陈华艳[1]2003年在《立体传质塔板CTST液体提升机理的研究》文中研究说明本文在φ600mm的冷膜塔内对立体传质塔板CTST的液体提升量和罩内流动状况进行了实验测量和理论研究。 对罩内湿板压力分布和干板压力分布进行了测量，结果表明CTST罩内的压力分布有利于液体被提升。 对罩体裙部处拟环状流部分的液膜高度进行了测量，并得出了液膜高度的关联式，建立了该部分的流动模型方程组，给出了该方程组的计算框图。 在对液体提升量实验研究中发现：随着清液层的增高，提升量随之增加，但在不同的板孔宽度时提升量随清液层的增加速率是不同的。板孔越窄，提升量随清液层而增加的速度越快。随板孔气速的增加液体提升量是降低的，但在不同的板孔宽度下，液体提升量随板孔动能因子而降低的速率也是不同的。板孔长宽比为8时提升量随板孔动能因子降低的速度最慢。分两种情况测定了板孔开孔形式对提升量的影响。在相同板孔长度和相同的板孔动能因子时，板孔越宽，液体提升量越低。在相同板孔宽度，随板孔长度增加，提升量不变。板孔宽度不同的情况下，提升量随罩体底隙的变化规律相似，随罩体底隙的增加提升量先增加后下降，在罩体底隙为12-15mm时达到最大值。 基于能量守恒建立了CTST单罩液体提升量的数学模型，用实验数据进行验证，发现该模型能较好地反映CTST提升量的变化。
刘长江[2]2007年在《板上充气状态下立体传质塔板CTST的液体提升量研究》文中指出以空气—5%碳酸钾溶液为实验物系,测定了板上充气状态下立体传质塔板CTST的湿板压降和单罩液体提升量的变化情况,考察了清液层高度、板孔动能因子、板上气含率、底隙高度和板孔宽度等因素的影响;在能量守恒的基础上建立了立体传质塔板CTST的单罩相对液体提升量的数学模型。在对湿板压降的实验研究中发现:在板上充气状态下湿板压降随着F0因子的增大、清液层高度的增加而增大;随气含率增大而减小。通过向板上液层中鼓气来模拟板上充气状态测定了不同板上气含率时立体传质塔板CTST液体相对提升量的变化情况,实验结果表明在板上充气状态下相对提升量随着板上液相气含率的增加而降低,但变化不显着;在板上气含率相同时相对提升量随着板上清液层高度的增加、板孔动能因子的减小而增加;相对提升量随板孔宽度的变窄而增加,随罩体底隙的增加先增加后降低。根据气液两相的接触状况,在能量守恒定律的基础上对CTST的单罩液体提升量模型进行了推导,并用实验数据进行了验证,结果表明该模型能很好的反映CTST液体相对提升量的变化规律。
李春利, 马晓冬[3]2013年在《大通量高效传质技术——立体传质塔板CTST的研究进展》文中提出立体传质塔板CTST是河北工业大学研究开发的一系列大通量高效喷射型塔板,其结构为独特的空间立体结构,具有处理能力大、效率高、压降低、操作弹性大、抗堵塞能力强、消泡性能等特点.已对CTST塔板的进行了较为系统的研究,包括流体力学性能、传质性能的研究、复合塔板的研究等.结合CFD技术,加强了CTST塔板两相流场的流体力学方面的研究.复合塔板是一种新型的高效率的气液接触设备,介绍了CTST-F1复合塔板流体力学性能,为后续复合塔板的研究开发提供了良好的理论基础.
王治红, 胡红, 彭琳, 黄华伦[4]2016年在《立体传质塔板CTST研究和应用现状》文中认为综述了立体传质塔板CTST在石油炼制、污水处理、化工生产和天然气化工工艺的过程改造现状和CTST塔板的理论研究现状。工业应用表明,CTST塔板确实具有抗堵、消泡、提效、增产、节能和降耗等方面的优势。凭借实验手段和CFD模拟,理论经验研究主要集中板上气、液相流动及两相流动和喷射罩内流动,但有关于流动和传质结合的研究尚少。未来CTST塔板将主要朝着增加气液两相界面面积和增快界面更新速率,改善液体流动和浓度分布,增加气液传质推动力方向进一步提高其传质性能。
刘启东[5]2004年在《立体传质塔板CTST罩内外浓度分布及传质性能的研究》文中研究说明本文在φ600mm的冷模实验塔内采用富含二氧化碳水—空气解吸系统对立体传质塔板CTST的罩内外浓度分布进行了实验测量和理论研究。 测量了CTST罩内外气相和液相浓度分布，结果表明：CTST的罩内外液相浓度沿帽罩高度方向而降低，气相浓度沿帽罩高度方向而增高。讨论了板孔动能因子、堰高和液体流量对帽罩内外液相浓度的影响，指出板孔动能因子对液相浓度的影响最小，堰高的影响最大。 研究了帽罩各传质区域的传质量及其占总传质量的百分比，结果表明：不同的操作条件下提升段、喷射段和罩外传质量占总传质量的百分比分别为50％-70％、10％-17％和20％-35％。此研究结果对CTST结构的进一步优化具有重要的指导意义。 建立了描述CTST单罩传质性能的数学模型，并推导出帽罩传质效率与传质单元数的关系，由实验数据得出传质单元数和传质效率的计算关联式。
