管栅式喷射塔的初步探讨 第二部分 管栅式喷射元件的传质

管栅式喷射塔操作性能与其它并流喷射塔的对比实验结果,及其流体力学状态的实验研究情况,我们已经作过报导。本文在上述实验的基础上,对压降小而结构又十分简单的(仅由普通管子构成)管栅式喷射塔的传质性能作了进一步的实验探讨,并提出了本实验条件下的传质数据的关联式。本实验采用的实验流程和设备,以及喷射元件的尺寸和实验条件均与前文介绍的相同。但为了便于分析取样在喷射元件到吸收段增设了一个大小头,逐渐过度,此与前文介绍的装置,稍有不同。本实验是在空气-氨-水系统中进行的。氨由钢瓶、稳压罐和计量装置组成的供氨系统供给。实验过程中,在实验装置进口处气体的氨浓度保持在1％(体积)左右。操作稳定后,在装置的进口、喷射元件下150毫米处,以及分离器出口处同时取样分析。 Orrington等在他们进行的水吸收氨实验中证实了入口气体的湿度对传质系数影响很小,在大多数情况下是在实验误差范围内。因此本实验流程安排上未考虑对入口气的湿度加以控制。实验中气体的缝隙速度(按喷射元件通道最窄处计)为10～80米/秒;空塔气速为2～9米/秒;液气比为3～50升/米~3。实验塔吸收段高度为1600毫米,直径为150毫米。     

喷杯型喷射塔的压降

喷杯型喷射塔(以下简称喷射塔)是一种高速并流的传质设备,它是由锥形空心小杯作为雾化混合元件,加上空心吸收段与分离段构成(见图1)。这种装置结构简单,处理能力大,单级效率高,不易堵塞,工作性能稳定,便于探作,特别适用于含尘气体或带有悬浮颗粒的液体场合。至今已用于气体吸收、冷却、增湿、干燥和除尘等过程中。     

不同结构喷射装置的性能比较试验

喷杯型喷射塔虽是高效的传质设备,但是由于圆锥形喷杯单位通道截面积的湿润周边有限等结构缺陷,使其对大液气比的适应能力变差,因而其应用场合也受到限制。本文作者在分析喷杯型喷射元件的实验及生产操作数据的基础上,提出三种喷射元件结构的改进构思,並在相同的条件下进行了不同结构喷射元件的性能对比实验。考察结果证明,新的喷射元件的结构构思对实现喷射塔高效低压降及改善其对大液气比操作的适应能力上,是可行的,其中以矩形截面的喷杯和管栅式喷射元件性能尤好,值得继续加以探索。     

导向梯形喷射填料式塔板的流体力学与传质性能研究

结合导向孔、填料和立体塔板的优点,设计了一种导向梯形喷射填料式塔板（FTS-PT）,在直径为500 mm的有机玻璃塔内采用空气-水-氧气物系进行冷模实验,分别测定了4种梯形角度实验塔板的流体力学性能（包括干、湿板压降,清液层高度,漏液,雾沫夹带）和传质效率。根据实验数据拟合得到FTS-PT塔板的干、湿板压降关联式。与新型垂直筛板和F1浮阀塔板相比,FTS-PT塔板压降较低。综合比较4种角度的导向梯形喷射填料式塔板的流体力学性能和传质效率,结果表明当梯形帽罩倾斜角度为8°时,塔板综合性能最好。     

并流逆流多级喷射塔

本文比较了多级喷射塔的各种流程,提出了并流逆流型的喷射塔结构,研究了它的计算方法,并用极简便的图解法决定塔的理论板数。通过实践证明这种新型塔是颇令人满意的一种传质设备。     

双级喷射吸收塔的性能试验

喷射塔系利用气流的动能来加速与分散液流,形成气液混合流,并在其中进行物质传递过程。由于采用高的气流速度,可保证物系的强烈湍动与高度分散,使喷射塔成为高效率的传质设备。喷射塔结构简单、工作稳定、处理能力大,且不易被堵塞,可用于处理含尘的气体或混浊的液体。由于气液接触的时间短,所以喷射塔仅适用于易溶气体或伴有快速化学反应的吸收操作。单级喷射塔在工业上已用于二氧化硫、硫化氢,以及氟化氢等气体的吸收。     

