文献综述(新版)

板式精馏塔的发展研究综述

1.引言

精馏塔设备是化工、炼油生产装置中最重要的设备之一，塔设备的性能对于整个装置和企业生产能力、产品质量、消耗额定以及三废和环保等各方面都有重大影响。

塔设备目前主要分为板式塔和填料塔两大类。“近年来由于大量新型填料的出现，填料塔的应用逐渐增多，但由于常压或是加压操作系统，特别是大塔径，多侧线的气液传质设备，目前仍以板式塔为主。[1]”统计表明，石油化工企业塔设备中板式塔约占90%以上。板式塔历来应用广泛，“但近年市场竞争激烈，就要求企业能够灵活的调整生产经营策略，所以要求塔器在保证产品质量的前提下在较宽的气液负荷范围内操作。[2]”因此发展板式塔成为目前企业高度重视的问题。

2.1 板式塔国内技术进展

2.1.1 组合导向浮阀塔板

组合导向浮阀塔板是华东理工大学在1996年开发的专利技术，该阀吸取了条阀和导向筛板的各自特点，形成一种创新的组合条阀。它又矩形导向浮阀和梯形导向浮阀按适当的配比组合而成。组合导向浮阀塔板的主要特点为：

①塔板上配有矩形和梯形导向浮阀，浮阀上没有导向孔，导向孔的开口方向与塔板上的液流方向一致；

②是根据液流强度的大小或液流路长短适当调节梯形浮阀和矩形浮阀的配比；

③浮阀在操作中不转动，浮阀无磨损，不脱落；

④塔板效率与F1（V1）型浮阀塔板效率相比提高10--20%；生产能力提高20--30%。

2.1.2 SUPER V 型浮阀塔板

石油大学与北京设计院一起，在原来HTV船型浮阀塔板的基础上，独家提出了浮阀填料化的开发思路，开发super v 型系列的浮阀塔板，实验室研究和初步工业应用表现出了极为优良的操作特性，具有广泛的应用前景。

此浮阀采用U型带翼结构、阀体侧翼开孔和开缝，提高塔板气液接触的均匀性，防止浮阀结焦和结垢沉积。设计了侧翼开孔的浮阀结构，以适应与低等结焦、

结垢体系。同时，该塔板采用同抹斜式降液管出入口堰技术相结合，大大提高；了降液管的液相通过能力。该类浮阀塔板效率较高，但是制造成本较高。

2.1.3 DJ塔板[3]

DJ塔板是浙江工业大学在八十年代末开发的一种新型塔板。DJ塔板继承了MD塔板降液管的特色，并在结构形式、通量和效率方面有所创新、有所突破，形成了具有我国特色的新型塔板系列。

DJ--1型塔板

该类型塔板是为了适应特大液气比的吸收才做而开发的。主要结构特点是采用宽型降液管。对降液管的根数和排列做改进优化。随着塔径的增加和溢流量的增加，调整降液管的长度和宽度比，按等溢流强度原则来排列降液管；同时，兼顾各个溢流区的鼓泡面积分配合理。

DJ--2型塔板

这种塔板上设置了导流装置，在相应位置上开设导流孔，安装导流板，改善液流的初始分布，是塔板上的液流接近于活塞流。

该类他盘具有大通量和大处理能力的优点，但是不适用于液相负荷较小的体系；它的传质效率较低，与F1型浮阀塔板相当火略低。

目前还有复合斜孔塔板也具有相当大的应用量。

2.2 板式塔国外技术进展

2.2.1 ADV微分浮阀塔板[4]

这种塔板是在F1型浮阀塔板的基础上开发出的。与传统的F1浮阀塔板相比，塔从复发结构、降液管结构等方面进行了一系列的改进：

①ADV微分浮阀在阀顶开小阀孔，充分利用阀上部的传质空间，是气体分散更加细密均匀，气液接触更加充分；

②局部采用带有导向作用的ADV微分浮阀，消除塔板上的液体滞留的现象，提高气液分布的均匀性；

③采用鼓泡促进器使整个塔板鼓泡均匀并降低液面梯度，从而提高传质效率；

④适当改进降液管，增加鼓泡区的面积；

⑤阀腿采用新的结构设计，使浮阀安装方便快捷，操作不易转动和脱落。

该类他盘从传质效率、泄露等方面改进了很多。

2.2.2 波纹筛板[5]

该塔板石油美国STONE--WEBSTE工程公司开发，目前已经成功的开发出了第二代产品。波纹筛板式将穿流式筛板冲压成正弦曲线波纹形状，改善两相分布可提高塔板的操作弹性。塔板的波峰和波谷按照气液负荷和传递性能参数确定。这种塔板不设置降液管，增加了塔板的有效面积，故使塔的处理能力明显增加。相邻两层的波纹相互垂直，增大了液相流动的均匀性；两相传质不受泡沫层高度的影响，操作的灵活性较大；板上气液互相扰动，减轻了污染堵塞、延长了使用周期。但是，传质效率底。

目前国外还有几种板式塔，例如：SUPERFRAC塔板，GSV塔板，10 VORTEXTRAY等。

3.板式塔发展趋势

如今板式塔的改进受到广泛关注，如何提高板式塔传质效率？目前大多数任务提高板式塔的效率，其方法大致有[6]：

①改善液体在塔板上的流动性能；

②减小降液管内液体对塔板的冲击；

③增加活性鼓泡区域

④减小放大效应

所以对于板式塔将来如何改进，朝哪个方向发展就有了一定的眉目。如今随着传质理论和传质技术的不断进步，新型板式塔的开发会逐渐朝向结构简单、传质效率高、通量大的方向发展。“对于有降液管的板式塔，突出的缺点是降液管在塔板上占用了有效地传质区域和空间；对于无降液管的板式塔，突出的缺点是传质效率较低。[7]”克服板式塔的这些缺点，是板式塔发展的主要方向。

4.总结

板式塔最为重要的传质设备之一，在各种分离过程中都广泛应用，所以改进板式塔将是一门重要的技术研究。目前，已经有相当大的一部分得到改进创新，但是将来各种性能更加好的塔器还会不断的开发出来。

5.参考文献

【1】袁孝竞, 余国球. 填料塔技术的现状与展望[J]. 化学工程，1995,23（3）：15--143.

【2】张明石. 塔器技术的回顾与展望[J]. 石油化工设备, 1991, 20（2）：2. 【3】俞晓梅, 朱锦忠, 余崇国. DJ型塔板工艺应用的现状与展望[J]. 1995, 23