塔內件系列-BJ浮閥塔盤

　　導向孔

　　對液相流動的導流作用絕對有效

　　BJ浮閥的前閥腿上的開孔——導向孔的開口方向與塔板上的液體流動方向一致。因此在操作中從導向孔中流出的氣體對液相流動有導流作用。

　　BJⅠ型浮閥的導向孔面積約占閥體全開后開縫面積的3.5%，導向孔位于前閥腿的上部，其大小和位置與幾種條形浮閥在閥蓋上所開設的導向孔是相當的。對BJ I型僅在閥體開度小于50%前能觀察到有氣體通過導向孔，而在閥體達50%開度后幾乎觀察不到有氣體通過導向孔，這種差異非常明顯。因導向孔的氣體通過量極為有限，因而其對液相流動的導向作用也就不明顯。對照實驗證實：BJ I型浮閥和普通條形浮閥的性能差異非常有限，其原因是閥腿上所開設導向孔太小，其作用不大，因而二者的差別有限也就不足為怪。這一點也被其它條形浮閥的研制者所認識和證實，因此我們淘汰了BJ I型浮閥。

　　BJ II型浮閥是在BJ I型浮閥的基礎上改進而成的 ，主要改進加大了導向孔的尺寸，其導向孔的大小占到了整個浮閥開縫面積的10%以上，毫無疑問，BJ II型導向孔的作用較BJ I型強得多。BJ II型浮閥完全克服了BJ I型浮閥所表現出來的導向孔的作用隨著閥體的升高而減弱的問題，觀察不到通過導向孔的氣體量在強弱程度上的變化，且也區別不出其與閥體兩側通過的氣體在強弱上的差異。無論閥體的升起程度如何，其導向孔對液相流動的導流作用都非常明顯。導向篩板的導向孔開縫率(導向孔面積需與總的開孔面積之比)一般為10%左右，不應超過20%，也就是說導向孔開縫率需達到這一水平，才能真正體現出導向篩板的特點。BJ II型浮閥導向孔的開縫率超過了10%，由此也證實其導向孔對液相流動的導流作用是絕對有效的。

　　最佳的作用位置

　　混合相密度隨離塔板的距離的增加而顯著減小。閥蓋上的導向孔只能推動混合相密度較小的液層，而在前閥腿上開設的導向孔因其位置低，其推動的混合相密度較前述的液層要大，其推動液體的作用必然會更有效。BJ II型浮閥導向孔的下緣與塔板上表面平齊，因而其可推動塔板上的純液相(如果存在那么一層的話)。從物理知識可以判斷，用同樣大的力推動更實的液層比推動氣含率相對較高的混合相要有效得多，由此說明BJ II型浮閥的導向孔是以最佳的作用位置起到對液相流動的導流作用。

　　導向篩板的導向孔的開縫高度決定于泡沫層高度，常用的高度一般為1～3mm，其目的是為了保證導向孔的出氣口位置與其它篩孔的出氣口位置的高度差不能太大，否則會發生氣相“短路”。而BJ II型浮閥的導向孔始終與其兩側的開縫保持同一位置，完全克服了高差，因此其作用位置較佳。

　　導向孔的作用始終恒定

　　固定在閥蓋上的導向孔，從中通過的氣體量的變化相對較小，因此在閥未全部開啟前，其氣體通過分率(從導向孔中通過的氣體量與通過每個閥的總氣量之比)要大于全開后的氣體通過分率，因此在閥體全開前導向孔的液相導流作用大于閥體全開后的作用。從BJ I型(其開孔位置接近閥蓋)實驗中我們也發現，在低負荷時(閥體全開前)能明顯地觀察到導向孔對液相流動的導流作用，而在高負荷時(閥體全開后)導向孔對液相流動的導流作用非常不明顯。由此說明該類浮閥的導向孔在低負荷時的作用大于高負荷時的作用。

　　BJ II 型浮閥的導向孔將隨著閥體的升降而改變有效尺寸，當閥全開時，導向孔全部起作用。導向孔伴隨閥體的升降而自動調整有效部分，因此其導向孔始終能夠保持相同的(至少是相近的)氣體通過分率，所以其對液相流動的導向作用的大小始終都是很接近的。由此說明BJ II 型浮閥的導向孔對液相流動的導向作用不會隨塔的生產負荷的變化而變化，BJ II 型浮閥始終都能保持最佳的對液相流動的導向作用。

