第33卷 第6期 石 油 化 工 设 备 Vol . 33 No . 62004年11月PE TRO -CHEMICAL EQUIPMENT Nov . 2004
技术综述
文章编号:1000-7466(2004) 06-0045-04
降液管结构优化进展
周海龙, 徐世民
(天津大学精馏技术国家工程中心, 天津 300072)
摘要:比较了弓形、半环形和径向形降液管对塔板效率的影响, 介绍了板式塔中新型降液管的主要形式、结构及优缺点。针对当前板式塔降液管研究的进展情况, 提出了一些关于降液管研究方向的看法。
关 键 词:板式塔; 降液管; 结构; 优化中图分类号:TQ 053. 503 文献标识码:A
The advancement of downcomer optimization
ZHOU Hai -long , XU Shi -min
(National En gineering Research Center for Distillation Technology , Tianjin Universit y , Tianjin 300072, China )
A bstract :Arc , semi -ann ular and radial downcomers ' effections on the tray efficiency were compared , the main style , struc -ture , advantage and disadvantage of the new downcomer in tower were introduced . Based on the advancement of the downcomer , s ome opinions of the downcomer research were presented .
Key words :plate column ; downcomer ; structure ; optimization 填料塔、筛板塔、筛板-填料混合塔广泛应用于精馏和吸收中, 各有利弊, 而板式塔则显示出新的竞争潜力。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, 而对组成塔设备整体的其他内部构件的优化研究甚少, 如根据沿塔各层板上的汽液负荷分布来设计选择合适的降液管大小、结构与下缘高度等。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[1, 2]。开展此方面的研究对提高现有塔的处理能力, 尤其是对大直径塔具有很重要的意义。
降液管面积是板式塔设计中的重要参数, 合理的降液管既可使液体顺利通过, 又可使夹带气体分离出去, 同时防止发生液泛。控制降液管面积可采取以下措施:①降液管内的液体线速度在0. 03～0. 20m /s , 其高低与体系的发泡程度有关。新设计
收稿日期:2004-05-29
作者简介:周海龙(1976-) , 男(汉族) , 天津人, 硕士, 从事传质与分离研究。
[3]
的塔中降液管内液体线速度多控制在0. 10m /s 以
下。②降液管内液体需有足够的停留时间, 以使液体中夹带的气体得到分离。③降液管底隙的主要作用是保证降液管液封, 使降液管中的液体能均匀流入塔板。降液管底隙的大小直接影响通过底隙的液体流速、降液管的压降和降液管的持液量, 推荐降液管底隙的液体流速为0. 07～0. 25m /s 。1 降液管布置方式对塔板效率的影响
传统的降液管有弓形和圆形2类。一般在液体负荷较小、塔径较小时采用1根或数根圆形降液管, 此时为了增加溢流周边并提供足够的空间使泡沫层中气体得到分离, 常在降液管前方设置溢流堰。圆形降液管的面积很小, 没有足够的空间使泡沫层中的气体及时与液体分离, 使降液管中下流的液体充满泡沫, 造成气泡夹带, 降低塔板效率, 还容易产生液泛。降液管出口处的液封由下层塔板的受液盘来
·46· 石 油 化 工 设 备 2004年 第33卷
保证。
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。
