甲醇水洗塔塔盘的设计

山东化工●96●SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY2016年第45卷其中:塔盘形式为筛板时K = 1,塔盘形式为为浮阀时K值反映了栅栏堰的阻挡能力。阻挡比的范围- -般在0.1 ~0.=2.5;堰上清液层高度h.计算应用弗兰西斯公式,弗兰西9之间,先在0.1 ~0.9的范围内给出-一个栅栏堰阻挡比的大斯公式经检验其仅适用于泡沫态操作时堰上清液层高度的小,然后根据公式( 1)和溢流强度的计算公式,计算此阻挡比计算,根据弗兰西斯公式,文献(5]研究并推导出了喷射态操下求得的溢流强度,最后比较计算的溢流强度与最小溢流强作时堰上清液层高度h。的计算公式,见公式(3)。度的大小，必须保证计算的溢流强度大于最小溢流强度。如h. =0.26(1)) (y)。(3)果阻挡比的取值超过0.1 ~0.9的范围，可以通过改变栅栏堰弦长的方法进而改变堰长,使阻挡比满足要求。板上清液层高度HL=堰上清液层高度how+堰高BW。1.2.2栅栏宽度和缝宽根据公式(3)可以看出,在其他参数数据不变的情况下,喷射栅栏宽度主要影响甲醇水洗塔塔板上的液体速度分布，因子SF的值与板上清液层高度HL的值成正比。针对甲醇不同栅栏宽度下甲醇水洗塔塔板上液体速度分布可以通过水洗塔的设计,应保证喷射因子SF的值尽量大。由公式(2)计算流体力学软件FLUENT 6.2进行模拟研究,根据计算可得,喷射因子的最小值为2. 78,因此本文给出了甲醇FLUENT模拟结果即甲醇水洗塔塔板上的液体速度分布图，水洗塔塔盘设计的判断依据1 ,即喷射因子SF应大于2.78。确定 合适的栅栏宽度的范围,达到对甲醇水洗塔的塔盘设计1.1.2 最小溢流强度要求。Sloley's)认为最小溢流强度为5m2/(m . h) ,lockett]l根据文献[7]的要求,本文选用准确度较高的拟单相流模给出了最小溢流强度为3 m'/(m●h) ,经过研究发现塔盘溢型进行模拟计算。模拟过程中的液体介质采用清水,栅栏宽流强度大于最小溢流强度时,板式塔操作性能和水力学性能度Wp取值为0.1m.0. 2m和0.3m。不同栅栏宽度下塔板上良好。实践证明文献[51和161)给出的最小溢流强度的取值都液体分布的模拟计算结果见图2,从图2中可以看出,栅栏宽有一定的参考价值,但是作为甲醇水洗塔的塔盘设计,根据度越大,滞留区面积也就越大，根据分析笔者认为栅栏宽度笔者的经验以及相关的文献资料(2) ,最小溢流强度本文取值增大,阻挡液体流动的范围也就变大。为了防止滞留区面积为10m'/( m. h) ,因此本文给出了甲醇水洗塔塔盘设计的判过大,栅栏宽度不宜过大,而且为了使液体流动顺畅,栅栏堰断依据2,即最小溢流强度的应取值10m'/(h. m)。缝宽也不应太小。本文给出了栅栏堰栅栏宽度Wp应不大1.2 栅栏堰结构参数的设计于0. 2m,缝宽Wg不大于0.01m。1.2.1 阻挡比阻挡比XWC =栅栏宽度之和/栅栏堰弦长，阻挡比的取栅栏宽度:0.1m栅栏宽度:0.2m栅栏宽度:0.3m图2栅栏堰液体速度分布 图1.2.3堰 高和栅栏高度量流量) ,工艺气体进出口压降为0. 026MPa,这些操作性能堰高hW直接决定了板上清液层高度。甲醇水洗塔喷均能满足工程设计要求。射态操作时,堰高的取值对于负压操作的塔设备,取值范围表1 栅栏堰塔盘设计计算结果为0.018 ~0.025m;对于常压塔或者加压塔,栅栏堰的堰高项目新设计方法.取值范围为0.025 ~ 0.05m[8]。根据相关文献，栅栏高度一塔径/m2.0般取值范围为0.15~0. 2m(9。降液管宽度/m0.3134堰长/m0.2182设计举例溢流强度/(m2/h.m)10. 266某公司年生产规模10万吨的甲醇合成装置,该装置甲降液管面积/m20. 3148醇水洗塔某块塔板操作条件为:气相组分参数为密度15. .干板压降/m液柱0.02733kg/m'、粘度0.0144cP、质量流量77871. 6kg/h;液相组分参开孔率/%17.61数为密度911.566kg/m'、粘度0. 467cP、液相质量流量2041.弦长/m1. 4542kg/h表面张力为57. 55dycen。文献[8] 中采用的- -般设计方降液管低隙/m0.03法会选择使用齿形堰，根据齿形堰的计算方法,设计结果很阻挡比0. 85差,不能满足工程设计要求,此时塔板水力学性能很差。采降液管内液体高度/m0.114用栅栏堰作为塔板出口堰,根据本文的设计计算方法,得到总板压降/m液柱0.047 .该甲醇水洗塔的结构数据和水力学数据见表1。根据此设计板上液层高度/m0. 067结果,该甲醇水洗塔开车运行后效果良好,水洗塔气相中甲喷射因子16. 122醇含量平均为0. 05% ,水洗塔底吸收液甲醇浓度为60% (质(下转第98页)