　　更大的氣相通過能力

　　BJ II 型浮閥已盡可能的開大了前閥腿上的導向孔，與普通浮閥相比，其閥體開縫面積增大了10%以上，氣體完全可以從三個方向通過閥體而進入液層，因而與同類開設有導向孔的條形浮閥相比，該閥體的通過能力最大，壓力降等將會更小。

　　優于在閥蓋上所開設的導向孔

　　綜上所述，近年來所開發的新型浮閥中有幾種雖在閥蓋上開有導向孔，但這些浮閥的導向孔開口尺寸受閥體機械結構的限制僅占整個浮閥開孔率的2.2～3.9%，開設兩個導向孔的導向浮閥能達到7.8%(但該種閥在塔板上的布置又是少量的)，顯然與導向篩板中導向孔開縫率達10～20%相比，這一比值太小，因而其對液相流動的導流作用不會很有效;在高負荷，尤其是高液相負荷時更需要強的導向作用，而在閥蓋上所開設的導向孔的另一點不足就是在低負荷時的作用大于高負荷時的作用，因而該類浮閥在高負荷時很難達到人們所希望的對液相流動的導向作用。而BJ II型浮閥完全克服了這些缺點，其導向孔總能以最佳的作用位置推動板上液相的流動，且其作用始終恒定有效，同時可使閥體的通氣能力增加10%以上，因而BJ塔板用于高負荷時更為優異。

　　前閥腿開孔上端的側條

　　維持傳質效率的恒定

　　前閥腿開孔上端的側條，其寬度及彎折方式與閥體兩側邊相同，加之前閥腿開口下端在閥體完全升起后能與塔板上表面平齊，這樣就保證了從閥體前端開孔通過的氣體能按與閥體兩側通過的氣體以相同的方式進入液層，這對保證傳質效率等都是非常有益的。從閥蓋上所開設的導向孔中通過的氣體與從閥體兩側通過的氣體進入液層的方式則有較大的差別，從閥蓋上所開設的導向孔通過的氣體則會發生“短路”現象，這對傳質是不利的，如果其導向作用越強，其對傳質效率的損害也就越大。由此可見，BJ II浮閥的導向孔能起到通氣和導液的作用，而卻不會對傳質效率產生負面影響。

　　避免漏液量的增加

　　側條的存在，可以避免因前閥腿的開孔而帶來的增加漏液的趨勢。漏液量的大小與閥的最小開度有密切聯系。側條的存在，保證了前閥腿開口的最小開度與閥體兩側是一致的，因而其防漏液作用是顯然的。

　　兩閥腳的設計是不對稱的

　　兩閥腳的不對稱設計正好對前后閥腿的不對稱設計予以了修正，這對保持閥體的平穩升降非常重要。

　　自由浮動是浮閥的最根本的特征，也是浮閥性能能夠得以體現的基本要求。閥體要平穩升降需要保證兩點，一是受力的平衡，二是力矩的平衡。梯形條閥前后腿重量差異較大，做不到力的平衡。我們設計的新型條閥由于在前腿上開設了導向孔，前后閥腿上存在差異，但是我們在閥腳的設計上也按不對稱設計以修正閥腿的設計差異，這樣可以做到閥體受力的平衡。通過閥體與閥孔的適宜配置，閥體在閥孔中能夠自由升降，克服了產生力矩的支點，因而可以說無力矩的存在。由此我們設計的新型條閥能夠平穩升降。實驗證明BJ型浮閥能夠同普通條形浮閥一樣平穩升降，自由浮動。

　　三、BJ塔板特點

　　BJ塔板上安裝BJ II型浮閥作為主要的鼓泡元件，且其導向孔朝向與塔板上的液流方向一致。

　　布孔尺寸和開孔尺寸的優化配合是BJ塔板既有大的處理能力又有好的傳質效率的根本保證。

　　BJ II浮閥導向孔的開口面積超過了整個浮閥開縫面積的10%，因而能夠真正起到對液相流動的導向作用，從而降低了塔板上的液面梯度，使塔板上的液相分布更均勻，氣體分布更均勻，克服了塔板入口區域漏液嚴重，部分區域因氣相速度過高而造成霧沫夾帶。

