在工業(yè)生產(chǎn)中，有些物系易起泡，如熱鉀堿脫二氧化碳、輕烴系統(tǒng)脫甲烷等，給工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)一系列問(wèn)題。這類(lèi)物系的特點(diǎn)為氣液密度差小，液體表面張力小，液氣比太，氣泡不易分離。

目前在生產(chǎn)中對(duì)于易起泡物系采取的措施主要有：

(1)防止產(chǎn)生多余的泡沫，如加強(qiáng)溶液管理，杜絕有機(jī)物進(jìn)人系統(tǒng)；避免灰塵及雜質(zhì)進(jìn)入系統(tǒng)；減少溶液中的亞鐵離子、鐵離子的生成，鐵離子濃度太高要進(jìn)行除鐵；加強(qiáng)溶液過(guò)濾。

(2)穩(wěn)定操作。再生塔液位、熱負(fù)荷及吸收塔的負(fù)荷不宜波動(dòng)太大。

(3)注意溶液性質(zhì)的變化，對(duì)溶液泡沫高度進(jìn)行定期測(cè)定，便于確定設(shè)備的操作情況。

(4)定期加消泡荊，穩(wěn)定生產(chǎn)。

另外，在工程設(shè)計(jì)中140往往依靠放大降液管、增大板問(wèn)距來(lái)保證塔的正常操作。所有這些措施都較為被動(dòng)，有些還會(huì)帶來(lái)負(fù)面效應(yīng)。

關(guān)于哪一種構(gòu)件更適合于易起泡物系的報(bào)道至今不多?，F(xiàn)有的資料表明，塔板上的噴射態(tài)工況有利于抑制高泡沫層。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道：泡罩塔中的起泡現(xiàn)象不嚴(yán)重，導(dǎo)向篩板在起泡物系中的穩(wěn)定性較高。但對(duì)于不少易起泡物系，如熱鉀堿脫除二氧化碳、輕烴系統(tǒng)脫甲烷等，由于液氣比高，氣液流動(dòng)參數(shù)(液體和氣體的動(dòng)能因子之比)FP高達(dá)l以上，不論采用哪種板型，都不可能形成噴射態(tài)。因此如何從機(jī)械方面尋求消泡構(gòu)件．得到一種更為積極可行的物理消泡方法，將會(huì)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程有一定的指導(dǎo)意義。本課題的研究就是從塔板結(jié)構(gòu)方面著手，設(shè)法解決消泡問(wèn)題。

1、 實(shí)驗(yàn)裝置與測(cè)試儀器

實(shí)驗(yàn)在--截面為200mm×70fm的有機(jī)玻璃方塔內(nèi)進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)塔板上開(kāi)有12個(gè)Ф7.8的孔。由于測(cè)試儀器的安裝要求，實(shí)驗(yàn)板選定為塔上部第一層塔板，下面的塔板則起氣體分布作用。實(shí)驗(yàn)裝置和流程如圖l所示。

測(cè)量?jī)x器采用華東理工大學(xué)研制的氣泡、泡沫、液滴徽機(jī)自動(dòng)測(cè)量?jī)x，測(cè)量?jī)x器所需的真空度由專用真空泵來(lái)維持。測(cè)量系統(tǒng)由毛細(xì)管及真空抽吸系統(tǒng)、光電檢測(cè)器、信息采集接口和微機(jī)組成(圖2)。

測(cè)量原理是根據(jù)氣泡、液柱對(duì)光源的折射率不同，使氣液混合物在抽真空系統(tǒng)下通過(guò)毛細(xì)管，產(chǎn)生幅度變化的光電信號(hào)，信號(hào)經(jīng)接口箱整形、計(jì)時(shí)后，得到氣泡柱和液體柱通過(guò)兩光敏管的時(shí)間。每次測(cè)量300個(gè)氣泡及其隨后的液柱，通過(guò)統(tǒng)計(jì)處理，確定氣泡直徑和氣含率：該儀器的毛細(xì)管直徑為1．5mm，探頭直徑為10mm，因而對(duì)流場(chǎng)影響較小，且所測(cè)數(shù)據(jù)再現(xiàn)性較好，是近代較先進(jìn)的一種測(cè)量?jī)x。

2、 實(shí)驗(yàn)步驟

實(shí)驗(yàn)用易起泡物系為空氣一5％碳酸鉀水溶液，以空氣一水物系作為對(duì)照物系?？諝饨?jīng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)鼓人緩沖罐，再經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)計(jì)量后進(jìn)人實(shí)驗(yàn)塔。塔板上液體不發(fā)生橫向流動(dòng)，在通氣以后，含5％的碳酸鉀溶液從塔頂人工加入，并人工適時(shí)補(bǔ)充液體以保證塔板上清液層高度控制在30mm。

