复合塔板的开发及其工业应用.docVIP

? ? 石 油 化 工 ))$ @0*CDE?0FGE.H*0E?IDHDJK $###年第$/卷 复合塔板的开发及其工业应用 姚克俭，祝铃钰，计建炳，徐崇嗣 （浙江工业大学 化工学院，浙江 杭州!##!$） ［摘要］对比板式塔和填料塔的特点，将规整填料与穿流板有机组合，开发出新型的复合塔板。阐述了复合塔板的原 理和结构，对复合塔板的流体力学和传质性能进行分析，并进行了复合塔板的冷模试验和热模试验，试验结果表明与 常规塔板比较，复合塔板塔板效率高%#以上、板压降低!#以上，基本消除了雾沫夹带，塔板效率与高效填料相当。 复合塔板可明显降低塔高或缩小塔径，降低设备费用，减小回流比，节约能源。 ［关键词］塔板；填料；复合塔板；精馏；工业应用 ［文章编号］###’(%%$####’#))$’#%（ ） ［中图分类号］*+#,!-, ［文献标识码］. 在工业上广泛应用的分离设备主要有两大类： 填料塔的传质效率很大程度上取决于气液分布板式塔和填料塔。在石化、化工、化肥、轻工、制药等 是否良好。对于一般的填料层，填料层较高，气流分工业系统中板式塔要比填料塔用得多。但目前填料 布问题不大，而气流分布实际上也与液体分布有关，塔的应用呈上升趋势，有些板式塔被填料塔所替代。 液体分布不均会使气体分布恶化，研究者多着重于其原因主要有两条：一是填料塔的压降比板式塔低 液体分布。液体分布与初始分布均匀与否有很大关得多；二是填料塔的传质效率比较高，特别在规整填 系，但即使在良好的初始分布条件下，液体通过填料料发展以后，应用填料塔似乎形成了一股潮流。 层还将重新分布，其中壁流是一个严重的问题。有 本文先对板式塔和填料塔作一个简要的分析对 关这方面的文章不少，我们对颗粒填料和规整填料比，然后介绍我们近几年开发和应用的新型高效率 做过的试验，都表明壁流相当可观。颗粒填料可高 达%#左右，规整填料壁流量也可达#以上。复合塔板。 对板式塔和填料塔的简析 液体分布不均会引起径向浓度分布不均，导致 填料层的传质效率下降。因此当填料层较高时要设 板式塔的传质效率 置液体再分布器，目的在于使液流和浓度得以重新!! 板式塔因其性能稳定，造价低廉，设计可靠，在 均匀分布。但究竟多高的填料层要设一个再分布工业上广泛应用。板式塔塔板一般为气液错流型塔 器，没有定论。不过填料层分段多，多设置几个再分板，两塔板之间可分为两个区，下面是鼓泡区，为气 布器在一般情况下有好处。 液接触的有效空间；在其上面是气相空间，或称它为 以上分析说明填料塔在操作中不可能都处在很气液分离区，这一区域对传质贡献甚微。 理想的状态，如果能使填料都处在气液分布良好的 现假设鼓泡层高为 ，板效为 。则鼓 状态下操作，其传质效率还会进一步提高。 ,#11 ), 泡层的等板高度（?0*@）为$##11，也就是每米有, $ 复合塔板的特点 块理论板，可见鼓泡层的传质效率相当高，至少与高 文献［B%］提出了利用塔板间的气相空间将穿流效板波纹填料相当。然而气相空间对传质几乎没有 筛板与填料结合的复合塔板。复合塔板是一种高效作用，如果板间距为%,#11，气相区高度为!##11， 率、低能耗的新型塔板，已获国家发明专利［)］，结构这就使板式塔的?0*@大大上升，%,#11的高度只 相当 块理论板，即每米为 块理论板，只相 如图所示。 #-), -) 当于,#A鲍尔环的传质效率。所以若能将气相空间 加以利用，同时保留鼓泡层的高效区，则板式塔的传 ［收稿日期］ 。 质效率将会大幅度提高，复合塔板的构思由此而来。 $###’#’$) ［作者简介］姚克俭（/,/’），男，江苏省苏州市人，大学，副教授，电!# 填料塔的传质效率 话#,)’(#!!,(,0’12345267891234:;:8:=， ： 。 第!#期 姚克俭等：复合塔板的开发及其工业应用 ,,(? 图 复合塔板的 !*因子曲线 ! （喷淋密度 ( ?））*! !#% % + 图! 复合塔板的操作状态示意图 复合塔板由穿流筛板下加一层高为#$!# %%的薄层规整填料所组成（工业应用时将穿流筛 板与薄层填料组合成一个组合件以简化结构），板间 距为#$’#%%，不设降液管，气液呈逆流流动。