板式塔的研究进展及发展方向

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1、板式塔的研究进展及发展方向***（北京*大学化学工程学院，北京100***）摘要：本文介绍了近年来涌现出来的国内外新型精馏板式塔及性能，阐述了板式塔技术的最新进展；对提高板式塔传质效率的方法进行了分析与讨论；最后，分析了板式塔的发展方向关键词：板式塔；精馏；传质效率；发展方向中图分类号：无4引言精馏塔设备是化工、炼油生产装置中最重要的设备之一，塔设备的性能对于整个装置和企业生产能力、产品质量、消耗额定以及三废和环保等各方面都有重大影响。塔设备目前主要分为板式塔和填料塔两大类。近年来由于大量新型填料的出现

2、，填料塔的应用逐渐增多，但对于常压或加压操作系统，特别是大塔径，多测线的气液传质设备，目前仍以板式塔为主，统计表明，石油化工企业塔设备中板式塔约占90%以上。板式塔历来应用广泛，五十年代出开发的浮阀塔板，尤其是F1浮阀更具优势，但随着塔器技术的不断进步，发现F1浮阀存在的某些缺点；另一方面，市场竞争要求企业能够灵活地调整生产经营策略，这就要求塔器在保证产品质量的前提下能在较宽的气液负荷范围内操作。因此，各种形式的高效塔板不断地被开发出来并应用于石油化学工业领域。塔板可以分为有降液管和无降液管两种，在有降

3、液管的塔板上，两相流动方向垂直，属错流型接触；在无降液管的塔板上，两相流动方向相互平行，属逆流型接触。本文，对近年来出现的几种新型板式塔精馏技术进行了综合评述与讨论。1最新精馏塔板技术进展──────────────收稿日期：2012-09-27基金项目：无第一作者：男，1990年生，硕士生通讯联系人：**E-mail***1.1组合导向浮阀塔板组合导向浮阀塔板是华东理工大学在1996年开发的专利技术，该阀吸取了条阀和导向筛板的各自特点，形成一种创新的组合条阀。它由矩形导向浮阀和梯形导向浮阀按适当的配比

4、组合而成。组合导向浮阀塔板的主要特点为：①塔板上配有矩形和梯形导向浮阀，浮阀上没有导向孔，导向孔的开口方向与塔板上的液流方向一致；②根据液流强度的大小或液体流路长短适当调节梯形浮阀和矩型浮阀的配比；③浮阀在操作中不转动，浮阀无磨损，不脱落；④塔板效率与F1(V1)型浮阀塔板效率相比提高10～20%；生产能力可提高20～30%。1.2SUPERV型浮阀塔板石油大学与北京设计院一起，在原来HTV船型浮阀塔板的基础上，独家提出了浮阀填料化得开发思路，开发了SuperV型系列浮阀塔板，实验室研究和初步工业应用表

5、现出了极为优良的操作特性，具有广泛的应用前景。浮阀采用U型带翼结构、阀体侧翼开孔和开缝，提高塔板气液接触均匀性，防止浮阀结焦和结垢沉积。设计了侧翼开孔的浮阀结构，以适用于低等结焦、结垢体系，称为SuperV-1浮阀；设计了侧翼开缝的浮阀结构，以适应于中等以上易结焦、结垢体系，称为SuperV-2浮阀。同时，该塔板采用同抹斜式降液管出入口堰技术想结合，大大提高了降液管的液相通过能力。该类浮阀塔板效率较高，操作弹性较大，为4:1左右，但结构较复杂，并且制造成本较高。1.3ADV微分浮阀塔板4ADV微分浮阀塔

6、板是清华泽华公司与美国AMT公司共同开发的新一代浮阀塔板，它是在F1浮阀塔板的基础上开发的。与传统的F1浮阀塔板相比，塔从复发结构、降液管结构等方面进行了一系列的改进：①ADV微分浮阀在阀顶开小阀孔，充分利用浮阀上部的传质空间，使气体分散更加细密均匀，气液接触更加充分；②局部采用带有导向作用的ADV微分浮阀，消除塔板上的液体滞留现象，提高气液分布的均匀度；③采用鼓泡促进器使整个塔板鼓泡均匀并降低液面梯度，从而提高传质效率；④适当改进降液管，增加鼓泡区的面积；⑤阀腿采用新的结构设计，使浮阀安装快捷方便，操

7、作不易转动或脱落。该类塔盘从传质效率、泄漏等方面得到了改进，与导向浮阀塔版相当；雾沫夹带在中低速的空塔气速下与F1相差不多；操作弹性不是很高，略低于SuperV型塔板，但压降与F1相当。1.4SUPERFRAC塔板SUPERFRAC塔板是GLITSCH公司开发的系列专利产品，目前已有SUPERFRACⅠ～Ⅳ型、SU–PERFRAC+型产品可供选用。塔板上的传质元件包括两种结构的小圆形浮阀、降液管出口鼓泡装置，降液管可以根据负荷的高低设计为扇形降液管、主降液管+辅降液管，塔板塔接处设计有工艺筛孔，其中的Ⅳ

8、型塔板包括5项专利技术。SUPERFRAC塔板的两相通过能力比常规筛板塔板和浮阀塔板的高20%～40%，操作弹性可以达到4:1，具有高通量、低压降、传质效率高等优点，但该类塔板的开孔率较小。1.5GSV塔板GSV1塔板是格利奇（苏州）石化工程有限公司在GLITSCH公司SUPERFRAC塔板的基础上开发的系列专利产品，已有GSV1Ⅰ～Ⅲ型产品可供选用。塔板上的传质元件包括两种结构的小圆型浮阀和降液管出口鼓泡装置。GSV1塔板的两相通过能力比