面有Max -Frac tray 、Superfrac tray 、NYE tray 、Triton tray 和Vortex tray 等。
NYE 塔板2. 1
普通的筛孔塔板气体通过孔上升与横流经塔板
的液体相接触, 因此在塔板上就形成了1个气液分散系。当上升的气相通过泡沫层的时候, 液滴被带入接触区上部的塔板空间。在塔板正常的操作条件下, 大部分液体落回到塔板上, 被气体夹带到上层塔板的只是一些极小的液滴。液体随密集的泡沫流入降液管, 在降液管中气液得到分离。液体流到下一层塔板, 被带至降液管的气相则最终上升到上面层
图1 单溢流塔板降液管布置方式
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[4]。2 新型降液管结构
随着石油化工生产规模的不断扩大, 其设备也向大型化及高处理量发展。大直径塔不断出现, 相应的塔内件也随着工艺要求的变化出现了许多新的结构型式。国内外许多塔内件的新型设计都体现在降液管上。
新型塔板的设计特点表现在强化鼓泡面积和入口面积2方面, 其目的都是为了增大处理量而又无需对塔做大的改动[7]。强化鼓泡面积主要采用微型特殊固定阀和浮动阀件, 可以使传统塔板的气相负荷能力提高30%。在这方面有Bi -Frac tra y 、Super -frac /Minivalve tray 和NYE /Minivalve tray 等。强化入口面积主要是充分利用降液管底下的面积增加气相的处理能力。与传统塔相比, 这些塔板处理能力可
增[8, 9][5, 6]
塔板。
典型的NYE 塔板见图2[10, 11]。由于用一改造的进口板代替了降液管下面的封闭面积, 因此接触区和分离区的面积扩大了。气相进入改造区的底端被重新导向, 通过垂直面上的孔上升到上面的塔板上。降液管的底部升高, 并被吊在改造区的上面。塔板、降液管、溢流堰和塔的附属设备基本上与普通筛板或浮阀塔板相同。
图2 NYE 塔板
NYE 塔板与普通塔板的不同点:①由于进口板垂直面上的开孔气液接触区的开孔面积增大, 故在一定的气速下, 气相的孔速下降。②进口板垂直面上的孔洞升高至塔板之上, 因此, 通过这些孔的气体会水平而不是垂直吹入气液接触区。③从入口区吹来的气体给液体一个推动力, 导致了水平速率的增加, 使液体从进口降液管流向出口降液管。④因为消除了降液管下面的死区, 分离区顶部的有效开孔面积增大, 因此在一定气速下, 上升气体的真实速度会减小。
NYE 塔板优点:①孔速减小使气液接触区因气体高速射流造成液泛的趋势降低。②分离区气速的。
第6期 周海龙, 等:降液管结构优化进展·47·
③气体孔速减小, 使塔板的压降减小, 降液管的备件减少。④液体存在于降液管时, 便立即与气体分离。而在普通塔板上, 液体流经途中前段距离时没有或者很少发生这种现象, 因此, NYE 塔板增加了液体的有效流程约101. 6mm 。这个特点对于多流程塔板尤其重要, 因为在多流程塔板中, 流程路径长达406. 4～457. 2mm 。⑤处理量高, 塔板改造量少, 投资较低[12, 13]。
95型大通量塔板2. 2
该塔板系南京大学开发成功的大通量塔板, 其
净、有腐蚀性或含有固体颗粒时这一点尤为重要。
多降液管结构(MD 塔板) 2. 4
筛板塔是1种应用广泛的气液传质设备, 通常设计筛板塔时从减少塔板阻力和液沫夹带量着手, 以提高塔板处理气体负荷的能力。但是, 当液气比高时, 允许液体流量将成为塔板生产能力的控制因素, 为了适应高液气比的传质操作, 在普通筛板上设置多根降液管以满足大液量的要求。20世纪60年代, 美国联合碳化物公司开发了悬挂着多根降液管的MD 型塔板[15], 见图4。由于它具有高通量、低压降的独特优点, 很快在工业上获得广泛应用。尤其在石油化工的轻烃分离中, 可替换一般筛板、浮阀或填料, 以满足增产和节能的要求[16, 17]。
