穿流柵板

逆流塔板（穿流板）中板上不設降液管，氣、液兩相同時由柵板上孔道逆向穿流而過，該柵板即為穿流柵板。

基本介紹

• 中文名：穿流柵板
• 外文名：turbogrid tray
• 領域：化工生產

簡介

穿流塔板結構簡單，造價低，塔板利用率高，生產能力大，但它對氣速範圍控制要求高，操作彈性小。

氣液通道為長條形柵縫的塔板。柵縫可衝壓成，也可用扁鋼條焊成。柵縫寬為4～6mm，長為60～150mm，縫端間距常取10mm，縫中心距為1.5～3倍的縫寬。穿流柵板沒有溢流裝置。

穿流柵板上氣液接觸狀態的演變

柵板上氣液接觸狀態一般以觀察現象結合塔板壓降隨氣流量的變化情況進行描述。

根據實驗現象和板壓降與氣流量關係曲線，氣液接觸狀態大致可分成三個區域：潤濕、鼓泡、液泛。潤濕區的特點是：氣流量小，氣體沿各柵縫自由上升，液體沿各柵條側壁流下，塔板上存液很少，遮不住柵縫，氣液在塔板上呈膜狀接觸；在相鄰兩塔板間，液滴表面即為氣液接觸表面。氣速增大到一定程度，塔板上開始形成液層，稱為“攔液”，這一點叫做“攔液點”。如圖1中B_i（i= 1，2，3，4）點所示。達B_i（i= 1，2，3，4）點時，氣流量稍微增大，塔板上立即出現液層，板壓降突然增大，由B_i（i= 1，2，3，4）點而至C_i（i= 1，2，3，4）點，氣液接觸狀態進入了鼓泡區。C_i（i= 1，2，3，4）點稱為“起泡點”。鼓泡區氣液接觸狀態也是逐漸轉變的，剛進入鼓泡區時，板上液層高度較小，氣體鼓泡穿過下部的清液層，而上部為泡沫；隨著氣速增大，板上液層高度升高，板壓降增大，板上清液層逐漸全部轉變為湍動的泡沫層。氣流量進一步增大，板上液層更為增高，泡沫層開始明顯地擺動，接近D_i（i= 1，2，3，4）點時，氣液泡團在兩塊板之間騰湧。文獻稱，鼓泡區後有一個乳化區，試驗沒有發現乳化區的存在。至於文獻中所描述的液泛前的波動區，看來是指接近D_i（i= 1，2，3，4）點的區域。但從均勻鼓泡到波動是一個漸變過程，沒有明顯的轉折點。而且一旦出現明顯的波動後，氣流量稍增大就液泛了，如圖中D_i（i= 1，2，3，4）點所示，這一點稱“液泛點”。

圖1 塔板板壓降與氣流量的關係

大自由截面穿流柵板的流體力學性能

穿流柵板的結構最為簡單，氣體處理能力大，壓降低，板效率高於或相當於有溢流塔板，板間距可以減小（夾帶量僅為泡罩板的3~60%，分離空間高度的最大值僅需200mm）。但是它的板效率隨氣體負荷變化極大，存在一個峰值，在峰值的左右，板效率很快地下降，而且還隨自由截面分率 的增大而下降，所以一般認為，穿流柵板的操作彈性較低，自由截面分率不宜大於30%。

在塔徑D=800、1200mm和 =33%的工業塔中測定板效率時，發現這種大自由截面的穿流柵板，當噴淋量較大（L=10~40m³/m²·h)時，它的板效率沒有峰值存在、而且其數值並不太低，液相Murphree效率E_mL隨氣速增高而緩慢增大。在氣速接近上限氣速時，不同噴淋密度所對應的E_mL值均匯集在65%左右。而氣相Murphree效率E_mL則不隨氣速和噴淋密度而變，在整個操作範圍內，E_MV值一直穩定在65%左右。測定還表明，在大噴淋量的情況下，=27%板的E_MV值一直穩定在60%左右。當L較小時（L=2.2~3.5m³/m²·h），對於=33%的塔板，E_MV亦無峰值存在，其值隨氣速的增加而很快地增大，當接近上限氣速，E_MV值可達100%。

相關套用

氟化氫吸收過程為氣膜控制，採用新型板式塔—穿流柵板塔，氣液兩相在塔板相遇形成鼓泡，為氣液兩相的接觸提供充分的比表面積，形成強烈傳質，吸收效率高。該柵板塔自投入運行至今，操作可靠，運行平穩，單塔吸收效率在90%以上，無液泛現象產生，霧沫夾帶量略低於設計數據，尤為可貴的是壓降小。

穿流柵板組成的穿流柵板塔生產能力大、壓降小、能耗低，且結構簡單，製造方便，尤其適用於吸收過程中有固體物質析出的單元操作，能有效地防止堵塞，在氟化氫吸收和其它生產過程中具有廣闊的套用前景。