王志英[6]2002年在《立体传质塔板板上液相流动性能的研究》文中进行了进一步梳理本文在φ1000mm的冷膜塔内对立体传质塔板CTST的板上清液层高度、液面梯度和板上液相速度分布进行了实验测量和理论研究。 应用动态压力测量方法测得板上液相速度分布。实验得出立体传质塔板板上液相流动的特性，结果表明：板上液相速度随溢流强度的增大而增大，随出口堰高的增加而减小，板孔气速对板上液相速度分布的影响最小，随着板孔气速的增大，板上液相流动速度只是在罩间略微增大。 应用连通法对立体传质塔板的板上清液层高度进行了系统的测量，结果表明：立体传质塔板的板上清液层高度的分布和传统塔板的分布不同；其板上液层高度随溢流强度和堰高的增大而增大，随板孔气速的增加先降低后又有所回升；与筛板相比较，CTST的板上液面梯度是较小的。 利用k—ε双方程湍流模型并给出完整的边界条件来描述CTST板上的液相流动。通过与实验结果的对比，结果表明该模型较好地反映了CTST塔板上液体流动的真实情况。
李建慈[7]2007年在《立体传质塔板CTST分离板上方气相速度分布的研究》文中认为在Ф600mm的冷模实验塔内对立体传质塔板CTST的分离板上方空间气体速度分布进行了实验研究,并且应用计算流体力学(CFD)对CTST的分离板上方单相流速度分布进行了数值模拟计算。采用热膜流速仪对分离板上方气体速度分布进行了测量,结果表明:气体主要是从筛孔和上通道(分离板和喷射板之间)喷射出来后与塔壁碰撞然后进入分离板上部的,气体在帽罩分离板上方的流动过程是气体自下而上的竖直流动和水平方向的扩散运动的复合过程。气体在CTST分离板上方不同高度横截面的速度分布也是不一样的。总体上来看,在分离板上方,气体的速度值比较小,在帽罩之间和帽罩与塔壁之间,速度值较大,同时速度分布不均匀。应用CFD建立了以RNG k-ε双方程湍流模型为基础,采用有限体积法求解的CTST罩上叁维单相流模型。模型采用SIMPLE算法求解压力和速度耦合方程,并且采用CFD商用软件FLUENT对模型进行求解。模拟结果和实验数据能较好的吻合,说明模型能较准确的反映气体在喷射罩上部的流动情况。
贺亮[8]2015年在《立体传质塔板罩外空间气液相流场的研究》文中提出作为一种新型塔板,立体传质塔板(CTST)的帽罩结构为独特的梯形立体结构,改变了传统塔板以板上液层为主要传质区域的平面型模式,将气液传质区域拓展至塔板立体空间,达到了大幅扩能增效、节能降耗的效果,在工业应用上取得了良好的经济效益。已有研究者对立体传质塔板(CTST)的帽罩内两相流动的不同特征进行了建模和模拟计算,并且获得了其液膜流动特征和液滴分布规律,但是没有对罩外空间气液两相流动进行研究,因此,本文在此基础上对立体传质塔板(CTST)帽罩外空间的气相分布和液滴粒度分布进行了研究,为塔板的进一步改进和优化奠定基础,提供了理论依据。本文建立了立体传质塔板(CTST)罩外空间流场气相分布和液滴粒度分布的数学模型。根据流场中离散液滴被气体夹带的情况,模型采用颗粒轨道模型来进行模拟;同时考虑了气体对液体的作用力、液滴自重以及虚拟质量力;对液滴的湍流扩散采用随机轨道模型进行计算。建立的数学模型有以下几个特点:①对立体传质塔板(CTST)罩外空间的气相分布和液滴粒度分布情况作了详细的分析,建立了能够准确描述罩外气相分布和液滴粒度分布的数学模型;②由于立体传质塔板(CTST)喷射罩的特殊结构,罩外的气相分布的模型的封闭采用了RNG k-ε湍流模型,罩外空间的液滴分布采用了随机轨道模型进行模拟计算,这种模型的建立更加准确的描述了罩外的流动情况;③对于液滴的粒度分布考虑了液滴的碰撞、破碎和聚并,以使模拟结果更能准确描述液滴的状态;④对常用的数值计算方法进行分析,最终确定求解控制方程的基本方法为有限容积法,差分格式选用二阶迎风格式,速度-压强关联算法采用SIMPLE算法。对立体传质塔板(CTST)罩外空间气、液相流场进行了实验研究。通过热膜测速仪测量系统和高速摄像技术对立体传质塔板(CTST)罩外流场气相速度分布和液滴粒度分布进行了实验研究,对CTST的喷射孔气速、液体流量、喷射锥角、液滴分布密度、液滴速度分布密度以及液膜速度等喷射性能进行了研究。