该塔板特点:①溢流堰周界较长, 适用于液体负荷较大的操作。②降液管悬挂于气相空间, 在塔板上无需受液区, 增加了塔板的有效传质面积。③增加了鼓泡区, 提高了气相负荷。④液流路径短, 塔板上几乎没有液面梯度, 气液分布均匀。⑤塔板上液层较低, 塔板阻力小。泡沫层低, 雾沫夹带小, 板间距小。⑥增加了塔板的刚性, 可以省去塔板的其它支撑机构[18, 19]。⑦每相邻两板的降液管互成90°排列。⑧板间距小, 仅为一般塔板的50%～70%。
基本构思是:①采用月牙型溢流堰, 使其非传质区面积控制在5%以内, 其通量比传统塔板通量增加
10%～25%。②采用管尾向塔壁开口的降液管, 使液体直接从塔壁降下, 延长塔板上液体的平均停留时间, 从而提高塔板效率。③采用全塔板液体均分导流, 使塔板上液体呈活塞流状态。该塔板与NYE 塔板相比, 通量高10%～15%,效率高5%,在国内也有成功应用的例子。2. 3 带优化降液管的DOS 塔板
为了解决塔板有效利用面积受降液管面积大小限制的问题, 提出了1种降液管优化结构, 见图3a 。以开孔的塔板代替普通塔板(图3b ) 的受液盘区, 且阀孔上装有浮阀。在原受液盘的上方安装1块液封板, 代替原受液盘。液封板斜面上开有舌孔, 其下缘与塔板上全开后的浮阀上缘平齐[1]
。
[14]
图4 多降液管筛板塔结构
2. 5 改进型MD 塔板(DJ 塔板)
图3 塔板结构示图
20世纪70年代初期, 浙江工业大学在考察MD 塔板技术的过程中, 发现MD 塔板在液流分布及传质效率方面存在不足, 为此着重在基础理论和结构改善等方面作了一系列研究, 在20世纪80年代末开发了具有我国特色的DJ 系列塔板。DJ 系列塔板保持了MD 塔板降液管的特色, 并在结构形式、通量和效率等方面有所创新:①采用了宽矩形降液管。②降液管底采用了十字形、方形和宽条形等形式, 使降液管在保证自液封的前提下有较大的承液弹性。③对降液管的根数和排列做了优化。研究表明, 降, 该塔板优点:①增大了塔板上有效鼓泡面积。②塔板上浮阀的布置区加大, 开孔面积增大, 在一定
通量下孔速降低。③降液管底部成为气液接触区, 从液封板下方阀孔上升的气体在塔板上与液体接触后, 由液封板斜面上的舌孔及塔板与液封板的间隙中吹出, 与由降液管中流出的液体进行2次接触, 同时对液体有向前的推动力, 减少板上液体返混, 降低液面梯度。④对降液管结构采用动态液封的方式, 可有效防止因塔内污垢、锈渣等颗粒积聚而堵塞降
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(张编)
降液管就可减少根数, 以利于液体在塔板上的良好分布。排列降液管时采用等溢流强度原则比采用等鼓泡面积原则可获得更加良好的液流分布。④因液
量过大, 考虑到冲击载荷, 采用了平行或交叉横梁支架
[16, 20]
。已在工业上获得成功应用的DJ 塔板有3
[14, 21]
种型号, 其中DJ -1型塔板是为了适应特大液气比的吸收操作而开发的2. 6 VORTEX 塔板
。
VORTEX 塔板是SULZER CHE MTE CH 公司开发与生产的专利产品, 能够在不降低传质效率的前提下显著提高塔内气液负荷的通过能力[3]。在塔板上设计了1种独特的悬挂式防漩涡降液管, 塔板上的传质元件可以为筛孔、浮阀和固定阀等。VORTEX 塔板具有以下特点:①采用了形状如同旋风分离器的降液管, 有利于对进入降液管的气液混合物进行分离, 因为气体是通过升气管上升的, 所以能够避免降液管液泛的发生。②采用悬挂式降液管结构可以最大限度地提高塔板上的有效鼓泡区面积。③增加了降液管的堰长, 使液流强度、塔板压降和降液管持液量都降低, 提高了塔设备的处理能力和操作弹性。④由于对降液管的位置进行了优化, 最大可能地改善了两相流动的均匀性, 从而提高了传质效率。3 结语
越来越多的新型降液管不断出现[22], 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, 今后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。
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1998,(3) :44-46.
