关于化工原理课程塔设备的学习报告
化工原理课程实训报告

一、实训背景随着我国化工产业的快速发展,化工原理作为化工专业学生的基础课程,对于培养学生的实践能力和工程素养具有重要意义。
本次实训旨在通过实际操作,让学生深入理解化工原理课程中的理论知识,掌握化工单元操作的基本原理和操作技能,提高学生的动手能力和团队协作精神。
二、实训目的1. 理解化工原理课程中单元操作的基本原理和操作流程。
2. 掌握化工单元操作设备的结构、性能和操作方法。
3. 提高学生的动手能力和实际操作技能。
4. 培养学生的团队协作精神和沟通能力。
三、实训内容本次实训主要涉及以下单元操作:1. 流体流动:通过管路输送实验,了解流体在管路中的流动特性,掌握流体流动的计算方法。
2. 传热:通过传热实验,学习传热的基本原理,掌握传热系数的计算方法。
3. 传质:通过传质实验,了解传质的基本原理,掌握传质系数的计算方法。
4. 蒸馏:通过蒸馏实验,学习蒸馏的基本原理,掌握蒸馏塔的设计和操作方法。
5. 吸收:通过吸收实验,了解吸收的基本原理,掌握吸收塔的设计和操作方法。
四、实训过程1. 准备工作:实训前,学生需要预习相关理论知识,了解实验目的、原理和操作步骤。
2. 实验操作:在实验过程中,学生需要按照实验指导书的要求,认真操作实验设备,观察实验现象,记录实验数据。
3. 数据分析:实验结束后,学生对实验数据进行整理和分析,运用所学理论知识解释实验现象,验证实验结果。
4. 实验报告:根据实验数据和结果,撰写实验报告,总结实验过程中的经验和教训。
五、实训结果与分析1. 流体流动实验:通过管路输送实验,学生掌握了流体在管路中的流动特性,了解了流速、流量、阻力等因素对流体流动的影响。
2. 传热实验:通过传热实验,学生掌握了传热的基本原理,了解了传热系数、传热面积等因素对传热效果的影响。
3. 传质实验:通过传质实验,学生掌握了传质的基本原理,了解了传质系数、传质面积等因素对传质效果的影响。
4. 蒸馏实验:通过蒸馏实验,学生掌握了蒸馏的基本原理,了解了蒸馏塔的设计和操作方法,能够根据实际需求设计蒸馏塔。
化工基础期末总结

化工基础期末总结自从第一节化工基础课开始,我对化工学科有了更深入的了解。
通过这学期的学习,我对化工原理、化工过程和化工设备有了更深入的认识和理解,同时掌握了一些基本的化工计算方法和实验技能。
以下是我对化工基础课程的总结:一、化工原理化工原理是化工学科的基础,也是我们后续学习的基石。
在这门课程中,我学习了化工热力学、化工动力学和化工流体力学等基本理论。
通过学习,我对物质的热力学性质有了更深入的了解,包括热力学平衡、化学反应平衡和相平衡等。
同时,我也掌握了动力学的基本原理,了解了物质在反应过程中的转化速率和反应速率控制因素。
此外,流体力学的学习也让我了解了液体和气体在化工过程中的流动特性,包括流体的运动方程、阻力和纯粹的物质传输等。
二、化工过程化工过程是化学工程实践中的关键环节。
通过学习化工过程,我了解了化工工艺流程、化工操作和化工设备等方面的知识。
在课堂上,我学习了化工过程的基本概念和分类,并了解了各种化工工艺流程的特点和适用范围。
此外,我也学习了化工过程中常用的操作技术,包括物料输送、混合和分离等。
通过化工过程的学习,我对化工实践有了更深入的认识,也为未来的实验和工程实践奠定了基础。
三、化工设备化工设备是化工工程中的核心组成部分。
在化工设备的学习中,我了解了各种常见的化工设备,包括反应器、蒸馏塔、萃取塔和吸附塔等。
通过学习,我掌握了化工设备的基本原理和设计方法,了解了设备的结构和运行方式。
此外,我也学会了通过线性化处理和负荷平衡等方法进行化工设备的计算和分析。
通过对化工设备的学习,我对化工过程的设计和优化有了更深入的理解,也为今后从事化工工程提供了基础。
四、化工计算化工计算是化工学科中重要的一部分。
