【摘要】：在石油化工、制藥以及食品行業(yè)中常見(jiàn)高粘物料的精餾分離過(guò)程。物料粘度高會(huì)使塔板上流動(dòng)不暢,降低塔板效率,影響產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。以往對(duì)塔板的研究多集中在低粘度物料,適應(yīng)高粘物料的精餾塔板的研究文獻(xiàn)較少。本文針對(duì)高粘物料,在塔板設(shè)計(jì)中選用梯形導(dǎo)向抗堵固閥,并組合導(dǎo)向舌型閥片,利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)方法,首次對(duì)高粘物料在組合導(dǎo)向塔板上的流體力學(xué)特性進(jìn)行了研究。結(jié)合工業(yè)實(shí)例,對(duì)塔徑為1.4m的梯形導(dǎo)向固閥塔板,首先建立液相單相流模型,考察了高粘非牛頓流體流過(guò)塔板的非穩(wěn)態(tài)流動(dòng)過(guò)程及穩(wěn)定后的流場(chǎng)分布特性,并與物料為高粘牛頓流體、低粘牛頓流體時(shí)的流場(chǎng)分布特性進(jìn)行了對(duì)比,得到了不同粘度下,液相流場(chǎng)的分布規(guī)律,并考察了物料粘度和液流強(qiáng)度對(duì)液面梯度的影響。建立氣相單相流三維模型,對(duì)氣相單獨(dú)流過(guò)塔板進(jìn)行三維穩(wěn)態(tài)模擬,研究了氣相流場(chǎng)分布情況。并針對(duì)導(dǎo)向固閥塔板存在的問(wèn)題,對(duì)塔板結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn),設(shè)置導(dǎo)向舌型閥片,形成組合導(dǎo)向塔板。模擬結(jié)果表明,該組合導(dǎo)向塔板結(jié)構(gòu)可以有效改善原有塔板的缺點(diǎn),提高塔板效率。以歐拉-歐拉兩相流模型為基礎(chǔ),采用可以準(zhǔn)確地描述高粘氣液兩相流動(dòng)的低雷諾數(shù)修正SST k-ω模型,并采用用戶自定義函數(shù),考慮了相間動(dòng)量源項(xiàng),對(duì)高粘非牛頓流體在塔板上氣液兩相的流動(dòng)行為進(jìn)行了模擬研究。得到了塔板不同截面上液相體積分率及液相速度場(chǎng)的分布規(guī)律,并研究了塔板上充氣系數(shù)在不同方向的變化規(guī)律。結(jié)果表明,對(duì)于高粘物料使用舌形-梯形導(dǎo)向固閥結(jié)構(gòu)的組合導(dǎo)向塔板能有效改善液面梯度,加強(qiáng)了對(duì)高粘物料的推動(dòng)作用,加強(qiáng)了氣液兩相之間的傳質(zhì)。
【圖文】：

圖 1-1 圓形泡罩Fig.1-1 Round bubble cap不易發(fā)生漏液現(xiàn)象，有較好的操作彈性，維持幾乎恒定的板效率；塔板不易堵塞，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，金屬耗量大，造價(jià)高；板上液因霧沫夾帶現(xiàn)象較嚴(yán)重，限制了氣速的提遇到的阻力大，致使液面落差大，氣體分，近年來(lái)泡罩塔已很少建造。

第 1 章 文獻(xiàn)綜述完善的設(shè)計(jì)方法，其應(yīng)用才日趨廣泛。板塔的突出優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，金屬耗量小，造價(jià)低廉；氣體壓降小，板差也較小，其生產(chǎn)能力及板效率較泡罩塔的高。主要缺點(diǎn)是操作彈性范小孔篩板容易堵塞。近年來(lái)對(duì)大孔（直徑 10mm 以上）篩板的研究和應(yīng)，拓寬了篩板塔的應(yīng)用范圍。大孔徑篩板塔采用氣、液錯(cuò)流方式，，可以以及生產(chǎn)能力，而且不易堵塞。只要設(shè)計(jì)合理，同樣可以獲得比較滿意率。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ053.5

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