双膜法石化废水处理工程在燕山石化竣工
一项日处理3万t 石化废水的回用工程在燕山石化竣
工。项目投运后每天为燕山石化热电厂供应2万t 高纯水, 每年可节约上千万t 自来水, 水制造成本从10元/t 左右降至3元/t 。
采用浸入式双膜法进行工业废水回用处理是当今国际最先进的水处理工艺技术, 但在国内大型工业废水回用工程应用还是第一次。这种技术和外置式双膜法的区别在于不用对废水进行化学絮凝和沙石过滤2道工序, 而是直接把超滤膜浸入工业废水中, 经过一级处理后, 再利用反渗透膜进行二级处理, 最后生成纯水。该工程工艺流程短, 运行成本低, 系统使用寿命长, 维护方便。
(林轩)
第33卷 第6期 石 油 化 工 设 备 Vol . 33 No . 62004年11月PE TRO -CHEMICAL EQUIPMENT Nov . 2004
技术综述
文章编号:1000-7466(2004) 06-0045-04
降液管结构优化进展
周海龙, 徐世民
(天津大学精馏技术国家工程中心, 天津 300072)
摘要:比较了弓形、半环形和径向形降液管对塔板效率的影响, 介绍了板式塔中新型降液管的主要形式、结构及优缺点。针对当前板式塔降液管研究的进展情况, 提出了一些关于降液管研究方向的看法。
关 键 词:板式塔; 降液管; 结构; 优化中图分类号:TQ 053. 503 文献标识码:A
The advancement of downcomer optimization
ZHOU Hai -long , XU Shi -min
(National En gineering Research Center for Distillation Technology , Tianjin Universit y , Tianjin 300072, China )
A bstract :Arc , semi -ann ular and radial downcomers ' effections on the tray efficiency were compared , the main style , struc -ture , advantage and disadvantage of the new downcomer in tower were introduced . Based on the advancement of the downcomer , s ome opinions of the downcomer research were presented .
Key words :plate column ; downcomer ; structure ; optimization 填料塔、筛板塔、筛板-填料混合塔广泛应用于精馏和吸收中, 各有利弊, 而板式塔则显示出新的竞争潜力。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, 而对组成塔设备整体的其他内部构件的优化研究甚少, 如根据沿塔各层板上的汽液负荷分布来设计选择合适的降液管大小、结构与下缘高度等。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[1, 2]。开展此方面的研究对提高现有塔的处理能力, 尤其是对大直径塔具有很重要的意义。
降液管面积是板式塔设计中的重要参数, 合理的降液管既可使液体顺利通过, 又可使夹带气体分离出去, 同时防止发生液泛。控制降液管面积可采取以下措施:①降液管内的液体线速度在0. 03～0. 20m /s , 其高低与体系的发泡程度有关。新设计
收稿日期:2004-05-29
作者简介:周海龙(1976-) , 男(汉族) , 天津人, 硕士, 从事传质与分离研究。
[3]
的塔中降液管内液体线速度多控制在0. 10m /s 以
下。②降液管内液体需有足够的停留时间, 以使液体中夹带的气体得到分离。③降液管底隙的主要作用是保证降液管液封, 使降液管中的液体能均匀流入塔板。降液管底隙的大小直接影响通过底隙的液体流速、降液管的压降和降液管的持液量, 推荐降液管底隙的液体流速为0. 07～0. 25m /s 。1 降液管布置方式对塔板效率的影响
传统的降液管有弓形和圆形2类。一般在液体负荷较小、塔径较小时采用1根或数根圆形降液管, 此时为了增加溢流周边并提供足够的空间使泡沫层中气体得到分离, 常在降液管前方设置溢流堰。圆形降液管的面积很小, 没有足够的空间使泡沫层中的气体及时与液体分离, 使降液管中下流的液体充满泡沫, 造成气泡夹带, 降低塔板效率, 还容易产生液泛。降液管出口处的液封由下层塔板的受液盘来
