填料塔基本特征

填料塔基本***征

 

一、填料塔結(jié)構(gòu)

填料塔是一種氣液傳質(zhì)設(shè)備，它利用塔內(nèi)***量填料作為相間接觸元件。填料塔塔身為立式圓筒，塔底設(shè)有填料支撐板，填料以隨機(jī)堆或整棟的形式放置在支撐板上。填料壓板安裝在填料上方，以限制填料隨著上升氣流的運(yùn)動(dòng)。液體從塔***加入，由液體分配器噴灑到填料上，并沿填料表面向下流動(dòng)。氣體從塔底進(jìn)料，經(jīng)氣體分配裝置(一般不設(shè)小直徑塔)分配后，連續(xù)通過(guò)與液體逆流接觸的填料層間隙，氣液兩相在填料表面緊密接觸進(jìn)行傳質(zhì)。填料塔屬于連續(xù)接觸氣液傳質(zhì)設(shè)備。在正常操作條件下，氣相是連續(xù)相，液相是分散相。

二、填料類型及性能評(píng)價(jià)

填料是填料塔的核心部件，提供氣液兩相接觸傳質(zhì)的相界面，是決定填料塔性能的主要因素。填料有很多種，根據(jù)填料方式的不同，可以分為散裝和規(guī)整填料。散裝填料根據(jù)結(jié)構(gòu)***點(diǎn)不同可分為環(huán)填料、鞍填料和環(huán)鞍填料。規(guī)整填料按其幾何結(jié)構(gòu)可分為網(wǎng)格填料、波紋填料、脈沖填料等。目前工業(yè)上采用的是波紋填料，可分為板式波紋填料和網(wǎng)狀波紋填料

填料的幾何***性是評(píng)價(jià)填料性能的基本參數(shù)，包括比表面積、孔隙率、填料因子等。

1.比表面積:單位體積填料層的填料表面積越***，提供的氣液傳質(zhì)面積越***，性能越***。

2.空隙率:每單位體積填料層的空隙體積；孔隙率越***，氣體通過(guò)能力越***，壓力越低。

3.填料因子:填料的比表面積與孔隙率的立方之比，表示填料的流體力學(xué)性能。數(shù)值越小，表面流體阻力越小。

三、填料塔設(shè)計(jì)的基本步驟

1.根據(jù)給定的設(shè)計(jì)條件，合理選擇填料；

2.根據(jù)給定的設(shè)計(jì)任務(wù)，計(jì)算塔徑、填料層高度等工藝尺寸；

3.計(jì)算填料層的壓降；

4.進(jìn)行填料塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括塔身設(shè)計(jì)和塔內(nèi)構(gòu)件設(shè)計(jì)。

四、填料塔設(shè)計(jì)

1.填料的選擇

填料的選擇應(yīng)根據(jù)分離工藝的要求，綜合考慮填料的品種、規(guī)格和材質(zhì)。應(yīng)盡可能選用技術(shù)資料齊全、性能成熟的新型填料。對(duì)于性能相近的填料，應(yīng)根據(jù)其***點(diǎn)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，使選用的填料既能滿足生產(chǎn)要求，又能使設(shè)備投資和運(yùn)行成本低。

(1)填料類型的選擇

填料的傳質(zhì)效率要高:傳質(zhì)效率是分離效率，一般用各理論水平的等效填料層高度，即HETP值來(lái)表示；

填料的通量要***:在相同的液體負(fù)荷下，在保證高傳質(zhì)效率的前提下，應(yīng)選擇具有高泛點(diǎn)氣速或氣相動(dòng)能因子的填料；

填料層壓降較低:填料層壓降越低，塔的電耗越低，運(yùn)行成本越?。贿@對(duì)熱敏材料尤其重要。

填料具有很強(qiáng)的抗污和堵塞性能，便于拆卸和維護(hù)。

(2)填料規(guī)格的選擇

填料規(guī)格是指填料的公稱尺寸或比表面積；

(一)散裝填料規(guī)格選擇:工業(yè)塔常用的散裝填料主要有DN25、DN38、DN50、DN76等。相似填料尺寸越小，分離效率越高，但阻力增***，通量降低，填料成本增加很多；然而，當(dāng)***尺寸填料用于小直徑塔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較差的液體分布和嚴(yán)重的壁流，從而降低塔的分離效率。因此，應(yīng)該限制塔直徑與填料尺寸的比率。一般情況下，塔徑與填料公稱直徑的比值D/d應(yīng)***于8。

(b)規(guī)整填料規(guī)格的選擇:***內(nèi)習(xí)慣用比表面積表示規(guī)整填料的型號(hào)和規(guī)格，主要是125、150、250、350、500和700；同類型規(guī)整填料的比表面積越***，傳質(zhì)效率越高，但阻力增***，通量降低，填料成本也明顯增加。應(yīng)綜合考慮分離要求、通量要求、場(chǎng)地條件、材料性質(zhì)、設(shè)備投資、運(yùn)營(yíng)成本等。，使選用的填料既能滿足技術(shù)要求，又具有經(jīng)濟(jì)合理性。

對(duì)于同一個(gè)填料塔，可以選擇不同類型和規(guī)格的填料，散裝填料和規(guī)整填料可以同時(shí)使用。

(3)填料的選擇

填料的材料分為三類:陶瓷、金屬和塑料

(一)陶瓷填料陶瓷填料具有******的耐腐蝕性，能在低溫和高溫下工作，具有一定的抗沖擊性，但不適合在高沖擊強(qiáng)度下使用。脆性和易碎性是陶瓷填料的主要缺點(diǎn)。陶瓷填料因其價(jià)格低廉、表面潤(rùn)濕性***，被廣泛應(yīng)用于氣體吸收、氣體洗滌、液體萃取等工藝中。

(b)金屬填料金屬填料可以由各種材料制成，金屬材料的選擇主要基于系統(tǒng)的腐蝕性和金屬材料的耐腐蝕性。

金屬填料因其通道***、空氣阻力小而具有較高的抗沖擊性，可在高溫、高壓和高沖擊強(qiáng)度下使用。

(c)塑料填料主要包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)和聚氯乙烯(PVC)，***內(nèi)普遍采用聚丙烯。

塑料填料質(zhì)輕，價(jià)格便宜，韌性***，耐沖擊，不易碎，耐腐蝕性***，可在100℃以下長(zhǎng)期使用；由于其流量***、壓力低，多用于吸收、分析、提取和除塵設(shè)備。塑料填料的缺點(diǎn)是表面潤(rùn)濕性差，需要進(jìn)行處理。