浓硝酸漂白塔设计开题报告(3)
当然，除了乱堆填料和规整填料外，还有广泛应用于环保领域的软性填料、半软性填料和立体填料。新型填料的开发与应用仍将会有发展。
液体分布器
目前有关人员主要在液体分布器的选型、设计等领域进行研究，对液体分布质量评价方面则涉及较少，这是一个新的研究领域。
一个高性能的填料塔，必须同时具有高性能的填料和设计合理的塔内件，其中液体回流及进料在塔截面上的均匀分布是有效传质的基本条件。实验表明，液体分布不均对理论板数可造成成倍的影响[13]。宋海华等以分形几何为理论基础设计的新型液体分布器——Fractal液体分布器，该分布器通过实验验证了具有Khmas分布质量良好、能够均匀分布小流率的液体及操作弹性较大等优点[14]。华南理工大学通过对液体分布装置的结构及流体力学性能的研究，设计开发出用于双氧水填料精馏塔的液体分布装置——双层多排管式液体分布器[15]。天津天久新技术公司发明的虹吸式高弹性液体分布器，已获得国家专利。另外，天津大学还研制出液体分布器水平度的检测装置[9]。该检测装置是由软体透明管、管接头、管接头连接直角形固定支架及带螺纹的调节支架构成，使用前调节标尺指零，然后可对不同槽体进行水平检测，检测省力、精度高。
3.4 计算流体力学在塔设备中的应用
近年来，计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）得到迅猛发展，用计算流体力学方法研究规整填料塔内复杂的流体流动和返混现象成为填料塔研究的发展趋势之一。天津大学余国琮院士领导的研究组，较早地开展了填料塔内气液流动与传质的CFD模拟。张鹏等用PHOENICS模拟了直径150 mm、高l000mm的填料塔内Mellapak 350Y型规整填料中液相单相流速度场和质量浓度场，模拟结果能反映规整填料内液体的流动情况。谷芳等从Navier-stokes方程出发，建立了考虑气液相之间相互作用的CFD计算模型，给出了填料孔道内局部气液相传质系数及填料等板高度的计算方法，提出了适用于定量计算金属板波纹填料传质效率的耦合型算法，并对规整填料内的传质效率进行了计算，模型结果与实验值吻合较好[16]。
4 课题研究的内容
本文的研究设计内容主要包括总体方案的确定，材料选择和结构设计，零部件设计选用以及强度和稳定性校核等。根据设计任务与工艺要求，结合浓硝酸的物理特性及其现今的生产工艺方法，和填料塔的结构以确定浓硝酸漂白塔的设计方案。首先根据给定工艺介质与参数选定塔设备个个构件的材料。其次，在设备总体形式与主要工艺尺寸的基础上，设计确定塔体、裙座、填料支承、喷林装置、液体再分布器、接管形式、方位、塔附件等。最后，按照设计压力计算塔体等各方面的强度、刚度和稳定性进行校核。最终选择最合理的设计方案。
5 创新点及难点分析
在研究与参考资料文献的同时，发现现今的塔设备设计已不再是以往的传统模式，无论是在塔的外形尺寸、塔内件及填料上，还是在实验方法上都有了很大的突破。我需要借助国内外已发展成熟的技术改造与开发结果，主要在填料选择与塔板运用上进行改进，使用填料复合塔板（如图5.1所示），从而做到复合塔的运用。工业应用时可将穿流筛板与薄层填料组合成一个组合件以简化结构。复合塔板的操作状态可以分为三个区域：塔板上的鼓泡区、填料层内的液膜区和填料下的淋降区。这样的组合保留并强化了塔板上鼓泡层的传质优势，又可以不断地改善填料的液相再分布，而填料层很薄不可能使均匀的液体分布恶化，因而传质元件上气液接触状态非常理想。再加上塔板间液沫夹带量极小，因此具有很高的效率。
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