石墨降膜吸收器.docx

石墨降膜吸收器.docx

《石墨降膜吸收器.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《石墨降膜吸收器.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

石墨降膜吸收器

石墨降膜吸收器-GX系列、YKX系列

降膜式吸收器实际上是一种垂直安装的列管式或园块孔式换热器。

换热器的列管（或块体上的纵向孔道）相当于许多并列的水冷湿壁塔。

在其上方设置有分配吸收液的溢流管，下方是气液分离器。

降膜吸收器在吸收过程中，不断地将溶解热移走，其传热传质效果好。

它与填料塔的绝热吸收比较有着显著的优点。

降膜式吸收器具有以下的特点：

∙吸收效率高，如对HCI的吸收效率，可达

99.9％以上；

∙在吸收系统内的压力降较低；

∙原料气体的温度高，几乎不影响其操作，进人吸收器的原料气温度达250oC，通过吸收器可立即被吸收，并不影响成品酸浓度；

∙所生产的酸温度低，一般比冷却水高3-15oC，所以不需要有后冷却，简化生产流程；

∙无需附加专门的辅助设备，可以生产出试剂

级的盐酸；

∙操作弹性大，开停车和调整容易控制，有利

于改善操作条件；

∙设备耐腐蚀，维修方便，使用寿命长；

∙结构紧凑，质量轻，不需要大的操作工作面。

分布器

气液分离器

管壳式石墨降膜吸收器

块孔式石墨降膜吸收器

进气温度:

<170oC

许用压力:

  <0.1MPa（管程）

                 <0.3MPa（壳程）

进气温度:

<170oC

许用压力:

  <0.1MPa（管程）

                 <0.3MPa（壳程）

降膜吸收器概述

    一力牌石墨改性聚丙烯降膜吸收器系传统的石墨吸收器后开发的新一代降膜吸收设备。

本产品主要用于吸收HCL气体生产盐酸，亦可用于HF、SO2、NH3、P2O5、H2S等易溶腐蚀性气体的吸收。

此外，还可用作中低沸点的腐蚀性介质的降膜蒸发设备。

    本产品为整体聚丙烯结构，具有优异的耐腐蚀性能和良好的物理机械性能。

我公司生产的降膜吸收器所选用的吸收管采用特制的50%（重量比）石墨改性聚丙烯管，规格为Φ18×1.5mm，具有良好的成膜性和较高的传热效能。

    本产品是目前较为理想的吸收设备，性能卓越。

如配合填料塔使用，以吸收HCL制备盐酸为例，吸收率可高达99%，盐酸浓度可达30%以上。

降膜吸收器特点

    1、耐腐蚀性能优异，可耐几乎所有的无机介质和大多数有机溶剂。

    2、吸收率高。

自冷却效果好，出口温度低，不需再冷却，操作稳定。

    3、不易结垢。

    4、安装维护简便，维修工作量小。

    5、价格低，约为石墨降膜吸收器的50%～70%；寿命长

降膜吸收器应用

    许用温度：

-20～80℃0～120℃（聚丙烯）

    许用压力（常温）：

壳程≤0.3Mpa管程≤±0.1Mpa

    许用介质：

请参阅有关聚丙烯腐蚀性能资料，资料无数据或有其它特殊要求时，可按GB11547-89进行试验。

降膜吸收器优势

    一、资质

    《全国工业产品生产许可证》、《危险化学品包装物、容器生产企业定点证书》。

无证企业则不被允许生产相关产品，采购使用方也将为此承担风险；

    二、设计能力

    25年的安全生产经验，保证每一台设备的设计都符合甚至超过行业标准，并经过实际使用被证明是安全的；

    三、选材

    物有所值，安全重于一切；

    四、加工工艺

    在大多数同类型厂家还在完全依靠手工焊接加工设备的时候，我们采用德国热熔碰焊、挤焊等多种焊接工艺相结合，在大幅提高了焊接强度的同时，杜绝了因为职工的情绪波动、经验主义对设备质量的影响。

