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3 国内外课题的研究进展与主要成果
3.2.1 国内降液管
4 课题研究的内容
本文的研究内容主要包括根据设计任务和工艺要求确定设计方案、选择塔板类型，确定塔径、塔高等工艺尺寸；进行塔板的设计，包括溢流装置设计、塔板的布置、升气道（筛孔）的设计及排列，降液管的设计；除雾器的设计；进行流体力学验算，绘制塔板的负荷性能图，根据负荷性能图，对设计进行分析，若设计不够理想，可对某些参数进行调整，并重复上述设计过程，直到满意为止。
完成设计后还要根据设计数据并参看相应设计手册以及相关标准进行图纸的绘制。包括装配图和零件图共计三张0#图纸。
5 创新点及难点分析
5.1 设计准确性及计算难度
尽管筛板传质效率高，但若设计和操作不当，易产生漏液，使得操作弹性减小，传质效率下降。虽然近年来由于设计和控制水平的不断提高，可使筛板的操作非常精确，弥补了上述不足，但是仍需确保精确设计和采用先进控制手段。
在筛板塔的设计中，要根据给定的分离要求和选定的操作条件对各种不同的设计参数进行合理选择，应用大量的计算公式或图表进行求解才能确定设计方案，特别是塔的结构设计，由于设计参数较多，求解公式复杂，使计算量很大。
5.2 硫酸浓度与三氧化硫气体的影响
用98%的硫酸吸收三氧化硫并不是最佳的吸收浓度，会产生酸雾影响操作。故要用更佳的设计来弥补这个不足。另外，由于被吸收介质为三氧化硫气体，在吸收过程中易产生大量气泡，过多的气泡将制约塔的处理能力。这就需要再设计能够解决气泡过多的装置来加以改善，增加了设计的压力。针对酸雾问题，我会在设计中加设塔顶丝网除雾器；针对三氧化硫易产生气泡问题，我的解决方案是在降液管中加设消泡板组件。
5.3 加设消泡板组件
板式精馏塔、吸收塔和解吸塔有时会遇到物料易起泡问题，导致塔板的能力和效率严重下降。起泡造成塔板上和降液管中泡沫层过高，塔内发生过量的雾沫夹带和降液管堵塞，乃至过早液泛，严重制约塔的处理能力[27]。
降液管的作用是将上层塔板的泡沫液体输送到下一层塔板。在这一过程中， 泡沫液中的气体要充分分离。如果降液管内的气体不能很好地分离，会造成降液管内泡沫密度过低，泡沫层高度过高，导致降液管溢流液泛和速度液泛[28]。
在降液管中加设特制的新型消泡板组件，该组件半浸于降液管泡沫层中，用于降液管的机械消泡。消泡板组件由数列若干块相互平行的倒V字形波纹板垂直排列组成，倒V字形波纹板的开口端朝下，倒V字形波纹板上开有圆孔。倒V字形波纹板固定在降液管管壁上，如图5.1所示[28]。
图5.1 消泡板组件的位置与结构
消泡板组件半浸于降液管泡沫层中。越堰的泡沫液体在下落过程中，与波纹板碰撞，泡沫液中所含的部分气泡破碎，释放出气体。当泡沫液进入降液管内泡沫层时，泡沫层顶部受到泡沫液的冲击而在不断地波动。波动的泡沫与降液管内的波纹板不停地碰撞和摩擦，加速了泡沫间液膜的破裂，更多的气体被释放出，降液管中的气液得到充分分离，从而有效抑制泡沫层高度，避免了提前液泛的发生。另外，开口端朝下的倒V字形波纹板对管内波动液体产生向下的作用力，抑制液体的波动，并降低清液层高度，也能防止提前液泛的发生[28]。
据有关实验显示，对易起泡物系，消泡板组件降低泡沫层高度13.1% -36. 2%，清液层高度10.5%-32.5%；对不易起泡物系，消泡板组件降低泡沫层高度7. 1%-33.2%，清液层高度5.1%-24.6%。特制的新型降液管消泡板组件可用于易起泡物系的机械消泡，也可用于不易起泡物系的消泡，都能达到很好的消泡效果[29]。