在这门课程中,我学习了化工计算的基本原理和方法。
通过学习,我掌握了化工计算的基本概念和计算方法,包括物质平衡、能量平衡和精馏塔计算等。
通过不同的计算方法,我可以处理各种化工问题,包括物料的配比计算、热量的传递和物质的分离等。
化工原理含实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 理解并掌握化工原理中的基本概念和原理。
2. 通过实验验证理论知识,提高实验技能。
3. 熟悉化工原理实验装置的操作方法,培养动手能力。
4. 学会运用实验数据进行分析,提高数据处理能力。
二、实验内容本次实验共分为三个部分:流体流动阻力实验、精馏实验和流化床干燥实验。
1. 流体流动阻力实验实验目的:测定流体在圆直等径管内流动时的摩擦系数与雷诺数Re的关系,将测得的~Re曲线与由经验公式描出的曲线比较;测定流体在不同流量流经全开闸阀时的局部阻力系数。
实验原理:流体在管道内流动时,由于摩擦作用,会产生阻力损失。
阻力损失的大小与流体的雷诺数Re、管道的粗糙度、管道直径等因素有关。
实验中通过测量不同流量下的压差,计算出摩擦系数和局部阻力系数。
实验步骤:1. 将水从高位水槽引入光滑管,调节流量,记录压差。
2. 将水从高位水槽引入粗糙管,调节流量,记录压差。
3. 改变流量,重复步骤1和2,得到一系列数据。
4. 根据数据计算摩擦系数和局部阻力系数。
实验结果与分析:通过实验数据绘制~Re曲线和局部阻力系数曲线,与理论公式进行比较,验证了流体流动阻力实验原理的正确性。
2. 精馏实验实验目的:1. 熟悉精馏的工艺流程,掌握精馏实验的操作方法。
2. 了解板式塔的结构,观察塔板上汽-液接触状况。
3. 测定全回流时的全塔效率及单板效率。
4. 测定部分回流时的全塔效率。
5. 测定全塔的浓度分布。
6. 测定塔釜再沸器的沸腾给热系数。
实验原理:精馏是利用混合物中各组分沸点不同,通过加热使混合物汽化,然后冷凝分离各组分的方法。
精馏塔是精馏操作的核心设备,其结构对精馏效率有很大影响。
实验步骤:1. 将混合物加入精馏塔,开启加热器,调节回流比。
2. 记录塔顶、塔釜及各层塔板的液相和气相温度、压力、流量等数据。
3. 根据数据计算理论塔板数、全塔效率、单板效率等指标。
4. 绘制浓度分布曲线。
实验结果与分析:通过实验数据,计算出了理论塔板数、全塔效率、单板效率等指标,并与理论值进行了比较。
化工原理学习心得范文(二篇)

化工原理学习心得范文化工原理是化学工程与技术专业的基础课程之一,学习这门课程对于掌握化学工程与技术的基本原理和方法具有重要意义。
在学习过程中,我深感化工原理是一门内容广泛、抽象而又实用的学科,需要通过理论学习与实践结合相结合才能真正掌握。
在此,我将分享一下我的学习心得。
首先,在学习化工原理过程中,我深感复习与巩固前期学习内容的重要性。
化工原理是一门渐进式学习的课程,后续的内容往往建立在前期内容的基础之上。
因此,如果对前期内容不够熟练和理解透彻,后续的学习将会陷入困境。
所以,我在复习阶段文档整理、概念明确是很重要的。
我会把每一章的重点知识点和公式整理成文档,并逐一复习,在复习过程中学习和理解这些知识点的含义和应用,做到知识点的确切规定和巩固。
对于疑惑的问题,我会及时向老师请教或者查阅相关资料进行学习,力求完全掌握和理解。
其次,在学习化工原理的过程中,我发现了做好笔记的重要性。
化工原理的内容繁多,涉及到多个学科的知识,要想理解和掌握这些知识,必须有一份清晰的笔记。
我的笔记会根据课本内容进行分类整理,对于重点内容,我会用颜色突出并加以批注。
在复习的时候,我会翻阅自己的笔记,并用自己的话再复述一遍,以此来巩固所学的知识。
通过做好笔记,我不仅能够更好地理解和掌握知识,还能够加深记忆,帮助我回忆起所学的内容。