降膜吸收器布膜装置的实验研究

张继军1王向举2史晓平2

（1、石家庄工大化工设备有限公司2、河北工业大学）

摘要：

针对大直径竖管降膜吸收器设计出了一种新型的液体布膜装置，并以水为介质进行了冷模实验及分析，通过对实验的观察及数据分析提出了换热管内均匀成膜的最小喷淋密度。

关键词：

竖管降膜吸收器喷淋密度液体布膜装置

DesignandExperimentalStudyontheDistributionEquipment

ofFalling-filmAbsorber

ZhangJi-junWangXiang-juShiXiao-ping

（1.ShiJiazhuangGongdaChemicalEngineeringEquipmentsCo.Ltd;2.HebeiUniversityofTechnology）

abstractDesignanewtypeofliquiddistributionequipmentinlarge-diameterverticaltubeFalling-filmAbsorber,andcarryonthecoldfilmequipmentandanalysisunderthesituationthattakewaterastomedium,passtotheexperimentoftheobservationandthedataanalysisputforwardtheminimalsprayeddensitythattubecomeintobeingwell-proportionedfilm.

keywordsVerticalTubeFalling-filmAbsorber,SprayedDensity,LiquidDistributionEquipment

0前言

吸收装置广泛应用于化工、石化、冶金、电力和制冷等工业，分卧式和立式两种形式。

相对于卧式降膜吸收器[1,2]，立式降膜吸收器具有多种优点。

立式吸收装置占地面积小,适合吸收装置的小型化发展趋势；有研究表明在相同的雷诺数条件下,溶液在沿竖壁降膜时液膜对圆管管壁的覆盖率比水平管时要好，而且液膜膜厚沿流动方向分布更加均匀，传热传质效果也优于水平管外降膜吸收。

因此今后竖管型降膜吸收器将会迅速的发展起来并逐渐显示其多方面的优越性[3,4]。

在吸收式制冷机中[5]，吸收器的传热面积约占机组总传热面积的40%，其传热传质性能对整个机组经济性的影响很大，因此吸收过程传热传质的强化一直是国内外有关研究的主要着眼点之一[6~10]。

对于降膜式吸收器,布膜装置的分布性能是影响其吸收效率的关键,尤其大型竖管降膜吸收器更是如此，因此设计新型的吸收器布膜装置并进行实验分析始终是研究强化吸收过程传热传质的重要课题。

1实验装置及实验流程

1.1实验装置

Ⅰ

图1实验装置

Fig.1Theexperimentequipment

图1为设计的实验装置，装置内有两层环形挡板，外层为溢流板，液体由进液口进入布膜装置，经溢流板溢流入内、外层挡板的环形间隙中；内层档板下端开有小孔，小孔在挡板圆周均匀分布，液体从小孔径向流到管板上。

局部放大图为布膜器与换热管的连接结构,布膜器与换热管的直径及壁厚均相等。

每个布膜器距其底端相同高度的圆周上均匀开三个圆孔,液体由开孔进入布膜器内部并在壁面成膜,液膜与从布膜器上端口进入的蒸汽一起向下流动。

图2布管结构

Fig.2Thetubedistributesstructure

为了简化实验，取六分之一圆进行实验，如图2所示。

对中心线以左的布管进行分列标记以方便分析与讨论。

与左边边沿平行各列从外向内依次为第一、第二、第三列，中心线左右两侧完全对称，因此只对中心线左侧进行分析。

1.2实验流程

图3试验流程示意图

Fig.3theexperimentalflow

1水泵2阀门3转子流量计4分布器5缓冲槽6量筒7带夹支座8水槽

实验流程：

实验为冷模实验，以水为介质。

水由泵从水槽中抽出后经阀门和转子流量计进入实验装置，由实验装置布膜后先流入缓冲槽，然后再用量筒对位于分布器内不同位置换热管的液体流量进行测量。

2实验数据处理

为了清楚的观察到各管内布膜情况，实验采用的竖直换热管为透明的有机玻璃管，规格为Ф45×3mm。

测量时对实验装置内各换热管中的流量进行整体同时测量。

喷淋密度的计算公式：

Γ=

（L/m·s）

式中V——收集液体体积，L；

d——换热器内径，m；

t——液体收集时间,s。

从布膜装置中心向边沿以环形分层，用qij（i表示不同的层,j表示不同列）表示各换热管内的液体流量。

各列换热管的平均流量：

样本方差：

分布不均匀度系数：

ξ＝

/

3实验结果与分析

图4喷淋密度Γ为0.046L/（m·s）

Fig.4sprayeddensityΓas0.046L/（m·s）

图4为在相同喷淋密度下不同列的流量对比及同列在不同离心距位置流量的比较。

由上图可知,相同喷淋密度下三列的流量有明显的差别,流量从第一到第三层依次减小。

同一列不同位置处流量大小波动也较明显。

对导致以上的结果进行分析,主要因素为：

液体从进液口进入布膜装置后,会先充满装置的边沿区域,因此会使内列液位略低于外列液位,当喷淋密度为0.046L/（m·s）时，布膜装置内液体总流量比较小，布膜器开孔处液位较低，因此液位略微的差别都会对流量产生较大的影响，结果令各列流量差别较大；对于同列不同位置,由于各位置与进液口距离的不同,也会对开孔处的液位有所影响,因此流量有明显波动,离进液口近处流量较大。

