一种精馏塔气液分配器及其槽孔的构建方法

摘要

本发明公开了一种精馏塔气液分配器及其槽孔的构建方法。建立等径均布孔气液分配器的流体仿真模型进行仿真，气液分配器上小孔的孔壁曲线设计为由圆弧和直线拼接成的流线型孔壁曲线，得到当气液分配器处于工作稳态时的主槽和副槽上各个观测点的液位高度，计算主槽上各个小孔的孔径，并且副槽小孔孔径与该副槽中轴线和主槽中轴线交点处的小孔直径相同，再依次计算得到副槽上各个小孔的位置，重复步骤进行迭代使得所有小孔的流量和喷淋区域面积之比满足液体均布条件完成构建。本发明能提高气液分配器的液体分配效率，减少流动阻力，降低流线型孔壁的制造成本，提高气液分配器液体分配的均匀性。

主权项

一种精馏塔气液分配器的槽孔构建方法，其特征在于：1)建立等径均布孔气液分配器的流体仿真模型进行仿真，其中气液分配器所有小孔的圆孔壁曲线均采用由圆弧(1)和直线(2)拼接成的流线型孔壁曲线，得到当气液分配器处于工作稳态时的主槽和副槽上各个观测点的液位高度；2)以气液分配器主槽(3)中轴线为Y轴，主槽(3)上小孔的各个孔径采用以下公式得到：$d_i=2\sqrt{\frac{Q}{2{\mathrm{\pi C}}_d\sqrt{2{\mathrm{gh}}_1\left(y_{k_i}\right)}}}$其中，Q为气液分配器的流量，Z为气液分配器上所有小孔的个数，C_d为流量系数，g为重力加速度，为Y轴第i个小孔的液位高度，为主槽上第i个小孔的Y轴坐标位置，i表示主槽上小孔的序数；3)副槽小孔孔径与该副槽中轴线和主槽中轴线交点处的小孔直径相同，再依次计算得到副槽上各个小孔的位置；4)由上述得到的主槽和副槽的小孔孔径和副槽小孔位置重复步骤1)建立流体仿真模型进行仿真，观测点与步骤1)的观测点相同，从而仿真获得主槽和副槽上各个小孔的流量进而采用以下公式计算得到第p个小孔的流量和喷淋区域面积之比$k_p^{*}=\frac{q_p^{*}}{L_p^2}$其中，L_p为第p个小孔正方形喷淋区域的边长；若所有小孔的流量和喷淋区域面积之比满足E为液体分配均匀度阈值，则将最近一次得到的主槽和副槽的小孔孔径和副槽小孔位置作为最终非等径非均布气液分配器的布孔方案进行构建；若其中任一小孔的流量和喷淋区域面积之比不满足则回到步骤2)重新计算，直到所有小孔的流量和喷淋区域面积之比满足$\frac{k_p^{*}-k_0}{k_0}\le 1-E.$