制氢装置工艺水脱气塔设计开题报告(2)
1、 液体分布器的设计及应用
液体在填料塔内的不良分布可分为两种：小规模不良分布和大规模不良分布。小规模的不良分布是由于填料层内液体的沟流而造成，Zuiderweg和Hoek的研究指出这种不良分布的影响可以通过沟流的相互混合减小，对填料塔的效率影响不大。若填料塔的制造和安装质量差，也会对效率造成严重影响。大规模的液体不良分布主要是由分布器初始分布不良而造成，它可使整个填料塔的效率严重下降。荷兰Delft大学Hock的博士学位论文指出，在散堆填料层内部会形成一定数量的优先流动途径，若液体分布器单位面积上的喷淋点数大于上述单位面积上优先流动途径数，则填料效率可以充分发挥，液体在流动过程中，流动途径会合并，最后达到稳定的流动途径数。若喷淋点数少于上述优先流动途径数，液体在流动过程中会分叉，使流动途径数增加，最后也达到稳定的流动途径数。后一种情况下，填料层上部的填料效率要下降。在严重的情况下，流体流到填料层下端面出口时，还没达到稳定的流动途径数，则整个填料层效率严重下降[5]。
因此，塔内件的设计，特别是液体分布器和进气结构的设计，成为开发大型填料塔的核心问题。而流体均布理论和技术又是发展填料塔内件的先导。目前，对液体的初始分布器和再分布器的研究，相对来说较多，也较为充分和成熟。现在已发展的形式有，盘式、槽式、排管式、槽盘式、喷嘴式及飞溅式等。液体从分布器中流出的形式有小孔型、溢流型及喷洒型等[6]。
a、带垂直布液板的槽式液体分布器 多级槽式液体分布器在大型填料塔中应用很广，目前多采用带垂直布液板的线分布型结构，按其支承方式可分为三种形式：压圈托槽式；悬槽式；埋藏梁托槽式。其中悬槽式液体分布器因其喷淋孔的水平度不受填料床层变化的影响；埋藏梁托槽式液体分布器其主要结构特征在于“埋藏梁”，云梯梁就位后，填料、填料压圈、二级槽、一级槽再依次就位，这种结构可保证分布器的水平度一劳永逸。
b、槽盘式及新型槽盘式气液分布器 槽盘式气液分布器是天津大学获国家发明奖的专利技术，由5部分组成，即矩形升气管、V形挡液板、特制导液管、铺板和连接件。它有3种基本结构：全可拆式结构、局部可拆式结构、全焊接式结构。新型槽盘式气液分布器主要特点在于增设了防护屏和自动排污系统，抗堵塞能力更强。
c、LIQDIST液体分布器系列 该分布器由南京大学开发，分3种型号：①LIQDIST-Ⅰ型（填料塔液体线分布器），它克服了液体点分布的缺陷，使填料层液体呈线性液膜均布，有利于消除填料塔的液相端效应，并使分离效率明显提高；②LIQDIST-Ⅱ型（填料塔液体面分布器），可使填料塔内液体分布与再分布均匀性逼近极限状态；③LIQDIST-Ⅲ型（槽盒式液体分布与再分布器），这是一种具有抗堵塞功能的液体收集与分布设备，液相中的漂浮、悬浮或沉淀颗粒均可得到收集，防止分布器和填料层堵塞。
d、喷嘴式液体分布器 喷嘴式液体分布器实现了液体的小粒径面分布，多用于吸收塔、洗涤塔、冷却塔、脱气塔及蒸馏塔的换热段、分馏段中，也可以作为穿流塔盘的液体分布器[7]。
2、 填料塔进气初始分布器的设计及应用
随着新型填料日益广泛地应用于大直径、浅填料层的精馏塔，塔内气体的均匀分布问题越来越引起研究者的重视。因此，研究气体分布器的性能，了解其中气液运动规律，探索其合理结构并在此基础上开发性能优良的气体分布器，对大型填料塔的合理设计和优质高产，具有重要意义。
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