刘江琳，张杰旭，纪利俊，陈　葵，武　斌，吴艳阳，朱家文

（华东理工大学化工学院，上海 200237）



组合导向浮阀塔板的CFD模拟及反向流分析

刘江琳，张杰旭，纪利俊，陈葵，武斌，吴艳阳，朱家文

（华东理工大学化工学院，上海 200237）

精馏塔板上的气液两相流动对传质效率有重要影响。根据实验数据拟合得到平均气含率关联式，将其加入动量源项，采用Fluent软件对1.2 m直径的组合导向浮阀塔板上的气液两相流动进行CFD模拟，考察了塔板上的气液两相流动状况。清液层高度的模拟结果与实验数据关联式相吻合，验证了模拟的正确性。对塔板上液相的非理想流动进行了分析，通过对反向流进行量化和统计计算出反向流体积分数（即反向流体积占塔板总体积的百分比）。3块不同浮阀排布塔板的反向流体积分数时均值的计算结果表明，梯形浮阀和矩形浮阀的排布方式对反向流影响很大，通过合理排布能够使工业塔板的反向流体积分数时均值从22.0%下降到19.4%，降幅达到11.8%。本研究结果可望对塔板的设计和优化提供指导。

气液两相流；计算流体力学；组合导向浮阀；反向流；优化

DOI：10.11949/j.issn.0438-1157.20151376

引　言

精馏塔是重要的分离液体混合物的设备，广泛应用于炼油、化工、制药、环保等行业。为提高板式精馏塔的处理量和板效率，研究人员几十年来一直致力于开发大通量和高传质效率的新型塔板。在正常的操作负荷下，增大处理量往往需要更大的塔径。然而，随着塔径的增大，塔板两侧弓形区及降液管附近的滞留区和回流区增大，板上的非理想流动增多，使传质效率下降［1-2］。……