穿流栅板
化工生产术语
逆流塔板(穿流板)中板上不设降液管,气、液两相同时由栅板上孔道逆向穿流而过,该栅板即为穿流栅板。
简介
穿流塔板结构简单,造价低,塔板利用率高,生产能力大,但它对气速范围控制要求高,操作弹性小。
气液通道为长条形栅缝的塔板。栅缝可冲压成,也可用扁钢条焊成。栅缝宽为4~6mm,长为60~150mm,缝端间距常取10mm,缝中心距为1.5~3倍的缝宽。穿流栅板没有溢流装置。
穿流栅板上气液接触状态的演变
栅板上气液接触状态一般以观察现象结合塔板压降随气流量的变化情况进行描述。
根据实验现象和板压降与气流量关系曲线,气液接触状态大致可分成三个区域:润湿、鼓泡、液泛。润湿区的特点是:气流量小,气体沿各栅缝自由上升,液体沿各栅条侧壁流下,塔板上存液很少,遮不住栅缝,气液在塔板上呈膜状接触;在相邻两塔板间,液滴表面即为气液接触表面。气速增大到一定程度,塔板上开始形成液层,称为“拦液”,这一点叫做“拦液点”。如图1中Bi(i= 1,2,3,4)点所示。达Bi(i= 1,2,3,4)点时,气流量稍微增大,塔板上立即出现液层,板压降突然增大,由Bi(i= 1,2,3,4)点而至Ci(i= 1,2,3,4)点,气液接触状态进入了鼓泡区。Ci(i= 1,2,3,4)点称为“起泡点”。鼓泡区气液接触状态也是逐渐转变的,刚进入鼓泡区时,板上液层高度较小,气体鼓泡穿过下部的清液层,而上部为泡沫;随着气速增大,板上液层高度升高,板压降增大,板上清液层逐渐全部转变为湍动的泡沫层。气流量进一步增大,板上液层更为增高,泡沫层开始明显地摆动,接近Di(i= 1,2,3,4)点时,气液泡团在两块板之间腾涌。文献称,鼓泡区后有一个乳化区,试验没有发现乳化区的存在。至于文献中所描述的液泛前的波动区,看来是指接近Di(i= 1,2,3,4)点的区域。但从均匀鼓泡到波动是一个渐变过程,没有明显的转折点。而且一旦出现明显的波动后,气流量稍增大就液泛了,如图1中Di(i= 1,2,3,4)点所示,这一点称“液泛点”。
大自由截面穿流栅板的流体力学性能
穿流栅板的结构最为简单,气体处理能力大,压降低,板效率高于或相当于有溢流塔板,板间距可以减小(夹带量仅为泡罩板的3~60%,分离空间高度的最大值仅需200mm)。但是它的板效率随气体负荷变化极大,存在一个峰值,在峰值的左右,板效率很快地下降,而且还随自由截面分率 的增大而下降,所以一般认为,穿流栅板的操作弹性较低,自由截面分率不宜大于30%。
在塔径D=800、1200mm和 =33%的工业塔中测定板效率时,发现这种大自由截面的穿流栅板,当喷淋量较大(L=10~40m3/m2·h)时,它的板效率没有峰值存在、而且其数值并不太低,液相Murphree效率EmL随气速增高而缓慢增大。在气速接近上限气速时,不同喷淋密度所对应的EmL值均汇集在65%左右。而气相Murphree效率EmL则不随气速和喷淋密度而变,在整个操作范围内,EMV值一直稳定在65%左右。测定还表明,在大喷淋量的情况下,=27%板的EMV值一直稳定在60%左右。当L较小时(L=2.2~3.5m3/m2·h),对于=33%的塔板,EMV亦无峰值存在,其值随气速的增加而很快地增大,当接近上限气速,EMV值可达100%。
相关应用
氟化氢吸收过程为气膜控制,采用新型板式塔—穿流栅板塔,气液两相在塔板相遇形成鼓泡,为气液两相的接触提供充分的比表面积,形成强烈传质,吸收效率高。该栅板塔自投入运行至今,操作可靠,运行平稳,单塔吸收效率在90%以上,无液泛现象产生,雾沫夹带量略低于设计数据,尤为可贵的是压降小。
穿流栅板组成的穿流栅板塔生产能力大、压降小、能耗低,且结构简单,制造方便,尤其适用于吸收过程中有固体物质析出的单元操作,能有效地防止堵塞,在氟化氢吸收和其它生产过程中具有广阔的应用前景。
参考资料
最新修订时间:2023-01-20 17:20
目录
概述
简介
穿流栅板上气液接触状态的演变
参考资料