填料塔基本***征

 

一、填料塔結構

填料塔是一種氣液傳質設備，它利用塔內***量填料作為相間接觸元件。填料塔塔身為立式圓筒，塔底設有填料支撐板，填料以隨機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動。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。氣體從塔底進料，經氣體分配裝置(一般不設小直徑塔)分配后，連續(xù)通過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行傳質。填料塔屬于連續(xù)接觸氣液傳質設備。在正常操作條件下，氣相是連續(xù)相，液相是分散相。

二、填料類型及性能評價

填料是填料塔的核心部件，提供氣液兩相接觸傳質的相界面，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)結構***點不同可分為環(huán)填料、鞍填料和環(huán)鞍填料。規(guī)整填料按其幾何結構可分為網格填料、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狀波紋填料

填料的幾何***性是評價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性能。數(shù)值越小，表面流體阻力越小。

三、填料塔設計的基本步驟

1.根據(jù)給定的設計條件，合理選擇填料；

2.根據(jù)給定的設計任務，計算塔徑、填料層高度等工藝尺寸；

3.計算填料層的壓降；

4.進行填料塔的結構設計，包括塔身設計和塔內構件設計。

四、填料塔設計

1.填料的選擇

填料的選擇應根據(jù)分離工藝的要求，綜合考慮填料的品種、規(guī)格和材質。應盡可能選用技術資料齊全、性能成熟的新型填料。對于性能相近的填料，應根據(jù)其***點進行技術經濟評價，使選用的填料既能滿足生產要求，又能使設備投資和運行成本低。

(1)填料類型的選擇

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

填料的通量要***:在相同的液體負荷下，在保證高傳質效率的前提下，應選擇具有高泛點氣速或氣相動能因子的填料；

填料層壓降較低:填料層壓降越低，塔的電耗越低，運行成本越??；這對熱敏材料尤其重要。

填料具有很強的抗污和堵塞性能，便于拆卸和維護。

(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***尺寸填料用于小直徑塔時，會產生較差的液體分布和嚴重的壁流，從而降低塔的分離效率。因此，應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***于8。

(b)規(guī)整填料規(guī)格的選擇:***內習慣用比表面積表示規(guī)整填料的型號和規(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***，傳質效率越高，但阻力增***，通量降低，填料成本也明顯增加。應綜合考慮分離要求、通量要求、場地條件、材料性質、設備投資、運營成本等。，使選用的填料既能滿足技術要求，又具有經濟合理性。

對于同一個填料塔，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度下使用。脆性和易碎性是陶瓷填料的主要缺點。陶瓷填料因其價格低廉、表面潤濕性***，被廣泛應用于氣體吸收、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)，***內普遍采用聚丙烯。

塑料填料質輕，價格便宜，韌性***，耐沖擊，不易碎，耐腐蝕性***，可在100℃以下長期使用；由于其流量***、壓力低，多用于吸收、分析、提取和除塵設備。塑料填料的缺點是表面潤濕性差，需要進行處理。