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)帶來一系列問題。這類物系的特點為氣液密度差小，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，如加強溶液管理，杜絕有機物進(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；加強溶液過濾。

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

(3)注意溶液性質(zhì)的變化，對溶液泡沫高度進(jìn)行定期測定，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)計中140往往依靠放大降液管、增大板問距來保證塔的正常操作。所有這些措施都較為被動，有些還會帶來負(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道至今不多。現(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，氣液流動參數(shù)(液體和氣體的動能因子之比)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，將會對工業(yè)生產(chǎn)過程有一定的指導(dǎo)意義。本課題的研究就是從塔板結(jié)構(gòu)方面著手，設(shè)法解決消泡問題。

1、 實驗裝置與測試儀器

實驗在--截面為200mm×70fm的有機玻璃方塔內(nèi)進(jìn)行，實驗塔板上開有12個Ф7.8的孔。由于測試儀器的安裝要求，實驗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。實驗裝置和流程如圖l所示。

測量儀器采用華東理工大學(xué)研制的氣泡、泡沫、液滴徽機自動測量儀，測量儀器所需的真空度由專用真空泵來維持。測量系統(tǒng)由毛細(xì)管及真空抽吸系統(tǒng)、光電檢測器、信息采集接口和微機組成(圖2)。

測量原理是根據(jù)氣泡、液柱對光源的折射率不同，使氣液混合物在抽真空系統(tǒng)下通過毛細(xì)管，產(chǎn)生幅度變化的光電信號，信號經(jīng)接口箱整形、計時后，得到氣泡柱和液體柱通過兩光敏管的時間。每次測量300個氣泡及其隨后的液柱，通過統(tǒng)計處理，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，因而對流場影響較小，且所測數(shù)據(jù)再現(xiàn)性較好，是近代較先進(jìn)的一種測量儀。

2、 實驗步驟

實驗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照物系?？諝饨?jīng)羅茨鼓風(fēng)機鼓人緩沖罐，再經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計計量后進(jìn)人實驗塔。塔板上液體不發(fā)生橫向流動，在通氣以后，含5％的碳酸鉀溶液從塔頂人工加入，并人工適時補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)，分別測量了裝與不裝消泡構(gòu)件的泡沫層高度，每一個數(shù)據(jù)都測4次取平均。首先采用空氣一5％碳酸鉀物系，測定完成后將塔板和消泡構(gòu)件用清水徹底清洗，然后將實驗物系改為空氣--水，如此重復(fù)。這一組實驗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。

實驗的第二階段是將前一階段實驗得到的最優(yōu)消泡構(gòu)件置于實驗得出的適當(dāng)位置處，將毛細(xì)管探頭裝在消泡構(gòu)件處，測量氣泡大小．然后與未加消泡構(gòu)件時測得的氣泡大小作對比，觀察消泡構(gòu)件的破泡能力。

3、 實驗結(jié)果與討論

在不同氣量下，測得的2種物系有無消泡構(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)件不同放置位置對泡沫層高度的影響

從圖3～圖4可見，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。無論是空氣--水物系還是空氣一5％碳酸鉀物系。

實驗現(xiàn)象都表明整個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)過預(yù)潤濕后，絲網(wǎng)表面形成一層均勻流動的薄膜，使其表面積的有效利用率較高。而一般的實體擋板，如百葉窗擋板，其表面光滑無孔，往往表面潤濕不完全，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

(1)通過實驗，成功地找到j(luò)，在塔板上設(shè)置機械構(gòu)件來實現(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，也更為經(jīng)濟(jì)合理，易于實現(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)在同一實驗工況下(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。