新型导向立体喷射填料式塔板的流体力学及传质性能研究

设计了一种大通量、高效率的新型导向立体喷射填料式塔板(FJPT),以空气-水-氧气为物系,在直径为500 mm的有机玻璃塔内进行冷模实验,测定其流体力学性能和传质性能,包括干板压降、湿板压降、漏液、雾沫夹带、清液层高度和塔板效率等。由实验数据关联得到干板压降和湿板压降的经验关联式,与现有的新型垂直筛板相比,FJPT压降较低。通过改变板上矩形升气孔大小进行对比实验,得到的结果表明:矩形升气孔越大则塔板压降越低,但影响不明显;矩形升气孔越小,雾沫夹带和漏液率越小,气相负荷上限越高;开孔大小有一个最合适的值使塔板效率最高。     

深液层大孔径筛孔型鼓泡塔的性能研究

深液层大孔径筛板型鼓泡塔是一种新型碳化塔。本文就其结构、流体力学及传质性能进行了系统的研究。实验测试了不同汽液负荷下的塔板压降、塔内气含率、液相返混量及传质效率,并提出估算塔板压降及塔内气含率的关联式。     

导向立体喷射复合塔板的流体力学及传质性能研究

设计了一种低压降、大通量、高传质效率的导向立体喷射复合塔板(FVJT),在直径为800 mm的圆形塔内进行冷模实验,测得FVJT的干、湿板压降,雾沫夹带率,漏液率,清液层高度等流体力学数据,并通过富氧水解析实验分析塔板的传质性能;最后,根据干、湿板压降数据拟合得到压降关联式。对比研究了3种不同立体帽罩倾角对塔板性能的影响,结果表明：与新型垂直筛板(New VST)和F1浮阀塔板相比,本文所设计的FVJT干、湿板压降分别降低约20%～30%和10%～20%,传质效率提高了13%～17%,其中立体帽罩倾斜角为6°时传质效率最高。     

导向立体喷射复合塔板的流体力学及传质性能研究

设计了一种低压降、大通量、高传质效率的导向立体喷射复合塔板（FVJT）,在直径为800 mm的圆形塔内进行冷模实验,测得FVJT的干、湿板压降,雾沫夹带率,漏液率,清液层高度等流体力学数据,并通过富氧水解析实验分析塔板的传质性能;最后,根据干、湿板压降数据拟合得到压降关联式。对比研究了3种不同立体帽罩倾角对塔板性能的影响,结果表明：与新型垂直筛板（New VST）和F1浮阀塔板相比,本文所设计的FVJT干、湿板压降分别降低约20%~30%和10%~20%,传质效率提高了13%~17%,其中立体帽罩倾斜角为6°时传质效率最高。     

复合喷射塔板的流体力学性能及传质性能的测定

设计了一种具有低压降、大通量及高传质效率的复合喷射塔板,以空气和富氧水为介质,在直径500 mm的圆筒型玻璃钢实验装置中对复合喷射塔板的流体力学性能及传质性能进行测定,研究了复合喷射塔板的干、湿板压降,雾沫夹带,漏液率,清液层高度等流体力学性能随底隙上方条缝高度的变化规律,并对干、湿板压降数据进行线性回归分析。结果表明该复合喷射塔板的干、湿板压降与F1浮阀塔板相比明显降低,且塔板清液层高度随底隙上方开缝高度的增加而降低,雾沫夹带率和漏液率随开缝高度的增加而增大;在底隙上方开缝能够提升立体塔板的传质效果,且传质效果比F1浮阀塔板高出5%以上。     

L角钢挡板塔盘吸收性能的试验研究

经氨空气水物系吸收性能试验表明,L 角钢挡板塔盘具有结构新颖简单、加工安装方便、生产能力大、板压降小、效率高、传热传质效果好等特点,是一推广应用的新塔型,并提出冒夫里板效率 E_(mv)和体积传质系数 K_(yv)的关联式.     

喷杯型喷射塔的传质

喷杯型喷射塔在生产上应用日益广泛,但实验研究报导中所提供的关联式都是在特定实验条件下取得的,机理研究极少。因此,如何通过实验对前述关联式加以校验及评定,并在此基础上探寻可供设计选用的更为有效的关联式,是个需要解决的问题。在实际生产中液气比控制何种范围,能使得吸收效率高而能量消耗低?塔身在吸收     

