双列叶片式气体分布器分布性能及结构研究

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1、第一章文献综述随着人们逐渐认识到气体的初始分布对填料塔分离效率和产品质量的直接影响作用⋯】，气体在塔内的均匀分布问题日益受到国内外学者的重视【12】，而气体是否能初始分布均匀就要依赖于塔内进气结构的合理设计。因此气体分布器作为重要的塔内件越来越受到人们的关注。1．1气体初始分布对填料塔性能的影响塔内气体的均匀分布，尤其是进口气流的初始分布，对大型填料塔的整体性能是十分重要的。气体的均布可以使进入塔内的气体在填料表面与液体进行充分接触，提高分离效率，保证最终的产品质量。近些年来，一些研究者针对气体的初始分布对填料塔性能的影响作用做了深入的研究。K

2、a6aroBI乃J对直径为4．5m填料吸收塔(乙醇胺吸收C02)进行了测试，测试塔采用的进气结构为侧向进气。实验发现，由于气体偏流，使得塔内气体沿径向分布不均匀，导致填料床中气体分布不均匀。而且这种不均匀性不仅影响填料塔的下段填料，还波及到整个床层。测试中还发现，靠进气口半边塔的传质效率较另半边高30％。上述结论表明，以往认为填料阻力会迅速均化气流分布、气流的初始分布对气液运动影响不大的观点是不切实际的，气流的初始分布对填料塔的气体运动特性和效率有很大影响。Kouri[14]等在直径500mm的塔内，研究气、液分布器对填料层内气液分布的影响。实

3、验结果显示：(1)气流初始分布均匀时，无论散堆填料(Pallring)还是规整填料(BXpackings)，填料床层内的气流分布不再受填料高度和气、液负荷的影响，液体的壁流现象也有所减弱。(2)气流初始分布不均时，液体的壁流和沟流现象严重，液流分布变差，进而影响气液传质与分离效果。Eidner[15]用直径800mm塔进行实验，填料为拉西环，在填料层高度100mm截面处取多处测试点，不同点处的气速差别可达3倍之多。这必然使某些地方的速度远超过平均值，进而引起局部液泛。这种局部液泛一旦发展会引起全塔液泛，破坏全塔的正常操作。进而对全塔的效率及产品

4、质量造成较大的影响。由以上研究可以看出，良好的气体初始分布对填料塔的正常操作和分离效率极为关键，因此气体分布器的结构设计和研究就显得十分重要。第一章文献综述1．2填料塔气体分布器为了得到均匀的气体初始分布，人们投入了大量的精力，并且取得了一定的成果。填料塔内的进气结构也由早期的简单进气管，发展到现在各种结构复杂、性能优越的气体分布器，气体的初始分布效果在不断改善。1．2．1工业常见气体分布器结构及性能，目前，工业生产中常用的气体分布器有【16‘1刀多孔直管式、直管挡板式、切向号角式、单切向环流式、双切向环流式和双列叶片式气体分布器等。1．2．1

5、．1多孔直管式气体分布器多孔直管式是目前炼油减压塔中较常用的一种分布器，其结构见图1．1。进料管延伸至入口对侧塔壁附近，管下方及侧方开长条孔。气流由条形孔中喷出至塔底，再折而向上，沿管长各孔气速依次增大，结果是近塔壁处两端气速较高，管上方形成旋涡，塔中心处气速向下，气液两相进料时，液量分布与气速分布相似。因此，气液集中于管两端喷出，形成雾沫夹带；气液分布不均，局部气速较高，阻力很大。图1．1多孔直管式Fig．1-1Perforatedinlet1．2．1．2直管挡板式气体分布器图1-2直管挡板式Fig．1-2Straightinletwithb

6、affle图1-2为直管挡板式气体分布器，该分布器是多孔直管式的简便改进，除去了多孔直管式下方的多孔部分，取而代之的是数块弧形挡板，其位置沿气流方向依次升高，以减少冲击，降低阻力。第一章文献综述1．2．1．3切向号角式气体分布器切向号角式是减压塔中常用的结构形式，其进气管切向进入塔内，在管口处有向下倾斜的号角形导流罩，结构见图l-3。气液混合物以高速切向进入渐扩的喇叭口，进入塔内后沿塔壁向下旋转至塔底再折而向上运动。因此会在塔中央形成向上的气旋，由于离心力的作用，雾沫夹带量很少，阻力也很小。但喇叭口的倾角要适当，否则液面将上移至进气口，使全塔发

7、生震动。图1-3切向号角式Fig．1—3Tangentialhom1．2．1．4单切向环流式气体分布器。f州、j、移l’、／节两＆．十。．妁＼、／图l-4单切向环流式Fig．1-4Tangentialannularflow单切向环流式是一种最初由国外研发的气体分布器，其结构如图1．4。气流切向进入环形流道，依次被多个弧形叶片导流向下，并逐渐减速，至塔底后折而向上，进入内筒，由于四周气流涌向中心，所以塔中心的气速较高，液体受离心力作用，沿塔壁流下，液沫夹带很少。分布器本身阻力小，但是进料管中两相流阻力大。1．2．1．5双切向环流式气体分布器图1．

8、5所示的双切向环流式气体分布器是由清华大学在美国Glitsch公司单～置切向进气分布器基础上研制的，物料径向入塔后由导流板分成两部分，进入塔壁、内套筒