切流型旋流接觸元件流場特性分析.pdf

1、化工行業(yè)的不斷發(fā)展使得傳統(tǒng)塔板難以滿足實際生產(chǎn)的需要，因此本文以高效率、高通量、高操作彈性為目標，在前人隔離降液結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢上，提出一種新型塔板元件——切流型旋流接觸元件。塔器內(nèi)，氣體切向進入旋流元件，在葉片的導向和漸縮流道的加速作用下，形成高度的旋流流場;同時塔板上的液體由進液管直接導入旋流中心，被旋流流場分散破碎成液滴，在與氣相進行傳質(zhì)傳熱接觸的同時被分離至管壁，最終在氣相的推動下液體到達側(cè)縫后被甩出，從而實現(xiàn)塔板上氣液兩相先接觸后分

2、離的過程。
　　本文討論了最小流通面積與葉片參數(shù)的關(guān)系，利用三維建模軟件建立了不同參數(shù)的旋流接觸元件模型，并用商業(yè)軟件Fluent對其流場進行模擬，計算表明6個葉片的結(jié)構(gòu)具有更大的切向速度，且壓降適中，流場分布比較均勻;此外，在不引起旋流流場顯著變化的條件下，側(cè)縫的設(shè)計寬度為10mm，長度為65mm。
　　本文根據(jù)模擬優(yōu)化結(jié)果，加工了新型元件，并搭建試驗平臺對其進行氣液兩相實驗，得到了壓降與操作參數(shù)的關(guān)系。實驗表明，壓降主要

3、取決于氣相流量，且與流量的平方成線性關(guān)系，而液相流量的變化只引起壓降的小幅波動。然后，進一步的實驗收集了該旋流接觸元件的負荷性能曲線，表明其液相下限流量維持在較低水平，液相上限主要受側(cè)縫排液能力的限制，降液管液泛氣量在600m3/h以上，而發(fā)生霧沫夾帶的氣量隨著液量的增大而逐漸降低。旋流接觸元件的閥孔動能因子的變化范圍在8.6～24.7之間，遠高于普通塔板;其氣相操作彈性大于2，液相的最大變化范圍可達20，分離效果良好，基本實現(xiàn)了提高處