再次,在学习化工原理的过程中,我认识到实践的重要性。
化工原理是一个理论与实践结合的学科,理论知识只有结合实际问题才能更好地发挥作用。
因此,在学习过程中,我会与同学一起进行实验,通过实验来观察和验证课堂上学到的理论知识。
我会认真做好实验记录,并在实验结束后及时总结,分析实验结果与理论知识之间的关系。
通过实践,我不仅能够更好地理解和掌握理论知识,还能够培养解决实际问题的能力。
最后,在学习化工原理的过程中,我深感思考和解决问题的能力十分重要。
化工原理是一个抽象而又实用的学科,很多问题需要通过思考和分析来解决。
化工原理吸收塔实验报告

化工原理吸收塔实验报告篇一:化工原理实验报告_吸收填料塔流体力学特性与吸收系数的测定一、实验目的:1.观察填料塔内气液两相流动情况和液泛现象2.测定干、湿填料层压降,在双对数坐标纸上标绘出空塔气速与湿填料层压降的关系曲线。
3.了解填料吸收塔的流程及构造。
4.测定在一定条件下,用水吸收空气中氨的吸收系数。
二、实验原理:填料塔压降和泛点与气、液相流量的关系是其主要的流体力学特性。
吸收塔的压降与动力消耗密切相关,而根据泛点则可确定吸收塔的适宜气、液相流量。
气体通过填料塔时,由于存在形体及表皮阻力而产生压力降。
无液体喷淋时,气体的压力降仅与气体的流速有关,在双对数坐标纸上压力降与空塔速度的关系为一直线,称为干填料压降曲线。
当塔内有液体喷淋时,气体通过填料塔的压力降,不仅与气体流速有关,而且与液体的喷淋密度有关。
在一定的喷淋密度下,随着气速增大,依次出现载点和泛点,相应地?P/Z?U曲线的斜率也依次增大,成为湿填料压降曲线。
因为液体减小了空隙率,所以后者的绝对值和斜率都要比前者大。
吸收系数是吸收设备的主要性能参数,影响吸收系数的因素包括气体流速、液体喷淋密度、温度、填料的自由体积、比表面积以及气液两相的物化性质等。
本吸收实验以水为吸收剂,吸收空气-氨气体系中的氨。
因为氨气为易溶气体,所以此吸收操作属气膜控制。
吸收系数随着气速的增大而增大,但气速增大至某一数值时,会出现液泛现象,此时塔的正常操作将被破坏。
本实验所用的混合气中,氨气浓度很低,吸收所得的溶液浓度也不高。
气液两相的平衡关系可认为符合亨利定律Y*?mX吸收过程的传质速率方程为:NA?KYa?V填?Ym 吸收过程的物料衡算式为:NA?V?Y1?Y2? 式中:N——氨的吸收量,kmol/sV——空气流量,kmol/sY1——塔底气相浓度,kmolNH3/kmolairY2——塔顶气相浓度,kmolNH3/kmolairKYa——以气相摩尔比差为推动力的体积吸收系数,kmol/m3?s本实验所用装置与流程如图1所示,清水的流量由转子流量计显示。
化工原理实验报告_吸收

化工原理实验报告_吸收
实验名称:吸收实验
实验目的:
1. 掌握吸收塔的操作方法;
2. 熟悉吸收塔的工作原理;
3. 了解吸收塔在化工过程中的应用。
实验原理:
吸收是指将气体中的某种成分溶解在液体中的过程。
在工业生产中,吸收常用于气体分离和净化。
吸收塔是常用的吸收装置,常见的吸收塔有塔板吸收塔和填料吸收塔两种类型。
实验仪器及材料:
1. 塔式吸收塔;
2. 气源;
3. 转子流量计;
4. 吸收液;
5. 相应的连接管道。
实验步骤:
1. 将吸收液倒入吸收塔中,注意液位不要过高;
2. 连接气源至吸收塔的底部,控制气源流量;
3. 打开气源,调节气源流量;
4. 连接转子流量计并调节流量;
5. 观察吸收液的变化并记录实验数据。
实验数据记录和分析:
根据实验步骤所得到的数据,可以计算出气体吸收的效率和吸收塔的传质系数。
根据数据分析,可以得到吸收塔的工作效果和适用范围。
实验结果和结论:
通过实验可以得到气体吸收的效率和吸收塔的传质系数,进而评估吸收塔的性能。
根据实验结果,可以判断吸收塔是否适用于化工过程中的气体分离和净化。
