塔内件系列-BJ浮阀塔盘

　　导向孔

　　对液相流动的导流作用绝对有效

　　BJ浮阀的前阀腿上的开孔——导向孔的开口方向与塔板上的液体流动方向一致。因此在操作中从导向孔中流出的气体对液相流动有导流作用。

　　BJⅠ型浮阀的导向孔面积约占阀体全开后开缝面积的3.5%，导向孔位于前阀腿的上部，其大小和位置与几种条形浮阀在阀盖上所开设的导向孔是相当的。对BJ I型仅在阀体开度小于50%前能观察到有气体通过导向孔，而在阀体达50%开度后几乎观察不到有气体通过导向孔，这种差异非常明显。因导向孔的气体通过量极为有限，因而其对液相流动的导向作用也就不明显。对照实验证实：BJ I型浮阀和普通条形浮阀的性能差异非常有限，其原因是阀腿上所开设导向孔太小，其作用不大，因而二者的差别有限也就不足为怪。这一点也被其它条形浮阀的研制者所认识和证实，因此我们淘汰了BJ I型浮阀。

　　BJ II型浮阀是在BJ I型浮阀的基础上改进而成的 ，主要改进加大了导向孔的尺寸，其导向孔的大小占到了整个浮阀开缝面积的10%以上，毫无疑问，BJ II型导向孔的作用较BJ I型强得多。BJ II型浮阀完全克服了BJ I型浮阀所表现出来的导向孔的作用随着阀体的升高而减弱的问题，观察不到通过导向孔的气体量在强弱程度上的变化，且也区别不出其与阀体两侧通过的气体在强弱上的差异。无论阀体的升起程度如何，其导向孔对液相流动的导流作用都非常明显。导向筛板的导向孔开缝率(导向孔面积需与总的开孔面积之比)一般为10%左右，不应超过20%，也就是说导向孔开缝率需达到这一水平，才能真正体现出导向筛板的特点。BJ II型浮阀导向孔的开缝率超过了10%，由此也证实其导向孔对液相流动的导流作用是绝对有效的。

　　最佳的作用位置

　　混合相密度随离塔板的距离的增加而显著减小。阀盖上的导向孔只能推动混合相密度较小的液层，而在前阀腿上开设的导向孔因其位置低，其推动的混合相密度较前述的液层要大，其推动液体的作用必然会更有效。BJ II型浮阀导向孔的下缘与塔板上表面平齐，因而其可推动塔板上的纯液相(如果存在那么一层的话)。从物理知识可以判断，用同样大的力推动更实的液层比推动气含率相对较高的混合相要有效得多，由此说明BJ II型浮阀的导向孔是以最佳的作用位置起到对液相流动的导流作用。

　　导向筛板的导向孔的开缝高度决定于泡沫层高度，常用的高度一般为1～3mm，其目的是为了保证导向孔的出气口位置与其它筛孔的出气口位置的高度差不能太大，否则会发生气相“短路”。而BJ II型浮阀的导向孔始终与其两侧的开缝保持同一位置，完全克服了高差，因此其作用位置较佳。

　　导向孔的作用始终恒定

　　固定在阀盖上的导向孔，从中通过的气体量的变化相对较小，因此在阀未全部开启前，其气体通过分率(从导向孔中通过的气体量与通过每个阀的总气量之比)要大于全开后的气体通过分率，因此在阀体全开前导向孔的液相导流作用大于阀体全开后的作用。从BJ I型(其开孔位置接近阀盖)实验中我们也发现，在低负荷时(阀体全开前)能明显地观察到导向孔对液相流动的导流作用，而在高负荷时(阀体全开后)导向孔对液相流动的导流作用非常不明显。由此说明该类浮阀的导向孔在低负荷时的作用大于高负荷时的作用。

　　BJ II 型浮阀的导向孔将随着阀体的升降而改变有效尺寸，当阀全开时，导向孔全部起作用。导向孔伴随阀体的升降而自动调整有效部分，因此其导向孔始终能够保持相同的(至少是相近的)气体通过分率，所以其对液相流动的导向作用的大小始终都是很接近的。由此说明BJ II 型浮阀的导向孔对液相流动的导向作用不会随塔的生产负荷的变化而变化，BJ II 型浮阀始终都能保持最佳的对液相流动的导向作用。