对实验结果进行了分析,得出了喷射孔气速随板孔动能因子的变化规律及液滴的速度分布的高低两个区间,即[5°,20°]和[40°,50°]。利用计算流体力学Fluent软件对数学模型进行数值模拟,得到了罩外空间气相分布和液滴粒度的分布规律。在理论计算中,内容涵盖数值模拟各过程,包括计算选用的湍流模型、计算方法和差分格式等等,所建的模型很好地反映了气相的流动情况。根据结果,对立体传质塔板(CTST)液滴粒度分布的影响因素可以归纳为:气速、板上清液层高度、罩型以及液体的物性。另外对液滴粒径分布的研究表明,在喷射工况下,直径小于2mm的液滴占大多数,而且液滴的粒度分布更合适于上限对数正态分布函数。最后对实验研究结果与模型计算结果进行了比较。结果表明,通过实验得出的立体传质塔板(CTST)罩外空间气体流动状况的实验值与理论值是相一致的,证明了理论模型的正确性。通过对立体传质塔板(CTST)相关喷射性能的研究,得出喷射孔气速随板孔动能因子的变化规律,并得出影响液膜速度的主要因素为喷射孔气速和液膜在喷射孔上的位置的结论。
刘继东[9]2008年在《立体传质塔板罩内气液两相流动及传质过程的研究》文中提出立体传质塔板(CTST)以梯形立体结构的帽罩为单元,将气液两相流动和传质从塔板上延伸至大部分塔板空间。罩内的气液流动是造成这种延伸的关键所在,同时又是促进传质的主要区域。对罩内气液流动和传质的研究既是优化帽罩结构的基础,又为预测整个塔板的传质效率提供理论依据。本文在直径600mm的工业规模冷模实验塔中,研究了喷射板倾斜角度(α)和塔板伸入罩内长度(Wb)对罩内气液两相流体力学参数的影响,获得了较优的帽罩结构参数为α=8o、Wb=10mm。对帽罩进行了传质实验研究,得到了罩内沿高度方向的浓度分布,以及提升段和喷射段的传质速率和传质效率。提出了采用不同模型对帽罩内气液两相流场分段模拟的方法。在充分考虑表面张力和气液相互作用力对两相流动影响的情况下,用VOF方法建立了能够较好追踪两相界面的提升段两相流模型。采用颗粒轨道模型模拟了喷射段的气液两相流动,模型中考虑了高速气体对液滴施加的曳力、液滴所受重力和虚拟质量力的影响,用随机轨道模型计算了液滴的湍流扩散。根据模拟结果,对提升段重点讨论了不同操作条件及帽罩结构对液膜流动的影响,得到了液膜流动的变化规律。在喷射段重点讨论了液滴粒度的分布规律,其结果与R-R分布函数符合较好,获得了液滴粒度的分布参数和特征尺寸。分别建立了提升段和喷射段的传质模型,并对罩内传质进行了计算。在提升段把夹带液滴的核心气流看作等效流体,利用两相流模型对其进行了浓度分布和传质效率计算。在喷射段,以特征液滴的传质来处理复杂的传质过程,对喷射段浓度分布和传质效率进行了初步预测。模型计算结果与实验数据的整体趋势一致。
刘继东, 李春利, 李柏春, 吕建华[10]2004年在《新型立体传质塔板罩内压力分布和气液提升机理的研究》文中研究指明研究了新型立体传质塔板(CTST)的罩内压力分布情况,并研究了基于干板和湿板操作时帽罩内部不同高度处截面的平均压力变化规律,以及同一测压面上不同测压点的压力分布变化。研究了板上清液层高度、板孔动能因子对湿板操作时罩内压力分布的影响规律,建立了相应的关联式。从罩内压力分布角度研究了气相对塔板上液体的提升机理,分析了罩内压力分布对塔板压降等流体力学性能的影响。
参考文献：
[1]. 立体传质塔板CTST液体提升机理的研究[D]. 陈华艳. 河北工业大学. 2003
[2]. 板上充气状态下立体传质塔板CTST的液体提升量研究[D]. 刘长江. 河北工业大学. 2007
[3]. 大通量高效传质技术——立体传质塔板CTST的研究进展[J]. 李春利, 马晓冬. 河北工业大学学报. 2013
[4]. 立体传质塔板CTST研究和应用现状[J]. 王治红, 胡红, 彭琳, 黄华伦. 现代化工. 2016
[5]. 立体传质塔板CTST罩内外浓度分布及传质性能的研究[D]. 刘启东. 河北工业大学. 2004
[6]. 立体传质塔板板上液相流动性能的研究[D]. 王志英. 河北工业大学. 2002
[7]. 立体传质塔板CTST分离板上方气相速度分布的研究[D]. 李建慈. 河北工业大学. 2007
[8]. 立体传质塔板罩外空间气液相流场的研究[D]. 贺亮. 河北工业大学. 2015
[9]. 立体传质塔板罩内气液两相流动及传质过程的研究[D]. 刘继东. 天津大学. 2008
[10]. 新型立体传质塔板罩内压力分布和气液提升机理的研究[J]. 刘继东, 李春利, 李柏春, 吕建华. 化学工程. 2004