浮阀_筛孔复合塔板在扩能改造中的应用_杜翔

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1、浮阀-筛孔复合塔板在扩能改造中的应用1，323*杜翔，董月胜，吴少敏(1．中石化洛阳工程有限公司，河南省洛阳市471003;2．安庆实华工程设计有限责任公司，安徽省安庆市246002;3．化学工程联合国家重点实验室，天津大学，天津市300072)摘要: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856．8Pa降至56

2、1．4Pa;降液管液层高度由270．6mm降至211．2mm，小于292．5mm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。关键词:浮阀-筛孔复合塔板浮阀筛孔塔板操作性能塔板处理能力设计方法浮阀-筛孔复合塔板(简称复合塔板)是在原除气相负荷瓶颈。有浮阀塔板上增加一定数量的筛孔，可以不更换表1浮阀塔板的相关参数塔板而提高气相负荷上限，达到增产扩能、节省改Table1Parametersofvalvetray－1造投资的效果。国内外对复合塔板的研究不充气相质量流量/(kg·h)

3、32971出口堰形式平堰［1-3］分，仅有少量文献发表。结合清华大学的冷模气相密度/(kg·m－3)26．64实验数据，对浮阀-筛板复合板的流体力学性能进出口堰长/mm1030气相黏度/(μPa·s)9．6行理论分析，提出一种简便易行、完整有效的设计出口堰高/mm50［4］液相质量流量/(kg·h－1)25036方法。本文按照文献［4］总结的设计方法，通降液管形式弓形单溢流过计算示例和工业应用，说明复合塔板的计算方－3液相密度/(kg·m)507法、操作性能和在优化扩产改造中的作用。降液管宽度/mm225．9液相黏度/(mPa·s)0．11降液管底隙高度/mm501复合塔板计算举例

4、－1)5．5液相表面张力/(mN·m复合塔板技术常用于浮阀塔的扩能改造，本进口堰无塔径/m1．4文以将浮阀塔板改造为复合塔板为例，介绍复合入口安定区宽度/mm80塔板设计方法和操作性能，所用公式、符号与文献板间距/mm600［4］完全相同，请参考相关说明。原浮阀塔板的边缘无效区宽度/mm50F1型浮阀数/个96气液负荷、物性和塔板结构参数见表1。计算步骤如下:根据以上数据，按照常规的浮阀塔板设计方(1)选择筛孔直径，估算需增加的筛孔数目法，计算得到该塔板水力学性能，计算结果和负荷首先设定预期浮阀动能因子为11．5。由动性能图见表2和图1。由表2和图1数据可知，原浮阀塔板阀孔动能因子

5、为15．5，塔板压力降为能因子定义式F=uF槡ρV，计算通过浮阀的气速857Pa。从负荷性能图上看，降液管液泛是气相收稿日期:2012－11－14。上限的控制因素，操作点临近降液管液泛线，最大作者简介:杜翔，硕士，毕业后留校任教，后获英国Sheffield大学博士学位。联系电话:0379－64887544，E-mail:duxiang．负荷(110%操作点)已突破气相上限。其他水力lpec@sinopec．com。学性能(雾沫夹带量、液流强度、降液管停留时间*联系人:吴少敏，联系电话:022－27403584，E-mail:chercw@等)处于适宜范围。因此，决定采用复合塔板消t

6、ju．edu．cn。—1—3和气相量。由F=11．5，ρν=26．64kg/m和浮首先应按照最终确定的筛孔数目、直径，根据阀开孔面积，得到通过浮阀气速uF=2．23m/s，干板压力降平衡原则计算通过浮阀和筛孔的气相3气相量VF=0．256m/s。将塔内气相总量减去流量分配。浮阀动能因子与气相量比较，前者具通过浮阀的气相量，得到筛孔气相量Vo=有物理意义和一定的变化范围，易于设定，因此实3际计算时，可以假定浮阀动能因子和孔径，按照前0．0883m/s。由文献［4］式(5)计算浮阀临界速度uoc=述估算需增加筛孔数目的步骤进行计算，直至达1．74m/s。浮阀气速uF≥uoc，因此采用文

7、献［4］到预期结果。若通过编程或使用Excel的单变量式(4)计算通过浮阀的干板压力降。根据压力平求解功能可省去繁琐的试算过程。经计算，增加衡原则，联立文献［4］式(2)与式(4)计算得筛孔196个12mm筛孔对应的浮阀动能因子F=气速uo=4．19m/s。初步选择筛孔直径12mm，11．35，uF=2．199m/s，uo=4．136m/s，VF=33由筛孔气相量和气速计算需要的筛孔数为186。0．252m/s，Vo=0．0916m/s。根据塔板具体情况排布筛孔，确