　　更大的气相通过能力

　　BJ II 型浮阀已尽可能的开大了前阀腿上的导向孔，与普通浮阀相比，其阀体开缝面积增大了10%以上，气体完全可以从三个方向通过阀体而进入液层，因而与同类开设有导向孔的条形浮阀相比，该阀体的通过能力最大，压力降等将会更小。

　　优于在阀盖上所开设的导向孔

　　综上所述，近年来所开发的新型浮阀中有几种虽在阀盖上开有导向孔，但这些浮阀的导向孔开口尺寸受阀体机械结构的限制仅占整个浮阀开孔率的2.2～3.9%，开设两个导向孔的导向浮阀能达到7.8%(但该种阀在塔板上的布置又是少量的)，显然与导向筛板中导向孔开缝率达10～20%相比，这一比值太小，因而其对液相流动的导流作用不会很有效;在高负荷，尤其是高液相负荷时更需要强的导向作用，而在阀盖上所开设的导向孔的另一点不足就是在低负荷时的作用大于高负荷时的作用，因而该类浮阀在高负荷时很难达到人们所希望的对液相流动的导向作用。而BJ II型浮阀完全克服了这些缺点，其导向孔总能以最佳的作用位置推动板上液相的流动，且其作用始终恒定有效，同时可使阀体的通气能力增加10%以上，因而BJ塔板用于高负荷时更为优异。

　　前阀腿开孔上端的侧条

　　维持传质效率的恒定

　　前阀腿开孔上端的侧条，其宽度及弯折方式与阀体两侧边相同，加之前阀腿开口下端在阀体完全升起后能与塔板上表面平齐，这样就保证了从阀体前端开孔通过的气体能按与阀体两侧通过的气体以相同的方式进入液层，这对保证传质效率等都是非常有益的。从阀盖上所开设的导向孔中通过的气体与从阀体两侧通过的气体进入液层的方式则有较大的差别，从阀盖上所开设的导向孔通过的气体则会发生“短路”现象，这对传质是不利的，如果其导向作用越强，其对传质效率的损害也就越大。由此可见，BJ II浮阀的导向孔能起到通气和导液的作用，而却不会对传质效率产生负面影响。

　　避免漏液量的增加

　　侧条的存在，可以避免因前阀腿的开孔而带来的增加漏液的趋势。漏液量的大小与阀的最小开度有密切联系。侧条的存在，保证了前阀腿开口的最小开度与阀体两侧是一致的，因而其防漏液作用是显然的。

　　两阀脚的设计是不对称的

　　两阀脚的不对称设计正好对前后阀腿的不对称设计予以了修正，这对保持阀体的平稳升降非常重要。

　　自由浮动是浮阀的最根本的特征，也是浮阀性能能够得以体现的基本要求。阀体要平稳升降需要保证两点，一是受力的平衡，二是力矩的平衡。梯形条阀前后腿重量差异较大，做不到力的平衡。我们设计的新型条阀由于在前腿上开设了导向孔，前后阀腿上存在差异，但是我们在阀脚的设计上也按不对称设计以修正阀腿的设计差异，这样可以做到阀体受力的平衡。通过阀体与阀孔的适宜配置，阀体在阀孔中能够自由升降，克服了产生力矩的支点，因而可以说无力矩的存在。由此我们设计的新型条阀能够平稳升降。实验证明BJ型浮阀能够同普通条形浮阀一样平稳升降，自由浮动。

　　三、BJ塔板特点

　　BJ塔板上安装BJ II型浮阀作为主要的鼓泡元件，且其导向孔朝向与塔板上的液流方向一致。

　　布孔尺寸和开孔尺寸的优化配合是BJ塔板既有大的处理能力又有好的传质效率的根本保证。

　　BJ II浮阀导向孔的开口面积超过了整个浮阀开缝面积的10%，因而能够真正起到对液相流动的导向作用，从而降低了塔板上的液面梯度，使塔板上的液相分布更均匀，气体分布更均匀，克服了塔板入口区域漏液严重，部分区域因气相速度过高而造成雾沫夹带。

