化剂充分利用和装置长周期高效运转。

加氢反应器气液分配器的匹配性设计研究

采用冷态模型实验和计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)模拟相结合的手段进行加氢反应器气液分配器匹配化设计与优化。实验结果表明,CFD模拟与冷模实验得到的液位相对偏差大部分均在10%以内,这说明建立的CFD模拟条件及模型是准确的。随后考察气液物性对分配器内气液两相流动状态的影响,并进行冷热态条件下CFD模拟结果对比。CFD模拟结果表明,通过相似原理进行的冷热态条件换算是可靠的。与现有技术相比,采用匹配化设计的新型气液分配器流体分配不均匀因子只有0.06,小于现有技术的0.29,新型分配器具有更好的流体分配均匀性。工业应用结果表明,采用匹配化设计的新型气液分配器可降床层径向温差由20℃左右降低至5℃左右,为重蜡油加氢装置长周期运行提供了可靠的技术保证。

并行微通道内气液相分配规律

微反应器的集成放大对于微化工技术的工业应用具有重要意义。利用高速摄像仪对4个并行微通道内气液两相流动状况及相分配规律进行了研究,考察了气液两相流量及液相黏度对两相分布均匀性的影响。实验所用液相为含0.3%表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)的蒸馏水-甘油溶液,气相为氮气(N2)。实验观察到了6种典型的两相流型。对各支通道均为弹状流情况下气泡长度和气泡速度的分布规律进行了研究。在一定气相流率下,各支通道气泡长度的相对标准偏差随液相流率的增大而增大,气泡速度的相对标准偏差值随液相流率的增大先升高到一定值然后逐渐减小。气相分配不均匀性随液相流率和黏度的增大而增大,液相分配不均匀性随液相黏度的增大而减小,气相流率的变化对于两相分布影响不明显。研究结果有助于并行微通道的结构设计与优化,以实现更为均匀的气液两相流动分配。

气液并流上行式反应器中分配器压降特性

在冷模试验装置中对气液并流上行式反应器中两种气液分配器的压降特性进行研究,考察了气体流量和液体流量对分配器压降的影响,结果表明:采用基准气液分配器和新型气液分配器时,分配器压降都随着气体流量的增大而先减小后增大,随着液体流量的增大而增大;在相同条件下新型气液分配器的压降高于基准分配器。针对两种气液分配器分别建立压降模型,压降计算值包括气液分配器的下部入口压降、中部上升管压降和顶部出口压降三部分,模型计算及验证结果表明:基准气液分配器压降中顶部压降占比最大,下部压降和中部压降占比较小,而中部压降中重力压降占比最大,加速压降可忽略不计;压降的模型计算值与试验值随液相流量变化的趋势基本一致,但是在相同条件下压降的计算值大于试验值,且二者的偏差随着液相流量的增大而逐渐增大,其原因是实际分配器中气液两相的流型会发生变化,导致模型计算值偏差变大。

双相变换热器气液均匀分配特性及典型结构研究的新进展

介绍了低温两相流板翅式双相变换热器的结构和特点,回顾了板翅式换热器两相流体入口分配结构对其气液分配特性的影响.指出了传统的“先混合、后分配”方法的缺陷,基于单相流体易于均匀分配的物理特性,提出了“先分配、后混合”的新方法和新结构.应用该新方法和新结构于国产化的乙烯冷箱后,其冷端传热温差降低到仅为3 K.应用该新技术的宝钢等大型制氧装置中的新型高效冷凝蒸发器,其传热系数达到了925.1 W/(m2.K),比国际上最先进的指标提高了48.97%,产品性能优于国内外同类产品.

混合预充液吸入麻醉药液/气分配系数的推算值

目的 :测定晶体与胶体混合预充液的液 /气分配系数 ,比较液 /气分配系数的推算值与实测值。 方法 :利用计算机编制程序 ,将乳酸林格液、琥珀酰明胶注射液 (佳乐施 )、库血和人体血浆 4种体外循环预充液排列组合后 ,随机抽取样本 10份 ,采用注射器 2次平衡法 ,利用气相色谱仪测定混合预充液在 37℃、33℃、2 9℃、2 5℃、2 1℃和17℃ 6个不同温度点的液 /气分配系数 ,并与推算值比较。 结果 :混合预充液 3种吸入麻醉药的液 /气分配系数均与温度呈负相关 ,6个不同温度液 /气分配系数的推算值与实测值呈直线关系 (P<0 .0 5 ,地氟醚 r=0 .94,异氟烷 (异氟醚 ) r=0 .95 ,氟烷 r=0 .93)。 结论 :由公式推算吸入麻醉药混合预充液的液 /气分配系数是可行的。

气-液分流式分布器的流体力学性能

开发了一种具有抗塔板倾斜性能的气-液分流式分布器。通过冷模实验,研究了该分布器液体破碎程度与液体分布均匀性之间的关系,以及操作条件变化对分布器压降的影响,并在直径为1m的加氢反应器中考察了由37个气-液分流式分布器组成的气-液分配盘的液体分布均匀性。结果表明,存在一个液体破碎雾化的临界气速。临界气速同时也是分布器液体分布均匀与否的分界点,只有气体流速超过该临界值时,才能实现液体的均匀分布。当通过分配盘的气量超过总体临界气体流量时,其液体分布相对不均匀度可降至5%以内,实现液体的均匀分布。此外,基于实验数据,还得到了气-液分流式分布器的压降与气、液两相Reynolds数间的关系式。

气液并流上流式反应器中的气泡特性研究

在冷模试验装置中对气液并流上流式反应器中的气泡特性进行了研究,考察了气体流量和液体流量对气泡Sauter平均直径、气泡上升速率和床层压降的影响。结果表明:气泡平均直径和气泡上升速率均随气体流量的增大和液体流量的减小而增大;气泡直径分布和气泡上升速率分布均沿反应器径向先增大后减小;床层压降随气体流量的增大而先增大后减小,但受液体流量的影响不显著。通过对试验数据进行无量纲分析,提出了气泡Sauter平均直径与液相雷诺数、气相雷诺数的关系式,结果表明该式能较好地预测气泡Sauter平均直径。