根据实验结果和结论,可以调整吸收塔的操作方法和参数,进一步优化吸收塔的性能。
实验注意事项:
1. 操作吸收塔时需注意安全,避免发生意外事故;
2. 控制气源流量时需谨慎,避免发生压力过大或流量过大的情况;
3. 实验结束后,及时清洗吸收塔和相关设备。
化工原理筛板塔精馏实验报告
筛板塔精馏实验一.实验目的1.了解筛板精馏塔及其附属设备的基本结构,掌握精馏过程的基本操作方法。
2.学会判断系统达到稳定的方法,掌握测定塔顶、塔釜溶液浓度的实验方法。
3.学习测定精馏塔全塔效率和单板效率的实验方法,研究回流比对精馏塔分离效率的影响。
二.基本原理1.全塔效率E T全塔效率又称总板效率,是指达到指定分离效果所需理论板数与实际板数的比值:N T——完成一定分离任务所需的理论塔板数,包括蒸馏釜;N P——完成一定分离任务所需的实际塔板数,本装置N P=10。
2.图解法求理论塔板数N T以回流比R写成的精馏段操作线方程如下:y n+1——精馏段第n+1块塔板上升的蒸汽组成,摩尔分数;x n——精馏段第n块塔板下流的液体组成,摩尔分数;x D——塔顶溜出液的液体组成,摩尔分数;R——泡点回流下的回流比。
提馏段操作线方程如下:y m+1——提馏段第m+1块塔板上升的蒸汽组成,摩尔分数;x m——提馏段第m块塔板下流的液体组成,摩尔分数;x W-塔底釜液的液体组成,摩尔分数;L'-提馏段内下流的液体量,kmol/s;W-釜液流量,kmol/s。
加料线(q线)方程可表示为:其中,q——进料热状况参数;r F——进料液组成下的汽化潜热,kJ/kmol;t S——进料液的泡点温度,℃;t F——进料液温度,℃;c pF——进料液在平均温度 (tS − tF ) /2 下的比热容,kJ/(kmol℃);x F——进料液组成,摩尔分数。
(1)全回流操作在精馏全回流操作时,操作线在y-x图上为对角线,如图1所示,根据塔顶、塔釜的组成在操作线和平衡线间作梯级,即可得到理论塔板数。
图1 全回流时理论塔板数确定(2)部分回流操作部分回流操作时,如图2,图解法的主要步骤为:A.根据物系和操作压力画出相平衡曲线,并画出对角线作为辅助线;B.在对角线上定出a点(xD,xD)、f点(xF,xF)和b点(xW,xW);C.在y轴上定出yC=xD/(R+1)的点c,连接a、c作出精馏段操作线;D.由进料热状况求出q,过点f作出斜率为q/(q-1)的q线交精馏段操作线于点d,连接点d、b作出提馏段操作线;E.从点a开始在平衡线和精馏段操作线之间画阶梯,当梯级跨过点d时,就改在平衡线和提馏段操作线之间画阶梯,直至梯级跨过点b为止;G.所画的总阶梯数就是全塔所需的理论踏板数(包含再沸器),跨过点d的那块板就是加料板,其上的阶梯数为精馏段的理论塔板数。
《化工原理课程设计》板式精馏塔设计报告
《化工原理课程设计》报告4万吨/年甲醇~水板式精馏塔设计目录一、概述 (4)1.1 设计依据·································错误!未定义书签。
1.2 技术来源·································错误!未定义书签。
1.3 设计任务及要求 (5)二:计算过程 (7)1. 塔型选择 (7)2. 操作条件的确定 (8)2.1 操作压力 (8)2.2 进料状态 (8)2.3 加热方式 (8)2.4 热能利用 (8)3. 有关的工艺计算 (9)3.1 最小回流比及操作回流比的确定·········错误!未定义书签。
3.2 塔顶产品产量、釜残液量及加热蒸汽量的计算错误!未定义书签。
3.3 全凝器冷凝介质的消耗量 (17)3.4 热能利用·····························错误!未定义书签。
塔设备 读书报告