　　導向孔的設置增大了閥體的氣相的通過能力，降低了氣體通過閥體的壓降，增大了氣液接觸面積等作用。

　　BJ塔板的開孔率較F1型浮閥塔板大10～20%，較大的開孔率有利于降低閥孔速度和塔板壓降，降低降液管液泛的趨勢。

　　BJ II 浮閥的導向孔作用始終恒定有效，克服了某些浮閥的導向孔對液相流動的導流作用隨負荷的增加而減弱的缺點，因而BJ塔板用于高負荷時仍能保持優良的性能，如液面梯度小，壓降小等優點。

　　BJ浮閥最小開度的減小使得BJ塔板的漏液明顯比F1型浮閥塔板小了許多。

　　允許下限孔速的降低和操作上限氣速的提高使得BJ塔板的操作彈性較F1型浮閥塔板的操作彈性大，因而BJ塔板有更大的操作靈活性，特別適合國內生產量時常變化的特殊情況。

　　相同開孔率的塔板對比實驗表明：

　　A、BJ塔板較F1型浮閥塔板壓力降低15～35%

　　B、若以eV=10%為氣速上限，BJⅡ型條閥的上限空塔動能因子高出F1浮閥10%以上。

　　C、BJ塔板允許氣速下限較F1型浮閥塔板低30～60%

　　D、BJ塔板傳質效率絕對好于F1型浮閥塔板

　　四.性能

　　與F1型浮閥塔板相比，BJ塔板性能更好：

　　能力：相同開孔率的BJ塔板和F1型浮閥塔板相比能力可提高20%以上;BJ塔板的開孔率可比F1型浮閥塔板大10~20%;對都是優化設計的兩種塔板比較：總體上BJ塔板的能力比F1型浮閥高20~35%，或更高;

　　壓力降：BJ塔板較F1型浮閥塔板壓力降低15～35%;

　　漏液：BJ塔板允許孔速下限較F1型浮閥塔板低30～60%，即漏液量低;

　　效率：BJ塔板傳質效率好于F1型浮閥塔板~5%;

　　操作彈性：BJ塔板的操作彈性比F1型浮閥塔板大得多。

　　BJ浮閥氣體從閥體的三個方向通過，可以減小返混，提高傳質效率。此外，BJ浮閥機械性能好，在操作中不會因旋轉引起磨損，導致浮閥的脫落等優點。

　　5.工業應用

　　5.1工程應用領域

　　從化學工程角度區分，BJ系列塔板已成功用于：

　　分餾塔——原油蒸餾常壓塔、焦化分餾塔、加氫裂化分餾塔等;

　　汽提塔——汽、柴油汽提塔、污水汽提塔、硫化氫汽提塔、芳烴抽提汽提塔等;

　　吸收塔——循環氫脫硫塔、焦化干氣脫硫塔、催化裂化再吸收塔;

　　精密精餾塔——苯塔、甲苯塔、二甲苯塔、鄰二甲苯塔等;

　　減壓塔——芳烴抽提回收塔。

　　從裝置角度區分，BJ系列塔板已成功用于：

　　原油蒸餾裝置

　　焦化裝置

　　加氫裂化裝置

　　加氫精制裝置

　　加氫改質裝置

　　制氫裝置

　　催化重整裝置

　　芳烴抽提裝置

　　污水汽提裝置等。

　　5.2 已應用BJ系列塔板的部分石化企業名錄

　　齊魯石化公司勝利煉油廠

　　中石化武漢石油化工總廠

　　大慶石油管理局化學助劑廠

　　華北石油管理局油田化學藥劑廠

　　中石化滄州煉油廠

　　中石油錦州石化公司煉油廠

　　中石油錦西石化公司煉油廠

　　海南中海油氣有限公司海灣精細化工廠

　　中石化荊門石油化工公司

　　中石化濟南煉油廠

　　上海高橋石化公司煉油廠

　　上海金山石化公司煉油廠

　　天津石化公司煉油廠

　　廣東湛江東興石化廠

　　揚子-巴士夫有限公司

　　中海油惠州煉化

　　中化泉州石化

　　中海油泰州煉化

　　中石油烏魯木齊石化

　　等國內大型石化企業,我公司同時也是中石化，中石油，中海油，中化集團的網絡供應商成員。

　　總之，BJ 系列塔板的所有應用都是成功的，特別是在裝置改擴建工程中實施的解決塔器瓶頸的方案，得到了用戶及塔器方面的專家的認可。