·46· 石 油 化 工 设 备 2004年 第33卷
保证。
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。
面有Max -Frac tray 、Superfrac tray 、NYE tray 、Triton tray 和Vortex tray 等。
NYE 塔板2. 1
普通的筛孔塔板气体通过孔上升与横流经塔板
的液体相接触, 因此在塔板上就形成了1个气液分散系。当上升的气相通过泡沫层的时候, 液滴被带入接触区上部的塔板空间。在塔板正常的操作条件下, 大部分液体落回到塔板上, 被气体夹带到上层塔板的只是一些极小的液滴。液体随密集的泡沫流入降液管, 在降液管中气液得到分离。液体流到下一层塔板, 被带至降液管的气相则最终上升到上面层
图1 单溢流塔板降液管布置方式
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[4]。2 新型降液管结构
随着石油化工生产规模的不断扩大, 其设备也向大型化及高处理量发展。大直径塔不断出现, 相应的塔内件也随着工艺要求的变化出现了许多新的结构型式。国内外许多塔内件的新型设计都体现在降液管上。
新型塔板的设计特点表现在强化鼓泡面积和入口面积2方面, 其目的都是为了增大处理量而又无需对塔做大的改动[7]。强化鼓泡面积主要采用微型特殊固定阀和浮动阀件, 可以使传统塔板的气相负荷能力提高30%。在这方面有Bi -Frac tra y 、Super -frac /Minivalve tray 和NYE /Minivalve tray 等。强化入口面积主要是充分利用降液管底下的面积增加气相的处理能力。与传统塔相比, 这些塔板处理能力可
增[8, 9][5, 6]
塔板。
典型的NYE 塔板见图2[10, 11]。由于用一改造的进口板代替了降液管下面的封闭面积, 因此接触区和分离区的面积扩大了。气相进入改造区的底端被重新导向, 通过垂直面上的孔上升到上面的塔板上。降液管的底部升高, 并被吊在改造区的上面。塔板、降液管、溢流堰和塔的附属设备基本上与普通筛板或浮阀塔板相同。
图2 NYE 塔板
NYE 塔板与普通塔板的不同点:①由于进口板垂直面上的开孔气液接触区的开孔面积增大, 故在一定的气速下, 气相的孔速下降。②进口板垂直面上的孔洞升高至塔板之上, 因此, 通过这些孔的气体会水平而不是垂直吹入气液接触区。③从入口区吹来的气体给液体一个推动力, 导致了水平速率的增加, 使液体从进口降液管流向出口降液管。④因为消除了降液管下面的死区, 分离区顶部的有效开孔面积增大, 因此在一定气速下, 上升气体的真实速度会减小。
NYE 塔板优点:①孔速减小使气液接触区因气体高速射流造成液泛的趋势降低。②分离区气速的。
第6期 周海龙, 等:降液管结构优化进展·47·
③气体孔速减小, 使塔板的压降减小, 降液管的备件减少。④液体存在于降液管时, 便立即与气体分离。而在普通塔板上, 液体流经途中前段距离时没有或者很少发生这种现象, 因此, NYE 塔板增加了液体的有效流程约101. 6mm 。这个特点对于多流程塔板尤其重要, 因为在多流程塔板中, 流程路径长达406. 4～457. 2mm 。⑤处理量高, 塔板改造量少, 投资较低[12, 13]。
95型大通量塔板2. 2
该塔板系南京大学开发成功的大通量塔板, 其
净、有腐蚀性或含有固体颗粒时这一点尤为重要。
多降液管结构(MD 塔板) 2. 4
筛板塔是1种应用广泛的气液传质设备, 通常设计筛板塔时从减少塔板阻力和液沫夹带量着手, 以提高塔板处理气体负荷的能力。但是, 当液气比高时, 允许液体流量将成为塔板生产能力的控制因素, 为了适应高液气比的传质操作, 在普通筛板上设置多根降液管以满足大液量的要求。20世纪60年代, 美国联合碳化物公司开发了悬挂着多根降液管的MD 型塔板[15], 见图4。由于它具有高通量、低压降的独特优点, 很快在工业上获得广泛应用。尤其在石油化工的轻烃分离中, 可替换一般筛板、浮阀或填料, 以满足增产和节能的要求[16, 17]。
该塔板特点:①溢流堰周界较长, 适用于液体负荷较大的操作。②降液管悬挂于气相空间, 在塔板上无需受液区, 增加了塔板的有效传质面积。③增加了鼓泡区, 提高了气相负荷。④液流路径短, 塔板上几乎没有液面梯度, 气液分布均匀。⑤塔板上液层较低, 塔板阻力小。泡沫层低, 雾沫夹带小, 板间距小。⑥增加了塔板的刚性, 可以省去塔板的其它支撑机构[18, 19]。⑦每相邻两板的降液管互成90°排列。⑧板间距小, 仅为一般塔板的50%～70%。