化学化工学院塔设备读书报告学生王彬班级化工1103学号1002110121教师管国锋第一章概述 (1)1.1塔设备的作用 (1)1.2塔设备的分类 (1)1.3塔设备基本性能的评价指标 (2)1.4塔板效率 (3)1.4.1塔板效率 (3)1.4.2塔板效率影响因素 (4)第二章板式塔 (4)2.1塔板类型 (4)2.2塔板的结构 (5)2.2.1塔板的分区 (5)2.2.2主要构件 (5)2.3板式塔的流体力学特征 (7)2.3.1塔板压降 (7)2.3.2堰上清液层高度h ow (7)2.3.3漏液 (7)2.3.4降液管内液面高度及液体停留时间 (8)2.3.5雾沫夹带 (8)2.3.6液泛 (9)2.4板式塔常见不正操作 (9)2.4.1气泡夹带 (9)2.4.2雾沫夹带 (9)2.4.3过量漏液 (9)2.4.4液泛 (10)2.5塔板负荷性能图 (10)第三章填料塔 (11)3.1填料塔的特点 (11)3.2填料 (11)3.2.1选择填料的条件 (11)3.2.2填料分类 (12)3.2.3填料的选择 (12)3.3填料塔的流体力学性能与传质性能 (13)3.3.1填料塔内的流体流动 (13)3.3.2填料塔的水力学性能 (13)3.3.3填料的传质性能 (15)3.3.4一些设计指标 (15)3.3.5填料塔的附属结构 (16)第四章板式塔与填料塔的比较 (17)4.1比较 (17)4.2选用原则 (18)第五章精馏塔全塔效率测定条件的研究 (18)第六章参考文献 (20)第一章概述1.1塔设备的作用1)提供气液两相充分接触的场所,使传热、传质两种传递过程能够迅速有效进行2)使接触后的气液两相及时分开,互不夹带备注:传质要求的充分混合与分离要求的及时分开是一对矛盾1.2塔设备的分类塔设备种类较多,为方便比较和选用,必须分类,常见分类如下:1、按操作压力分有加压塔、常压塔及减压塔;2、按操作单元分有精馏塔、干燥塔、解析塔、反应塔、吸收塔等3、按内件结构分有板式塔、填料塔。
塔设备学习报告
应用于蒸馏、吸收、萃取、吸附等操作。
二.填料塔填料塔是塔设备的一种。
塔内填充适当高度的填料,以增加两种流体间的接触表面。
例如应用于气体吸收时,液体由塔的上部通过分布器进入,沿填料表面下降。
气体则由塔的下部通过填料孔隙逆流而上,与液体密切接触而相互作用。
结构较简单,检修较方便。
广泛应用于气体吸收、蒸馏、萃取等操作。
为了强化生产,提高气流速度,使在乳化状态下操作时,称乳化填料塔或乳化塔(emulsifyingtower)。
填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。
填料塔的塔身填料塔结构示意图是一直立式圆筒,底部装有填料支承板,填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。
填料的上方安装填料压板,以防被上升气流吹动。
液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上,并沿填料表面流下。
气体从塔底送入,经气体分布装置(小直径塔一般不设气体分布装置)分布后,与液体呈逆流连续通过填料层的空隙,在填料表面上,气液两相密切接触进行传质。
填料塔属于连续接触式气液传质设备,两相组成沿塔高连续变化,在正常操作状态下,气相为连续相,液相为分散相。
当液体沿填料层向下流动时,有逐渐向塔壁集中的趋势,使得塔壁附近的液流量逐渐增大,这种现象称为壁流。
壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均,从而使传质效率下降。
因此,当填料层较高时,需要进行分段,中间设置再分布装置。
液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分,上层填料流下的液体经液体收集器收集后,送到液体再分布器,经重新分布后喷淋到下层填料上。
