精馏是化工过程中非常重要的一个传统分离过程,其关键技术就是精馏塔设备。传统塔板主要依靠重力分离气液混合物,但由于重力垂直向下,而气相流体流动方向向上,重力会被流体的冲力抵消一部分,容易产生雾沫夹带,从而会降低塔板效率。为了有效降低雾沫夹带提高塔板通量,本文开发出一种新型的高通量塔板。首先,确定传质元件的结构。该传质元件打破了传统塔板依靠重力进行气液分离的局限性,设计出一种新型气液传质元件,通过改变气液接触方式以增大流体流动的湍动状态,增强传质效果。每个传质元件装有单独的降液管,使液体在塔板上分布的更加均匀,并且在降液管上装有旋流除雾装置,有效降低了雾沫夹带。再次,建立小试实验装置对该设备流体力学性能进行研究。在直径为150mm的塔上进行了流体力学和传质实验。最后,应用CFD模拟软件对传质元件内流体分布进行模拟分析,并与传统塔板进行实验对比。实验结果和模拟结果均表明,该型塔板能够有效降低雾沫夹带提高了塔板通量,单个传质元件的传质性能优于传统塔板。由于新型塔板的降液的特殊性,与传统筛板相比,塔板上不存在浓度梯度,传质推动力比传统塔板低,传质效率会降低,但是新型塔板的通量相比传统塔板能够提高30%左右,节能效果明显。