　　导向孔的设置增大了阀体的气相的通过能力，降低了气体通过阀体的压降，增大了气液接触面积等作用。

　　BJ塔板的开孔率较F1型浮阀塔板大10～20%，较大的开孔率有利于降低阀孔速度和塔板压降，降低降液管液泛的趋势。

　　BJ II 浮阀的导向孔作用始终恒定有效，克服了某些浮阀的导向孔对液相流动的导流作用随负荷的增加而减弱的缺点，因而BJ塔板用于高负荷时仍能保持优良的性能，如液面梯度小，压降小等优点。

　　BJ浮阀最小开度的减小使得BJ塔板的漏液明显比F1型浮阀塔板小了许多。

　　允许下限孔速的降低和操作上限气速的提高使得BJ塔板的操作弹性较F1型浮阀塔板的操作弹性大，因而BJ塔板有更大的操作灵活性，特别适合国内生产量时常变化的特殊情况。

　　相同开孔率的塔板对比实验表明：

　　A、BJ塔板较F1型浮阀塔板压力降低15～35%

　　B、若以eV=10%为气速上限，BJⅡ型条阀的上限空塔动能因子高出F1浮阀10%以上。

　　C、BJ塔板允许气速下限较F1型浮阀塔板低30～60%

　　D、BJ塔板传质效率绝对好于F1型浮阀塔板

　　四.性能

　　与F1型浮阀塔板相比，BJ塔板性能更好：

　　能力：相同开孔率的BJ塔板和F1型浮阀塔板相比能力可提高20%以上;BJ塔板的开孔率可比F1型浮阀塔板大10~20%;对都是优化设计的两种塔板比较：总体上BJ塔板的能力比F1型浮阀高20~35%，或更高;

　　压力降：BJ塔板较F1型浮阀塔板压力降低15～35%;

　　漏液：BJ塔板允许孔速下限较F1型浮阀塔板低30～60%，即漏液量低;

　　效率：BJ塔板传质效率好于F1型浮阀塔板~5%;

　　操作弹性：BJ塔板的操作弹性比F1型浮阀塔板大得多。

　　BJ浮阀气体从阀体的三个方向通过，可以减小返混，提高传质效率。此外，BJ浮阀机械性能好，在操作中不会因旋转引起磨损，导致浮阀的脱落等优点。

　　5.工业应用

　　5.1工程应用领域

　　从化学工程角度区分，BJ系列塔板已成功用于：

　　分馏塔——原油蒸馏常压塔、焦化分馏塔、加氢裂化分馏塔等;

　　汽提塔——汽、柴油汽提塔、污水汽提塔、硫化氢汽提塔、芳烃抽提汽提塔等;

　　吸收塔——循环氢脱硫塔、焦化干气脱硫塔、催化裂化再吸收塔;

　　精密精馏塔——苯塔、甲苯塔、二甲苯塔、邻二甲苯塔等;

　　减压塔——芳烃抽提回收塔。

　　从装置角度区分，BJ系列塔板已成功用于：

　　原油蒸馏装置

　　焦化装置

　　加氢裂化装置

　　加氢精制装置

　　加氢改质装置

　　制氢装置

　　催化重整装置

　　芳烃抽提装置

　　污水汽提装置等。

　　5.2 已应用BJ系列塔板的部分石化企业名录

　　齐鲁石化公司胜利炼油厂

　　中石化武汉石油化工总厂

　　大庆石油管理局化学助剂厂

　　华北石油管理局油田化学药剂厂

　　中石化沧州炼油厂

　　中石油锦州石化公司炼油厂

　　中石油锦西石化公司炼油厂

　　海南中海油气有限公司海湾精细化工厂

　　中石化荆门石油化工公司

　　中石化济南炼油厂

　　上海高桥石化公司炼油厂

　　上海金山石化公司炼油厂

　　天津石化公司炼油厂

　　广东湛江东兴石化厂

　　扬子-巴士夫有限公司

　　中海油惠州炼化

　　中化泉州石化

　　中海油泰州炼化

　　中石油乌鲁木齐石化

　　等国内大型石化企业,我公司同时也是中石化，中石油，中海油，中化集团的网络供应商成员。

　　总之，BJ 系列塔板的所有应用都是成功的，特别是在装置改扩建工程中实施的解决塔器瓶颈的方案，得到了用户及塔器方面的专家的认可。