填料塔具有生产能力大,分离效率高,压降小,持液量小,操作弹性大等优点。
填料塔也有一些不足之处,如填料造价高;当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面,使传质效率降低;不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料;对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。
散堆填料Envicon公司的新型Mc-Pac环金属填料,有30mm×15mm和65mm×30mm填料塔这2种尺寸。
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化工原理----塔设备学习报告王风景化工0802J1001080232化工原理—塔设备学习报告王风景化工0802 J1001080232引言这是来到南京工大的第一个学年,仅从化工原理课可上便深刻体会到了工大老师不同于青岛科大的教学方式。
自己查阅文献,写出总结报告,这在青岛科大课程中并不多见,但确是培养我们自主学习能力的好方式。
基于管老师的良苦用心,化工原理课程的塔设备部分大家被要求自主完成学习并做出读书报告。
作为交流生,很荣幸我能有机会与南京工大、淮阴师范、武汉工程大学的诸多同学交流了各自学校的化工原理学习情况,并索取了各学校的教材对化工塔设备一章的四本教材进行对比学习,加之对图书馆资源及网络资源的利用,才得以做出如下学习报告。
皆为偷得之材,鲜有创新之处,理解有误或出现低级错误之处还望管老师给予斧正。
塔器是用于气-液相间或液-液相间传质或传热过程的设备,是许多单元操作的关键设备,如精馏、分馏、吸收、解吸、萃取、蒸发、反应等。
塔在石化、化工厂中起着非常重要的作用,其种类繁多,用途不一,根据其结构可分为大致两大类:即板式塔和填料塔。
通过对基本教材的比较,各学校的教材均以传统板式塔和填料塔的基础介绍为重点,在了解了两种塔器的基本构造及工作原理后,课本之外,学生对填料塔的发展方向及近年来发展现状和板式塔中降液管优化问题的解决方式两点问题做出了思考并查阅相关文献做出了相关总结。
填料塔的发展方向及近年来的发展现状如何?20世纪70年代以前,在大型塔器中,板式塔占有明显的优势,先后出现了许多类型的塔板。
此后的二十多年间,随着理论研究的深入及高效规整填料、复合填料及塔内件的开发与应用,填料塔大型化的放大效应问题得到了解决,使填料塔向行业化、复合化、节能化、大型化方向发展。
在塔器大型化的进程中,存在着两大的难题,一个是“壁流效应”,另一个是“流体整体不均匀分布”,这两个难题一直制约着填料塔向前发展。
大型填料塔共有5大关键部件,即规整填料、液体分布器、气体分布盘、进气初始分布器和支承结构。
通过文献报道可知,它们的优化组合及板式塔与填料塔的复合操作是设备强化的必由之路。
1、新型填料的研制及应用网、栅类填料:网类材料规整填料适用于低液体流率场合;格栅类规整填料,由于有很大孔隙率,尤其适用于含固体的流体或要求压力降小场合。
目前在大型填料塔上应用效果较好的网、栅规整填料有:波纹丝网填料(DX, E)、带孔波纹丝网填料(AX, BX, CY)、双层丝网(夹层内可装有催化剂)填料( KatapaK)、Mc-pak规整丝网填料、板网片Pyrapak G和Pyrapak F填料、脉冲填料(Unapak 填料);格栅(陶瓷)、网孔格栅Per-form Grid等。
板、片填料:板、片填料与网、栅类填料相比,比表面积较小,分离能力相对较低,但其持液量小,抗堵塞性能好,特别适用于处理较大气液负荷的粗分离过程和吸收操作过程。