基本构思是:①采用月牙型溢流堰, 使其非传质区面积控制在5%以内, 其通量比传统塔板通量增加
10%～25%。②采用管尾向塔壁开口的降液管, 使液体直接从塔壁降下, 延长塔板上液体的平均停留时间, 从而提高塔板效率。③采用全塔板液体均分导流, 使塔板上液体呈活塞流状态。该塔板与NYE 塔板相比, 通量高10%～15%,效率高5%,在国内也有成功应用的例子。2. 3 带优化降液管的DOS 塔板
为了解决塔板有效利用面积受降液管面积大小限制的问题, 提出了1种降液管优化结构, 见图3a 。以开孔的塔板代替普通塔板(图3b ) 的受液盘区, 且阀孔上装有浮阀。在原受液盘的上方安装1块液封板, 代替原受液盘。液封板斜面上开有舌孔, 其下缘与塔板上全开后的浮阀上缘平齐[1]
。
[14]
图4 多降液管筛板塔结构
2. 5 改进型MD 塔板(DJ 塔板)
图3 塔板结构示图
20世纪70年代初期, 浙江工业大学在考察MD 塔板技术的过程中, 发现MD 塔板在液流分布及传质效率方面存在不足, 为此着重在基础理论和结构改善等方面作了一系列研究, 在20世纪80年代末开发了具有我国特色的DJ 系列塔板。DJ 系列塔板保持了MD 塔板降液管的特色, 并在结构形式、通量和效率等方面有所创新:①采用了宽矩形降液管。②降液管底采用了十字形、方形和宽条形等形式, 使降液管在保证自液封的前提下有较大的承液弹性。③对降液管的根数和排列做了优化。研究表明, 降, 该塔板优点:①增大了塔板上有效鼓泡面积。②塔板上浮阀的布置区加大, 开孔面积增大, 在一定
通量下孔速降低。③降液管底部成为气液接触区, 从液封板下方阀孔上升的气体在塔板上与液体接触后, 由液封板斜面上的舌孔及塔板与液封板的间隙中吹出, 与由降液管中流出的液体进行2次接触, 同时对液体有向前的推动力, 减少板上液体返混, 降低液面梯度。④对降液管结构采用动态液封的方式, 可有效防止因塔内污垢、锈渣等颗粒积聚而堵塞降
·48· 石 油 化 工 设 备 2004年 第33卷
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(张编)
降液管就可减少根数, 以利于液体在塔板上的良好分布。排列降液管时采用等溢流强度原则比采用等鼓泡面积原则可获得更加良好的液流分布。④因液
量过大, 考虑到冲击载荷, 采用了平行或交叉横梁支架
[16, 20]
。已在工业上获得成功应用的DJ 塔板有3
[14, 21]
种型号, 其中DJ -1型塔板是为了适应特大液气比的吸收操作而开发的2. 6 VORTEX 塔板
。
VORTEX 塔板是SULZER CHE MTE CH 公司开发与生产的专利产品, 能够在不降低传质效率的前提下显著提高塔内气液负荷的通过能力[3]。在塔板上设计了1种独特的悬挂式防漩涡降液管, 塔板上的传质元件可以为筛孔、浮阀和固定阀等。VORTEX 塔板具有以下特点:①采用了形状如同旋风分离器的降液管, 有利于对进入降液管的气液混合物进行分离, 因为气体是通过升气管上升的, 所以能够避免降液管液泛的发生。②采用悬挂式降液管结构可以最大限度地提高塔板上的有效鼓泡区面积。③增加了降液管的堰长, 使液流强度、塔板压降和降液管持液量都降低, 提高了塔设备的处理能力和操作弹性。④由于对降液管的位置进行了优化, 最大可能地改善了两相流动的均匀性, 从而提高了传质效率。3 结语
越来越多的新型降液管不断出现[22], 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, 今后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。
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双膜法石化废水处理工程在燕山石化竣工
一项日处理3万t 石化废水的回用工程在燕山石化竣
工。项目投运后每天为燕山石化热电厂供应2万t 高纯水, 每年可节约上千万t 自来水, 水制造成本从10元/t 左右降至3元/t 。
采用浸入式双膜法进行工业废水回用处理是当今国际最先进的水处理工艺技术, 但在国内大型工业废水回用工程应用还是第一次。这种技术和外置式双膜法的区别在于不用对废水进行化学絮凝和沙石过滤2道工序, 而是直接把超滤膜浸入工业废水中, 经过一级处理后, 再利用反渗透膜进行二级处理, 最后生成纯水。该工程工艺流程短, 运行成本低, 系统使用寿命长, 维护方便。
(林轩)