实验过程中当喷淋密度为0.046L/（m·s）时，换热管内还不能完全成膜。

图5喷淋密度Γ为0.058L/（m·s）

Fig.5sprayeddensityΓas0.058L/（m·s）

随着喷淋密度的增大，布膜装置内的液位也随之升高，当喷淋密度Γ达到0.058L/（m·s）时，各布膜器开孔处液位差相对于液位已经很小，因此各列及同列不同位置流量接近，分布均匀效果明显。

实验过程中，当喷淋密度达到0.058L/（m·s）时，布膜器上的小孔开始有喷流现象发生且换热器内形成的液膜比较均匀，此时分布装置内整体液位稳定。

因此，此分布装置在喷淋密度为0.058L/（m·s）时，各布膜器内可以形成均匀的液膜且整体分布均匀效果明显。

图6分布不均匀度系数与喷淋密度之间的关系

Fig.6Therelationbetweenunwell-distributedcoefficientandsprayeddensity

图6为分布不均匀度系数与喷淋密度之间的关系图，分布不均匀度系数ξ用来表示布膜装置的分布均匀性，分布不均匀度系数ξ越小，表示分布越均匀。

由上图可知，随着喷淋密度的增大，分布不均匀系数也随着减小。

喷淋密度从a增加到c时，分布不均匀度系数ξ减小很快，从c开始到f时，虽然不均匀度系数也有减小的趋势，但减小幅度比较小。

喷淋密度在a、b区间时，分布不均匀度都系数ξ比较大，说明布膜装置在此喷淋密度区间内分布不够均匀；当喷淋密度达到c时，分布不均匀度系数ξ较小，且喷淋密度从c~f分布不均匀度系数变化不大，说明当喷淋密度达到c时，布膜装置有较好的分布均匀性且比较稳定。

4结论

4.1随着喷淋密度的增加，分布不均匀度系数不断减小，喷淋密度达到0.058L/（m·s）时不均匀度系数变化趋缓。

4.1换热管内开始形成均匀液膜的最小喷淋密度Γ为0.058L/（m·s）；Γ>0.058时，布膜装置内分布不均匀度系数很小，可达到工业运行的要求。

参考文献

[1]陆震,范林,周锦生,曹卫华.垂直管吸收器动态特性的研究.上海交通大学学报,2000,34（9）:

1220-1223

[2]马伟斌,梅建滨.吸收器性能的实验研究.制冷学报.2000,1:

27-32

[3]毛雯萍.垂直管外降膜吸收传热传质研究[D].上海:

上海交通大学动力与能源工程学院,1997.

[4]史晓平,胡修慈,赵景利.竖管降膜蒸发器的布料装置[J].化学工程,1990,18（4）:

14-18

[5]郑飞,陈光明.溴化锂水溶液绝热吸收过程实验研究[J].太阳能学报,2002,23（02）:

166-170

[6]胡德福.溴化锂吸收式制冷机高效传热管应用技术研究·船舶工程1998,5:

21-24

[7]J.I.Yoon,E.Kim,K.H.Choi,W.S.SeolHeattransferenhancementwithasurfactantonhorizontalbundletubesofanabsorberInternationalJournalofHeatandMassTransfer2002,4514:

735-741

[8]Jin-SooKim,HuenLee,SunIIYuAbsorptionofwaterwapourintolithiumbromide-basedsolutionswithadditivesusingasimplestagnantpoolabsorberInternationalJournalofrefrigeration1999,22（3）:

188-193

[9]陈晓,李俊明,王补宣.吸收器传热传质强化的研究综述.供热制冷2003,12:

47-51

[10]WilliamM.Worek,DanieleLudovisi,MiltonMecklerEnhancementofadouble-effectabsorptioncoolingsystemusingavaporrecompressionabsorberEnergy2003,28（12）:

1151-1163