SCA型高效规整填料的开发及其性能研究

研究开发了一种新型金属丝网波纹填料—直线与弧线交替（SCA）型规整填料,该填料为独特的弧线与直线交替式结构,兼具了直线、弧线型等多种典型填料的优点。在透明的树脂玻璃塔内进行冷态模型实验,通过将700、800、1 000 m²/m³的3种大比表面积的SCA型填料与传统填料进行比较,研究其流体力学性能与传质性能。实验对比结果显示：在相同操作条件下,SCA700型填料的干塔压降仅为传统CY型填料的67.8%,平均降低了32.2%;湿塔压降仅为传统CY型填料的65%,平均降低了35%;液泛气速平均高出20%,等板高度值平均减小了近24%。上述结果表明,SCA型填料兼顾了填料的传质性能与流体力学性能,在减小压降、增大操作弹性与传质效率方面均有显著进步。     

喷射安装导管作业中喷射管串力学分析

深水钻井喷射安装导管作业中喷射管串的结构特殊,受力复杂。作业过程中喷射管串系统的内、外层管柱处在不同的受力系统中,正确分析喷射管串系统在作业过程中的轴向力是分析管柱整体变形和应力的基础。分析发现：底部钻具组合的轴向力主要受马达、钻头压降产生的水力推力、射流反作用力及钻头钻压的影响,导管上的轴向力受地层和入泥导管之间的摩擦力影响,二者通过导管送入工具相互传递。计算了作业过程中喷射管串各部分的轴向力分布,并讨论了导管柱上的中性点随导管安装深度的变化规律,对喷射安装导管设计和作业具有实际意义。     

喷浆机喷射管堵塞自动监控保护装置的研制

在煤矿井下喷浆生产过程中,喷浆机喷射管堵塞不仅给处理带来困难,还有可能会发生爆管事故,直接影响到现场操作工人的人身安全,不利于煤矿安全生产。喷浆机喷射管堵塞自动监控保护装置采用压力调节阀和换向阀设计一套气路系统自动识别喷射管有无堵塞,采用气动阀、压力传动元件和行程开关,设计喷浆机喷射管堵塞自动保护系统,可实现输出管路堵塞时自动停电、停风、报警,避免风压大而出现爆管,甚至出现喷浆料伤人现象,对井下安全生产意义重大。     

TPI型规整填料的流体力学及传质性能研究

设计开发了一种新型波纹脉冲型填料,该填料结合直线结构和脉冲结构的优点,有效地降低了塔压降,并且显著提高了传质性能。实验采用氧解吸的方法对三折线脉冲（TPI）填料进行冷膜实验,测定了3种不同比表面积的TPI型填料的流体力学以及传质性能,并与传统的CY型填料进行了对比。相对于CY700型填料,TPI700型填料的流体力学和传质性能均有较为显著的提高。以流量L=22.49 m³/（m²·h）的情况为例,TPI700型填料的塔压降比CY700型平均降低了约39.4%,等板高度平均降低了约16.6%,液泛气速提高了约16.4%。结果表明,TPI型填料的性能较为优良,可以应用于高分离要求的行业。     

组合式角钢塔板的性能研究

在５００ｍｍ×３００ｍｍ的矩形有机玻璃实验塔中，用水－空气体系对组合式角钢塔板的流体力学性能及传质性能进行实验研究，并以筛孔塔板作对比实验。结果表明组合式角钢塔板是一种结构简单，压降低，压降低，操作弹性宽，处理能力大和板效率较高的新型塔板。     

水力喷射压裂孔内压力分布研究

水力喷射压裂工艺是集水力射孔和压裂一体的新型油田增产技术.在室内实验基础上,运用流体力学计算方法,对水力喷射压裂孔道内压力场进行计算,得到了井下水力射流在地层孔道内的压力及速度分布,揭示了喷嘴空间位置、喷嘴数量、孔道形状、喷嘴压降和喷嘴直径对孔道压力的影响规律结果表明:高速射流之间具有很强的独立性,喷嘴空间位置和喷嘴数...     

电控泵-管-阀-嘴燃油喷射系统的研究与开发

燃油喷射系统的柔性控制是现代柴油机发展的必然趋势，电子控制的燃油喷射系统是实现燃油喷射过程柔性控制的有效手段。电控泵－管－阀－嘴燃油喷射系统是在综合各种电控燃油喷射系统特点的基础上形成的对机械式泵－管－嘴系统实现电子控制的新型系统。该文分析了电控泵－管－阀－嘴燃油喷射系统的构成和工作原理，设计和开发了满足该系统工作要求的控制装置，通过试验验证了电控喷射系统工作的可行性，还研究了一些结构和调整参数对系统性能的影响，试验结果表明该新型电控喷射系统具有较好的综合控制性能。