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1、年第期化工生产与技术翅子总期八蒸蒸戴填料塔液体分布器的设计董谊仁,浙江工业大学杭州第一讲总论,内摘要介绍填料塔液体分布器设计中涉及的一些基础知识容包括液体分布器的重要性、基本要求、分类和结构概况、孔流和堰流特性、分布质量评价方法。关键词液体分布器液体再分布器填料塔孔流堰流设计分布质量“本系列讲座在已发表的专题讲座现代填许多著名学者在这方面进行了理论和实验”的,。〔,〕,料塔技术基础上进一步介绍填料塔液体分研究专著中提出了采用种不同分,内容布器的设计包括布器设计所得到的与流体流动速率关第一讲总沦,由
2、图可,联图图见高性能分布器在宽一第二讲排管式液体分布器的设计广的,操作范围内可获得最高的塔效率第三讲孔盘式液体分布器的设计最小中性能的通用,型分布器有较大的第,,四讲槽盘式液体分布器的设计操作弹性效率较低低性能分布器仅第五讲液体再分布器的设计在,高负荷区达到要求的效率低负荷区急剧下第六讲特种要求液体分布器降了劣等分布器,效率随负荷的减小而急填料,,。,塔液体分布器的设计者对分布器在剧降低且在正常负荷范围效率最低此前、、。,填料塔操作中的重要地位仁〕基本要求类型和结也有类似的结论指出对于构概况、液体
3、穿孔和越堰流动规律、分布质量评英寸填料,由于分布不良其值会增大,、〔〕。〔们,价方法等问题总体上应有一个全面深刻的认一倍提供了两个实例图为识,这样才能根据某一特定的工况,正确、合理、鲍尔环用于环一正庚烷精馏,己烷当使用不经济、因地制宜地进行选择和设计。同形式液体分布器时的差别,实线代表液体分布器的重要性,“,虚使用堰槽型淋降点密度点线指孔、、,,在精馏吸收解吸填料塔操作中液体分盘型点图表示直径乙烯氧,这,布器是最重要的塔内件是因为化塔分布质量与理论级数间的关系通过改善不良初始液体分布,必然导致分离
4、效率急分布质量,分离级几乎达到原来的倍。剧下降通过计算机模拟试验也证明了分布器的收稿日期一一年第期化工生产与技术叩总期设计对填料塔的总效率有可观的影响〔〕。过计算机模拟证明每一种填料有一自然流分实践证明没有良好的液体分布器,新型高布,不论初始分布好坏,只要有一段足够高度的,,初始,效填料的优越性难以发挥填料塔甚至不可能填料层分布终会转化为自然流分布理想。,正常操作由公司开发的填料的初始分布将衰变为自然流分布不良分布有,时要一,是一种性能优越的填料该公司认为这种填料经历很长段流动距离再慢慢转化为自,
5、,然流。操作的好坏关键在于分布器的设计上为此他分布这些结论还被等人的实验研,「。月们在推出填料前在塔内件研究上做了大量工究所证实等在直径的精馏塔。,,〔〕中测定了使用不同液体作使用鲍尔环,,〔〕,不良分布对效率的影响在塔径与填料直分布器时填料层各截面的效率变化图径比特大和特小的场合尤其严,不对比两种初始分布沿塔各截面的效率变化。、〔〕良初始一重对难分离物系相对挥发度小于低分布要经过半床层高度称恢复段高喷淋密度系统的分布器设计应特别加以关注。度,流动才能达到自然流,效率趋向稳定的较高值。卜目工个之﹃
6、日︵︶。恢复段高度气休流一液体流一图效率随床高的变沁,图分布器性能对的影响▲良好分布不良分布呜时口协自目呀八扣︺‘,产‘盆小彭吩提尔,‘刁‘飞厂负荷百分率图液体不良分布对效率的影响填料尺寸,矛图径向分布系数一拉西环口鲍尔环▲纳特环新型高效填料一般具有较小的径向分布系数分布质绒,为表示规整和散装填料液体径向分布的需,。径图乙烯抓化吸收塔分布质要等人发展了径向分布系数的概念向,不良液体初始分布难以达到填料层的自分布系数愈大初始液体分布愈易趋近于自然流分布然流分布,此外径向混合还会补偿因液体分布〔〕,,
7、,提出自然流分布的概念并通不良导致传质推动力下降的影响从这一点看··年第期化工生产与技术附翻总期阴径向,分布系数大的填料性能上有明显的优越大于拉西环不过液体往壁面流动的速率也远。。,〔〕性图为类填料径向分布系数的实测结小于拉西环这就是说新型填料液体难于到〔〕,。,。果由图可分析其变化规律达塔壁但一旦到达返回主体区的能力也差故,意,填料塔的大型化和新型填料的应用味新型填料塔对液体初始不良分布更为敏感不,而一旦着塔径与填料直径比将增大和填料层的径向分良初始分布有时会导致更大壁流有一布系数减小。因此将初
8、始不良分布转化为自然个优良的初始分布,则能保持一段很长的流动流分布更困难。这也许正是现代填料塔技术更距离。依赖于良好初始液体分布的一个重要原因。对液体分布器的基本要求,新型填料较之古老拉西环究竟何者会产性能优良的液体分布器必须满足生更大壁流是一个令人感兴趣的问题。较大的操作可行性,,、径向分布系数意味着液体容易扩散到壁面同保持分布器各流道畅通无阻防止结垢结时,、、、、、、、从壁面返回主体区的可能性也大通过晶结焦聚合固化沉淀发泡闪蒸腐蚀等,,、、、、实验研究得到的结论是新型填料现象的
