塔盤是指板式塔中提供氣液傳質和傳熱場所的主要部件。使兩種流體密切進行兩相之間熱量和質量交換，以達到分離液體混合物或氣體混合物組分的目的。主要由氣液接觸元件(如浮閥、泡罩、篩孔等）、受液盤、溢流堰、降液管（或降液板）、塔盤支持件和緊固件等組成。當塔徑較小時，每層塔盤為一整塊，稱整塊式塔盤。 |
基于接觸分離式塔板的研究,本文提出了一種含帽型碰撞分離器篩板式高速塔結構。利用帽型碰撞分離器兩相分離特性,抑制塔板上的霧沫夾帶,大幅提升塔設備的操作氣量,推動高速塔技術的發展。為了確定碰撞分離器的結構類型及參數,本文結合常規碰撞分離結構,提出兩種新型碰撞分離結構:Λ型碰撞分離器和∩型碰撞分離器。
本文對上述兩種碰撞分離器用fluent14.5流體軟件進行單相數值模擬分析,結果發現:∩型分離器相對于Λ型分離器壓降低,分離效率高。進而,對∩型分離器進行結構參數優化,結果表明:分離層數的增多、橫向間距減小、縱向間距減小使得分離器分離效率提升,同時引起壓降增大。因此綜合效率、壓降以及空間利用率可知:當分離元件層數取兩層,元件的橫向間距與寬度之比（S1/B）為1.0,元件的縱向間距與寬度之比（S2/B）為0.5時,碰撞分離器的效果最佳。
基于碰撞分離器研究的基礎,搭建實驗平臺,研究篩板式高速塔的壓降和水力學性能,結果表明:塔板的干板壓降和濕板壓降都是隨著氣相流量的增大而增加,且各層塔板壓降與氣相流量呈現二次曲線關系;液體流量的變化對漏液線和霧沫夾帶線的影響很小,塔板漏液線的漏液氣量維持在400m3/h470m3/h之間,霧沫夾帶線氣量維持在1500m3/h1600m3/h之間;篩板式高速塔的正常操作工況范圍的F因子（篩孔動能因子）為8.0525.6,整個塔設備的操作彈性為75%。
通過實驗對比研究旋流式高速塔和篩板式高速塔的差異,結果表明:隨著空塔氣速的增大,篩板式高速塔的干板壓降和濕板壓降遠小于旋流式高速塔,且氣速越大兩者壓降相差愈加明顯;篩板式高速塔的漏液線高于旋流式高速塔,漏液時篩板塔板空塔氣速基本維持在0.9m/s,旋流塔板空塔氣速為0.15m/s,且兩者的漏液線隨液量變化均無較大變化;篩板式高速塔的霧沫夾帶線遠高于旋流式高速塔,霧沫夾帶時,篩板式高速塔空塔氣速維持在3.56m/s左右,旋流式高速塔空塔氣速基本維持在0.4m/s左右;篩板式高速塔F因子的變化范圍為8.0525.6,操作彈性為74.7%,旋流式高速塔的F因子變化范圍為9.119.9,操作彈性為62.5%。因此篩板式高速塔板相對旋流式高速塔而言,操作彈性較大,壓降較小,更適用于處理大流量的高壓塔。
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