喷射塔板研究综述

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1、喷射塔板研究进展吴永胜王维德韦莹莹洪美燕芳焦广霞（华侨大学化工学院厦门361021）摘要:本文对国内外喷射塔板的现状和发展趋势进行综述。介绍了各种喷射塔板的结构特点，通过对各种塔板的流体力学和传质性能的分析，比较不同结构塔板各自的优缺点。关键词:喷射塔板，流体力学，传质性能ThedevelopmentofSprayTrayWuYongsheng,WangWeide,WeiYingying,HongMei,YanFang,JiaoGuangxia(CollegeofChemicalEngineeringHuaqiaoUniversityXiamen361021)Abstr

2、act:Thispapertraystatusathomeandabroadinjectionandtrendsreviewed.Describesthestructuralcharacteristicsofvariousspraytray,Throughavarietyoftrayhydrodynamicsandmasstransferperformanceanalysis,Comparetheirrespectiveadvantagesanddisadvantagesofdifferentstructurestray.Keywords:spraytray,hydro

3、dynamics,masstransferperformance1前言传统的泡罩类、筛孔类和浮阀类塔板，尽管其结构有各种差异，但是塔板上气液两相都是以错流方式相遇或者接触，两相的流体力学工况属于泡沫鼓泡类型。而喷射型塔板的出现，使得气液两相并流增大了气体负荷，强化了两相的接触[1]，实现了现代工业分离对高效、低阻、大通量的要求，在国际上受到广泛的重视。同时标志着塔板技术从传统的泡沫鼓泡操作到更为广阔的喷雾液滴的工况领域。虽然，人们也逐渐认识到喷射塔板有很好的传质分离效率，但是由于实现喷射并稳定的条件较难达到，或者制造成本等原因，也使得喷射塔板在很大程度上受到限制[2]。

4、2国内外喷射塔板研究现状2.1早期的喷射塔板2.1.1固定的舌形塔板固定的舌形塔板是早期出现的喷射塔板之一，具有结构简单以及塔板压降低、负荷能力大良好性能。1957年经美国ESSO公司启用后，工业应用迅速扩大。1960年国际精馏会议宣布，当时已经有300多台精馏塔采用舌形塔板，广泛用于常减压原油分馏装置和脱丙烷等炼制工艺[3]。据称，与圆形泡罩塔板相比，舌形塔板可以节省投资12%～50%。舌形塔板可以直接用金属板材冲制，耗材量仅泡罩塔的一半，制作简便，造价低廉（图1）。2.1.2浮动的舌形塔板浮动的舌形塔板出现于20世纪60年代，是一种衍生构型。他巧妙的融合了浮阀板和舌

5、形板的结构，优势互补，既有前者的弹性大、效率高、操作稳定的长处，又有后者塔板压降低、处理能力大的优点，在当时被誉为最佳塔板型之一[3]。浮动的舌形塔板的构型分为美式构型和俄式构型，其中美式构型浮舌前部有三条长支脚，后部有一条短支脚，四条支脚都别在舌孔内以限定舌片浮动时的开度和张角。前苏联标准ГOCT16452-70公布的浮舌构型（如图2）。这实际上是具有长、短支脚的舌片，前部的两条长腿别在舌孔内，短腿插入并别在另开的孔中。在塔板上舌孔按错位排布，排距为50mm，孔距80mm，开孔率范围10%～16%，有效操作区比率为60%～80%，堰径比通常取0.7～0.8，舌片用2m

6、m的合金钢冲制，单重不超过36g。2.1.3网孔塔板网孔塔板（Perform-Kontaboden）[4]是一种构思新颖的斜喷型塔板，1969年前欧洲出现后，备受国际化工关注，日本迅速引进了这项技术，不少国家继续再研究工作。经历40年后的今天，网孔塔板仍是具有重要影响的塔板之一，广泛应用于石油炼制、芳烃分离、有机原料精致以及空气冷却等各种工艺过程中。其结构有两个显著特点：一是按照一定方向，呈网状分部的斜孔（网孔）；二是架在塔板上，互相平行的倾斜挡沫板（如图3）。网孔塔板不设出口堰，但需有特殊型式的进口堰，以克服液流在塔板入口处的严重漏液。板上气液两相流动工况属典型的喷雾

7、液滴型。实践表明，网孔塔板具有明显的压降低、气液负荷大、液沫夹带小、能充分利用传质空间等特点被广泛应用。此外，还有双溢流网孔塔板[5]，谢依曼塔板等都是非常优秀的喷射型塔板。2.2现阶段的喷射塔板2.2.1新型舌形塔板带垂直挡板的舌形塔板[2]是一种新型的舌形塔板（如图4），其板面上冲有若干半径为15～25mm的半圆行舌片，舌片的张角为20o～40o。开孔率通常取15%，改变舌孔数目、半径和张角都可以用来调节塔板的开孔率。其舌片开口方向与液流一致，这样可以液相不断加速形成“三角喷射”，而且挡板可以限制塔板上液流速度，保持一定液流量，增加两