为了有效地提高填料表面利用率及传质速率,在目前大型填料塔上应用效果较好的填料的基础上先后出现了带孔波纹板填料、波纹状穿孔板以及板片、不锈钢网板式填料、带缝隙波纹板式填料、开槽条片、金属织物、结构金属片BSH、双重波纹片填料等,其填料分离性能介于织网型和格栅型之间,且具有持液量小和抗堵塞的特点。
复合填料:将散装填料或不同型号的规整填料按一定规律充填在同一填料层中或分别装在不同的填料层中形成复合填料。
常见的复合形式有夹心式(规整—散装—规整)、两层式(规整—散装)、双夹心式(规整—散装—规整—散装—规整)等。
国外推出一种Euromatic填料,为塑料椭球形空心薄壁填料,促使人们对流态化填料床的研究更加深入。
小波纹齿角梯形规整填料是一种综合性能优良、有广泛应用前景的新型波纹规整填料,其单位床层压降可减小30%,同时传质效率提高了16%。
2、新型液体分布器的设计及应用良好的液体分布器应当使液体分布均匀,气体通过的自由截面积大,阻力小,操作弹性大,不易堵塞不易造成雾沫夹带,易于制造便于安装检修等。
目前,国内应用较多的分布器有:百叶窗式收集器加二级槽式分布器、百叶窗式收集器加排管式分布器、槽盘式液体分布器、升气管式再分布器及穿流板式再分布器等。
托盘式液体分布器托盘式液体分布器系在槽式液体分布器基础上开发而成,其液体分布盘的外径比塔的内径小,分布盘外径的具体数值由液体分布点的要求决定。
另外在收集槽的上面增加一个梅花型挡圈,以收集壁流液体。
这样,使塔内靠塔壁的环形部分变成了既能通气又可设置液体分布点的大通道,使塔的分离效率得到提高,此外还可提高塔的允许通量。
LIQDIsT液体分布器系列由南京大学开发,分3种型号:1)llQDIST一工型:克服了液体点分布的缺陷,使填料层液体呈线性液膜均布,有利于消除填料塔的液相端效应,并使分离效率明显提高;2)uQDIST-11型:使填料塔内液体分布与再分布均匀性逼近极限状态;3)llQDIST一111型:是一种具有抗堵塞功能的液体收集与分布设备,液相中的漂浮、悬浮或沉淀颗粒均可得到收集,防止分布器和填料层堵塞。
3、进气初始分布器大型塔器中填料层的高径比小,规整填料的压力降很小,进气初始分布不均匀,将直接影响塔内的传质、传热和分离效果。
因此大型填料塔进气初始分布器作用尤为重要,其主要形式有环流式和径向式。
辐射式进气初始分布器辐射式分布器属径向式进气初始分布器,由进气管、分液器、辐射器、伞形导流器或捕液器组成。
辐射器是由气体分配器和多层喇叭口状的导流器组成;伞形导流器是由伞骨、同心导流环和捕液器组成;捕液器则由环形框架和脱气填料组成。
辐射式进气初始分布器具有优良的综合性能:气体分布不均匀度低;液沫夹带少;压力降小。
带导流器和捕液吸能器的双切向环流式进气分布器该分布器克服了双切向环流式进气初始分布器的不足。
其特点是上部的多层倒锥式导流板使气流更均匀,由栅板式框架及捕液填料组成的捕液器则将气体夹带的液滴捕集下来,同时减弱气体的动能,防止下部液体被气流搅起而产生严重的液体夹带。
4、复合塔型的研究填料塔和板式塔是最主要的两种塔型。
前者的比表面积大,气液有充分接触的条件,但也存在持液量小,气液接触时间短,对操作条件波动敏感等缺点。
板式塔持液量大,对外界条件波动不甚敏感,但传质面积相对较小。
将二者适当组合,能更充分地利用空间,既可减少雾沫夹带,又可增加相际传质面积,提高操作弹性,进而建立起一个热传递效率高、适应性强的复合塔型。
据国外对筛板丝网填料复合塔的研究,它比筛板的气液相界面积提高2-4倍,且气液接触时间长,雾沫夹带少,传质效率高。
复合塔的关键是如何发挥各自塔型的长处,克服不足。
至于开孔率与填料参数的匹配,填料在饭间的放置,填料层高与板距的选择等均还需深入研究。
板式塔中降液管优化问题的解决方式有哪些?近年来,板式塔的研究进展很快,开发出了具有优良性能的新型塔板,对板上气液两相流动状况的研究也已相当成熟。
然而,传统的塔板研究主要是围绕着各种塔板的流体力学和传质性能进行的,而降液管却往往成为塔板扩能改造的“瓶颈”。
