山東化工●96●SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY2016年第45卷其中:塔盤(pán)形式為篩板時(shí)K = 1,塔盤(pán)形式為為浮閥時(shí)K值反映了柵欄堰的阻擋能力。阻擋比的范圍- -般在0.1 ~0.=2.5;堰上清液層高度h.計(jì)算應(yīng)用弗蘭西斯公式,弗蘭西9之間,先在0.1 ~0.9的范圍內(nèi)給出-一個(gè)柵欄堰阻擋比的大斯公式經(jīng)檢驗(yàn)其僅適用于泡沫態(tài)操作時(shí)堰上清液層高度的小,然后根據(jù)公式( 1)和溢流強(qiáng)度的計(jì)算公式,計(jì)算此阻擋比計(jì)算,根據(jù)弗蘭西斯公式,文獻(xiàn)(5]研究并推導(dǎo)出了噴射態(tài)操下求得的溢流強(qiáng)度,最后比較計(jì)算的溢流強(qiáng)度與最小溢流強(qiáng)作時(shí)堰上清液層高度h。的計(jì)算公式,見(jiàn)公式(3)。度的大小，必須保證計(jì)算的溢流強(qiáng)度大于最小溢流強(qiáng)度。如h. =0.26(1)) (y)。(3)果阻擋比的取值超過(guò)0.1 ~0.9的范圍，可以通過(guò)改變柵欄堰弦長(zhǎng)的方法進(jìn)而改變堰長(zhǎng),使阻擋比滿足要求。板上清液層高度HL=堰上清液層高度how+堰高BW。1.2.2柵欄寬度和縫寬根據(jù)公式(3)可以看出,在其他參數(shù)數(shù)據(jù)不變的情況下,噴射柵欄寬度主要影響甲醇水洗塔塔板上的液體速度分布，因子SF的值與板上清液層高度HL的值成正比。針對(duì)甲醇不同柵欄寬度下甲醇水洗塔塔板上液體速度分布可以通過(guò)水洗塔的設(shè)計(jì),應(yīng)保證噴射因子SF的值盡量大。由公式(2)計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT 6.2進(jìn)行模擬研究,根據(jù)計(jì)算可得,噴射因子的最小值為2. 78,因此本文給出了甲醇FLUENT模擬結(jié)果即甲醇水洗塔塔板上的液體速度分布圖，水洗塔塔盤(pán)設(shè)計(jì)的判斷依據(jù)1 ,即噴射因子SF應(yīng)大于2.78。確定 合適的柵欄寬度的范圍,達(dá)到對(duì)甲醇水洗塔的塔盤(pán)設(shè)計(jì)1.1.2 最小溢流強(qiáng)度要求。Sloley's)認(rèn)為最小溢流強(qiáng)度為5m2/(m . h) ,lockett]l根據(jù)文獻(xiàn)[7]的要求,本文選用準(zhǔn)確度較高的擬單相流模給出了最小溢流強(qiáng)度為3 m'/(m●h) ,經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)塔盤(pán)溢型進(jìn)行模擬計(jì)算。模擬過(guò)程中的液體介質(zhì)采用清水,柵欄寬流強(qiáng)度大于最小溢流強(qiáng)度時(shí),板式塔操作性能和水力學(xué)性能度Wp取值為0.1m.0. 2m和0.3m。不同柵欄寬度下塔板上良好。實(shí)踐證明文獻(xiàn)[51和161)給出的最小溢流強(qiáng)度的取值都液體分布的模擬計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖2,從圖2中可以看出,柵欄寬有一定的參考價(jià)值,但是作為甲醇水洗塔的塔盤(pán)設(shè)計(jì),根據(jù)度越大,滯留區(qū)面積也就越大，根據(jù)分析筆者認(rèn)為柵欄寬度筆者的經(jīng)驗(yàn)以及相關(guān)的文獻(xiàn)資料(2) ,最小溢流強(qiáng)度本文取值增大,阻擋液體流動(dòng)的范圍也就變大。為了防止滯留區(qū)面積為10m'/( m. h) ,因此本文給出了甲醇水洗塔塔盤(pán)設(shè)計(jì)的判過(guò)大,柵欄寬度不宜過(guò)大,而且為了使液體流動(dòng)順暢,柵欄堰斷依據(jù)2,即最小溢流強(qiáng)度的應(yīng)取值10m'/(h. m)。縫寬也不應(yīng)太小。本文給出了柵欄堰柵欄寬度Wp應(yīng)不大1.2 柵欄堰結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)于0. 2m,縫寬Wg不大于0.01m。1.2.1 阻擋比阻擋比XWC =柵欄寬度之和/柵欄堰弦長(zhǎng)，阻擋比的取柵欄寬度:0.1m柵欄寬度:0.2m柵欄寬度:0.3m圖2柵欄堰液體速度分布 圖1.2.3堰 高和柵欄高度量流量) ,工藝氣體進(jìn)出口壓降為0. 026MPa,這些操作性能堰高h(yuǎn)W直接決定了板上清液層高度。甲醇水洗塔噴均能滿足工程設(shè)計(jì)要求。射態(tài)操作時(shí),堰高的取值對(duì)于負(fù)壓操作的塔設(shè)備,取值范圍表1 柵欄堰塔盤(pán)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果為0.018 ~0.025m;對(duì)于常壓塔或者加壓塔,柵欄堰的堰高項(xiàng)目新設(shè)計(jì)方法.取值范圍為0.025 ~ 0.05m[8]。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，柵欄高度一塔徑/m2.0般取值范圍為0.15~0. 2m(9。降液管寬度/m0.3134堰長(zhǎng)/m0.2182設(shè)計(jì)舉例溢流強(qiáng)度/(m2/h.m)10. 266某公司年生產(chǎn)規(guī)模10萬(wàn)噸的甲醇合成裝置,該裝置甲降液管面積/m20. 3148醇水洗塔某塊塔板操作條件為:氣相組分參數(shù)為密度15. .干板壓降/m液柱0.02733kg/m'、粘度0.0144cP、質(zhì)量流量77871. 6kg/h;液相組分參開(kāi)孔率/%17.61數(shù)為密度911.566kg/m'、粘度0. 467cP、液相質(zhì)量流量2041.弦長(zhǎng)/m1. 4542kg/h表面張力為57. 55dycen。文獻(xiàn)[8] 中采用的- -般設(shè)計(jì)方降液管低隙/m0.03法會(huì)選擇使用齒形堰，根據(jù)齒形堰的計(jì)算方法,設(shè)計(jì)結(jié)果很阻擋比0. 85差,不能滿足工程設(shè)計(jì)要求,此時(shí)塔板水力學(xué)性能很差。采降液管內(nèi)液體高度/m0.114用柵欄堰作為塔板出口堰,根據(jù)本文的設(shè)計(jì)計(jì)算方法,得到總板壓降/m液柱0.047 .該甲醇水洗塔的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和水力學(xué)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。根據(jù)此設(shè)計(jì)板上液層高度/m0. 067結(jié)果,該甲醇水洗塔開(kāi)車(chē)運(yùn)行后效果良好,水洗塔氣相中甲噴射因子16. 122醇含量平均為0. 05% ,水洗塔底吸收液甲醇濃度為60% (質(zhì)(下轉(zhuǎn)第98頁(yè))