化工设备随着社会的需求在不断地更新换代,塔设备是石化装置中的主要设备,传统的塔板已经渐渐满足不了现代化工高效率、低能耗的需求了,新型塔板的研究势在必行。本文的主要目的就是研究新型旋流气液接触分离塔板的性能及改进方向,为后续的塔板研究提供参考。在旋流塔器内,气体自下而上流动,液体自上而下流动,气体切向进入旋流元件,在叶片的导向及渐缩流道的作用下形成高速旋转流场;塔板上的液体通过进液管进入旋转流场的中心低压区而被卷吸、破碎形成液滴,与气体进行传质传热后在旋转气流产生的离心力带动下至旋流元件管壁,最后从侧缝甩出,从而实现气液先接触再分离的过程。本文改变塔板双层隔离降液结构为单层液封溢流结构,并且缩短了旋流元件的旋流高度。本文对一种新叶片形式的旋流元件进行模拟分析,得到了旋流元件内部流场的一些特性。速度场和压力场具有对称性,且切向速度、轴向速度和压降分布曲线呈驼峰状,这与实际情况相符合。在旋流元件的中心区域存在低压区,低压区可以为进液提供动力。在相同的操作条件下对比分析不同旋流高度的旋流元件的性能,发现旋流高度越高叶片出口切向速度越大,流场越不稳定,压降也越大。依据模拟结果,对实验装置进行简化设计,然后通过加工厂加工出零件。完成实验设备的搭建后,本文对旋流高度L=318、288、258mm的高速塔板的压降、漏液工况、液泛工况和干板工况进行实验分析。干板压降与模拟结果相近,随着气相流量的增加,干板压降增加。在对湿板压降进行分析的时候发现了该塔板特有的临界现象,即到达过雾沫夹带气量后继续增加气量,在超过某一气量后过雾沫夹带现象消失,并且压降曲线也出现暂时性的下降,临界现象发生时的气液两相接触状态与分离情况都是优于过雾沫夹带之前的正常操作工况。通过对三种塔板相同操作条件下的湿板压降曲线进行比较发现,临界现象发生时所需的气相流量随着旋流高度的增加而增加。通过F因子分别对旋流高度L=318、288、258mm的塔板的操作工况进行判定,旋流高度L=318mm的塔板正常工作的F因子的范围为常规工况下的8.7~19.9和临界现象下的49.7~56.6;旋流高度L=288mm的塔板正常工作的F因子的范围为常规工况下的8.7~19.9和临界现象下的39.7~57.6;旋流高度L=258mm的塔板正常工作的F因子的范围为常规工况下的9.1~19.9和临界现象下的34.8~60.6。L=258mm塔板在常规工况的操作范围比L=318、288mm的塔板小一些,但是在临界现象下的操作范围更广一些。