同时,如何充分利用现有各种塔板上受液盘处的塔板面积,满足特殊操作要求的降液管设计等都存在许多问题。
通过文献资料可知,对于降液管“瓶颈”解除,主要体现在对降液管布置方式的改造及降液管结构的优化两方面。
1、降液管布置方式对塔板效率的影响液体在塔板上流动型式不同(主要是单溢流、双溢流及U形流),降液管在塔板上的分布型式也有所不同。
单溢流塔板结构简单,容易制造,其上的降液管布置方式见图1。
图1a结构两边的弓形区内存在滞留区,使20%的气体旁流,相对无滞留区的塔板而言,塔板效率下降了27%。
图1b的半环形降液管有效减小了滞留区,相对无滞留区的塔板而言,塔板效率下降了3%,但远高于图1a结构。
而采用径向降液管结构,使液体在塔板上的流径为同心圆,靠近塔壁的外圆流径最长,气体大部分从那里穿过,造成旁流,从而降低了塔板效率,相对无滞留区的塔板而言,塔板效率下降了8%。
但对于大直径塔,如液相流量较大,液相流经塔板时,由于克服各种阻力,造成入口堰处液面比出口堰处液面高一段位差(液面梯度),从而使气流分布严重不均,甚至造成局部漏液,影响塔板效率。
所以当塔径较大及液相负荷很大时宜采用双溢流塔板。
双溢流塔板的结构和安装都比较复杂,其液面梯度小,一般效率较单溢流塔板增加10%~15%,但降液管占塔板面积较大,使塔板有效利用面积减少。
2、降液管结构优化的主要途径改变降液管裙体形状普通标准降液管裙体为直形,优化之后,降液管裙体的长度、位置、形状都有所改变。
总共有26种不同的裙体被使用,其中包括圆弧形、三角形、梯形和齿形。
将80种不同的裙体类型/裙长/液体流速相互结合进行了试验,采集了1400个试验数据点。
在能产生令人满意的流体特性的裙体(如弧形、梯形)上,选择一定的刚度比,逐渐增加液体流速,观察研究流型的变化,发现产生了比普通流型更为理想的过渡流与逆转流。
合理选择降液管底隙降液管底隙对开车稳定性有影响。
底隙越小,开车越容易。
但如果底隙太小,虽然降液管中持液量足够,降液管的操作能力却有所降低。
总之,底隙需足够低以保证液封,但不能太低而引起过多持液量及过早的液泛。
改造进口堰进口堰用于降液管液封,也能改善流过塔板的液体分布。
Nottingham大学如图2所示。
它类似于进口堰,但位于降液管里面,其长度约为弦长的75%。
此堰能节省塔板空间,矫正液体流动型式。
此盘在各个条件下都能提供有效的板上液封,分配液体以便液体进入塔板时具有向上图2 进口堰改造的垂直动量而非水平动量,使进口边缘有更大的冲气量,提高了效率和处理能力,并避免了原预料的液漏。
强化入口面积入口面积的强化充分利用了降液管底下的面积,增加了气相的处理能力。
这方面有Koch-Glitsch公司的Max-Frac tray、Superfrac tray、Nye tray,Norton公司的Triton tray和Sulzer公司的Vortex tray等。
由于高压精馏条件,板式塔的液泛往往是从降液管开始的。
Nye塔板的降液管设计是除了通常的塔板开孔区外,蒸汽还可以从降液管以下的进口区上升,通过液体从上层塔板的降液管流出口以下的一块特殊设计的进口筛孔板流入两相接触区。
结论塔器发展到今天,板式塔和填料塔仍然是化工生产中最主要的两种塔型。
在板式塔方面,对降液管的研究渐多,新型降液管不断出现,主要是围绕提高塔板的有效利用面积,改善塔板上液体流型,以减小或消除塔板上的滞留区,避免气体旁流,从而提高塔板效率。
采用特殊结构形式,减少由于冲击而在降液管内产生的泡沫,对进入降液管的气液混合物进行有效分离,避免降液管液泛。
但现有研究对降液管内部气液两相流型及传质机理的研究还不是很完善,对降液管的设计没有足够的理论基础,主要是基于经验公式而采用一些参数,因此还须把降液管和塔板结合起来进行流型及传质的充分研究,以合理开发新型降液管。