所選消泡構(gòu)件如表l所示，分別放在距塔板70mm與0mm處。在氣體流量14—34 m3／h范圍內(nèi)，分別測(cè)量了裝與不裝消泡構(gòu)件的泡沫層高度，每一個(gè)數(shù)據(jù)都測(cè)4次取平均。首先采用空氣一5％碳酸鉀物系，測(cè)定完成后將塔板和消泡構(gòu)件用清水徹底清洗，然后將實(shí)驗(yàn)物系改為空氣--水，如此重復(fù)。這一組實(shí)驗(yàn)的目的是比較各種消泡構(gòu)件降低泡沫層高度的功能，探索最佳消泡構(gòu)件及消泡構(gòu)件的最佳設(shè)置位置。

實(shí)驗(yàn)的第二階段是將前一階段實(shí)驗(yàn)得到的最優(yōu)消泡構(gòu)件置于實(shí)驗(yàn)得出的適當(dāng)位置處，將毛細(xì)管探頭裝在消泡構(gòu)件處，測(cè)量氣泡大?。缓笈c未加消泡構(gòu)件時(shí)測(cè)得的氣泡大小作對(duì)比，觀察消泡構(gòu)件的破泡能力。

3、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

在不同氣量下，測(cè)得的2種物系有無(wú)消泡構(gòu)件的泡沫層高度及氣泡直徑如圖3～lO所示。

3．1 同一種消泡構(gòu)件不同放置位置對(duì)泡沫層高度的影響

從圖3～圖4可見(jiàn)，不論是空氣--水物系或者空氣一5％碳酸鉀物系，都是消泡構(gòu)件在塔板以上70 mm的消泡性能好。無(wú)論是空氣--水物系還是空氣一5％碳酸鉀物系。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都表明整個(gè)泡沫層的下部氣泡小且較為均勻，而上部氣泡較大且大小不均，波動(dòng)較為劇烈。由此可知，上部泡沫是造成塔板液泛的主要因素，消除上部泡沫對(duì)抑制泡沫層的升高有積極的作用。將消泡構(gòu)件放在距塔板一定高度，能將上部的大氣泡破成小氣泡(如圖1O所示)，從而使氣泡占據(jù)的空間減小，液面趨于平穩(wěn)，泡沫層高度亦隨之下降。

3. 2不同的消泡構(gòu)件在同一工況下對(duì)降低泡沫層高度的效果

由圖9可以得到，板波填料的性能與料相當(dāng)，優(yōu)于百葉窗擋板，這與它們的固有結(jié)構(gòu)有關(guān)。板波填料屬于規(guī)整型填料，波紋形薄板垂直

交叉排列，板上沖有小孔，有利于分配薄板上的液體，加強(qiáng)橫向混合，結(jié)構(gòu)緊湊，比表面積大。絲網(wǎng)填料也屬于規(guī)整型填料，具有更大的比表面積，且絲網(wǎng)的網(wǎng)孔細(xì)密，材料較為細(xì)薄，在經(jīng)過(guò)預(yù)潤(rùn)濕后，絲網(wǎng)表面形成一層均勻流動(dòng)的薄膜，使其表面積的有效利用率較高。而一般的實(shí)體擋板，如百葉窗擋板，其表面光滑無(wú)孔，往往表面潤(rùn)濕不完全，液相溝流情況嚴(yán)重，使液流分布不勻，消泡的效果不理想。

4、 結(jié)語(yǔ)

(1)通過(guò)實(shí)驗(yàn)，成功地找到j(luò)，在塔板上設(shè)置機(jī)械構(gòu)件來(lái)實(shí)現(xiàn)消泡的有效方法。這種消泡方法比添加消泡劑等措施更為積極主動(dòng)，也更為經(jīng)濟(jì)合理，易于實(shí)現(xiàn)。

(2)就同一種消泡構(gòu)件而言，將其置于塔板以上70-nm處對(duì)降低泡沫層高度的效果明顯優(yōu)于將其直接放在塔板上。

(3)在同一實(shí)驗(yàn)工況下(包括同樣的氣量、液量、消泡構(gòu)件在同～位置)，3種消泡構(gòu)件降低泡沫層高度的效果依次為：板波填料與絲網(wǎng)填料效果相近，優(yōu)于百葉窗擋板?？紤]到板波填料的價(jià)格遠(yuǎn)低于絲網(wǎng)填料，因此工程上建議采用板波填料做消泡構(gòu)件。