多溢流大型塔板的計算傳質學研究.pdf

1、多溢流大型精餾塔的設計一直是工程設計的難點，目前普遍采用的設計方法一般不考慮塔板上液體流動對傳質效果的影響，本課題組前期的研究表明塔板上液體流動結構是影響塔板效率的重要因素，但關于大型多溢流塔板上液體流動結構變化對塔板傳質效率影響的相關研究尚未見文獻報道，為此本文以直徑12m的四溢流大型精餾塔塔板設計為具體研究案例，應用計算傳質學方法來研究流體流動結構對板效率的影響，建立了描述四溢流塔板上液體流動和傳質狀況的理論化計算方法，并對含有10

2、塊塔板的精餾塔全塔流動與傳質狀況進行了初步研究。
　　 本文首先對單塊塔板的流動與傳質現(xiàn)象進行了研究。針對等流道長度和等鼓泡區(qū)面積兩種設計方法，運用CFD技術對不同流量分配下塔板上的速度場和濃度場進行了模擬，結果發(fā)現(xiàn)所研究的塔板的側翼板出現(xiàn)回流區(qū)，而中間板未出現(xiàn)回流區(qū)；在等流道長度情況下，當側翼板和中間板的液體流量比Q1/Q2為1/2時計算出的塔板效率最高，而在等鼓泡區(qū)面積情況下流量分配比Q1/Q2為1時塔板效率最高，而且在相等

3、流量分配下等鼓泡面積法比等流道長時得到的塔板效率高，其他流量分配下等流道長法比等鼓泡面積法得到的塔板效率高。針對兩種傳統(tǒng)的設計方法，提出了三種改進方法，即：加設導流板，改進降液管結構，加設導流板同時改進降液管結構。模擬結果表明：這三種改進方法均可以減小液體回流區(qū)面積。通過對各種結構塔板效率的比較發(fā)現(xiàn)，等流道長度法采用加入導流板的四溢流塔板在流量分配比為1/2的情況下的塔板效率最高，比傳統(tǒng)設計方法提高4.6％；等鼓泡面積法采用帶導流板和改