梯形孔垂直篩板塔板上持液量不均勻分布性的研究

何 杰楊麥軍?張 燕丁 浩王 昕高騰飛韓少強(qiáng)

（1.天津大學(xué)化工學(xué)院，天津300072；2.天津市天大北洋化工設(shè)備有限公司，天津300072）

垂直篩板塔是由日本三井造船公司在1968年前后開發(fā)的一種新型并流噴射塔板，具有負(fù)荷能力大、傳質(zhì)效率高、壓降小、操作彈性大，防自聚堵塞能力等優(yōu)點(diǎn)，因此該塔板在煉油、甲醇、化肥等行業(yè)廣泛應(yīng)用［1-2］。

新型垂直篩板的傳質(zhì)過程不再是鼓泡狀態(tài)。如圖1所示，塔內(nèi)上升氣體通過帽罩時(shí)形成低壓區(qū)，再加上塔盤清液層的靜壓，使塔盤液體在帽罩底隙處被上升氣體吸入，經(jīng)過拉膜霧化，在帽罩內(nèi)和塔板液層以上空間傳質(zhì)，液層中氣泡很少，故塔板上的液層高度即為清液層高度［3-4］。由于垂直篩板的氣液傳質(zhì)機(jī)理和鼓泡型塔板不同，故持液量的分布規(guī)律與傳統(tǒng)塔板區(qū)別很大。塔板上持液量的分布規(guī)律關(guān)系到塔板上壓降、漏液量、液體的停留時(shí)間、氣液接觸狀況，因此是影響塔板流體力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要參數(shù)之一［5-6］。

圖1 VST氣液流動(dòng)接觸狀況Fig.1 VST gas-liquid contact condition

如圖1所示，RH-VST清液層高度（沿液流方向）分布不均，液面高度存在數(shù)個(gè)波峰、波谷。造成RH-VST清液層高度不均勻分布的主要原因是帽罩形體阻力、流道的漸縮與漸擴(kuò)以及帽罩對周圍液體的抽吸和提升作用。

針對以上問題，我們在RH-VST基礎(chǔ)上，將塔板上原來的矩形開孔改為梯形開孔，帽罩橫截面也由矩形相應(yīng)改為梯形，從而開發(fā)了一種梯形孔垂直篩板TH-VST。其出色的導(dǎo)流性能使垂直篩板塔板的持液量分布不均問題顯著改善，提高了塔板的操作彈性。……