双切向环流憋压式气体分布器流动特性的数值模拟

余 帅 厉彦忠 刘景武 洪 坤 张建松

（1.西安交通大学能源与动力工程学院；2.浙江智海化工设备工程有限公司）

随着大孔隙率、低压降、新型高效填料的开发和大直径、浅床层、低液气比填料塔的发展，特别是对于高真空精馏过程，填料塔内气流的初始分布、压降等因素对填料塔的分离效率有着重大影响［1～3］，许多研究学者对精馏塔内不同类型气体分布器的流动规律进行较为全面的研究。 杜明通过搭建试验台对精馏塔内双列叶片式气体分布器进行研究［4］；唐建峰等通过搭建试验台对FLNG填料塔内双切向环流式气体分布器进行研究［5～7］；金红杰等通过数值模拟方法对精馏塔内环流式气体分布器进行研究和优化［8～10］。 虽然目前研究得到气体分布器模型的性能有所提升，但结构复杂， 在实际加工和生产应用中存在一定的难度，同时针对不同空分规模下气体分布器的选型未形成相应的设计公式和规范，因此对设计和选型的指导极其有限。 在此，笔者通过数值模拟方法研究双切向环流憋压式气体分布器的流动特性，并拟合得到适用于不同空分规模的气体分布器尺寸参数及其与性能之间的函数影响关系，希望为气体分布器的设计和选型提供一定的理论指导。

1 数值模拟方法

1.1 物理模型

以实际生产中应用的直径4 000 mm的精馏塔用气体分布器为模型，其主要结构参数如下：

分布器高度h 1 400 mm

塔径D 4 000 mm

分布器内筒直径d 3 080 mm

上塔壁高度h1600 mm

下塔壁高度h2800 mm

开孔尺……