填料塔結(jié)構(gòu)示意圖

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3、right.填料塔 的結(jié)構(gòu)及其工作原理填料塔的作用是起到吸收作用，是化工、石油化工和煉油生產(chǎn)中最重要的設(shè)備之一。以下講一下填料塔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：填料塔是以塔內(nèi)的填料作為氣液兩相間接觸構(gòu)件的傳質(zhì)設(shè)備。填料塔的塔身是一直立式圓筒，底部裝有填料支承板， 填料以亂堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安裝填料壓板，以防被上升氣流吹動(dòng)。液體從塔頂經(jīng)液體分布器噴淋到填料上，并沿填料表面流下。氣體從塔底送入，經(jīng)氣體分布裝置（小直徑塔一般不設(shè)氣體分布裝置）分布后，與液體呈逆流連續(xù)通過填料層的空隙，在填料表面上，氣液兩相密切接觸進(jìn)行傳質(zhì)。填料塔屬于連續(xù)接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備， 兩相組成沿塔高連續(xù)變化，在正常操作狀態(tài)下

4、，氣相為連續(xù)相，液相為 分散相。當(dāng)液體沿填料層向下流動(dòng)時(shí)，有逐漸向塔壁集中的趨勢(shì)，使得塔壁附近的液流量逐漸增 大，這種現(xiàn)象稱為壁流。壁流效應(yīng)造成氣液兩相在填料層中分布不均，從而使傳質(zhì)效率下降。因此，當(dāng)填料層較高時(shí)，需要進(jìn)行分段，中間設(shè)置再分布裝置。液體再分布裝置包括液體收 集器和液體再分布器兩部分， 上層填料流下的液體經(jīng)液體收集器收集后，送到液體再分布器,經(jīng)重新分布后噴淋到下層填料上。填料塔具有生產(chǎn)能力大，分離效率高，壓降小，持液量小，操作彈性大等優(yōu)點(diǎn)。填料塔也有一些不足之處，如填料造價(jià)高；當(dāng)液體負(fù)荷較小時(shí)不能有效地潤(rùn)濕填料表面， 使傳質(zhì)效率降低；不能直接用于有懸浮物或容易聚合的物料；對(duì)側(cè)線進(jìn)

5、料和出料等復(fù)雜精儲(chǔ)不太適合等。填料的分類填料的種類很多，根據(jù)裝填方式的不同，可分為散裝填料和規(guī)整填料。1.散裝填料散裝填料是一個(gè)個(gè)具有一定幾何形狀和尺寸的顆粒體，一般以隨機(jī)的方式堆積在塔內(nèi)， 又稱為亂堆填料或顆粒填料。散裝填料根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不同，又可分為環(huán)形填料、鞍形填料、 環(huán)鞍形填料及球形填料等?，F(xiàn)介紹幾種較為典型的散裝填料：拉西環(huán)？鮑爾環(huán)？階梯環(huán)？弧鞍填料？矩鞍填料？金屬環(huán)矩鞍填料？球形填料(1)拉西環(huán)填料于1914年由拉西(F. Rashching)發(fā)明，為外徑與高度相等的圓環(huán)。 拉西環(huán)填料的氣液分布較差，傳質(zhì)效率低，阻力大，通量小，目前工業(yè)上已較少應(yīng)用。(2)鮑爾環(huán)填料是對(duì)拉西環(huán)的改進(jìn)，

6、在拉西環(huán)的側(cè)壁上開出兩排長(zhǎng)方形的窗孔，被切 開的環(huán)壁的一側(cè)仍與壁面相連，另一側(cè)向環(huán)內(nèi)彎曲，形成內(nèi)伸的舌葉，諸舌葉的側(cè)邊在環(huán)中心相搭。鮑爾環(huán)由于環(huán)壁開孔，大大提高了環(huán)內(nèi)空間及環(huán)內(nèi)表面的利用率，氣流阻力小，液體分布均勻。與拉西環(huán)相比，鮑爾環(huán)的氣體通量可增加 50%以上，傳質(zhì)效率提高30%左右。 鮑爾環(huán)是一種應(yīng)用較廣的填料。(3)階梯環(huán)填料是對(duì)鮑爾環(huán)的改進(jìn)，與鮑爾環(huán)相比，階梯環(huán)高度減少了一半并在一端 增加了一個(gè)錐形翻邊。由于高徑比減少，使得氣體繞填料外壁的平均路徑大為縮短，減少了氣體通過填料層的阻力。 錐形翻邊不僅增加了填料的機(jī)械強(qiáng)度，而且使填料之間由線接觸為主變成以點(diǎn)接觸為主，這樣不但增加了填料間

7、的空隙，同時(shí)成為液體沿填料表面流動(dòng)的匯集 分散點(diǎn)，可以促進(jìn)液膜的表面更新， 有利于傳質(zhì)效率的提高。階梯環(huán)的綜合性能優(yōu)于鮑爾環(huán)， 成為目前所使用的環(huán)形填料中最為優(yōu)良的一種。(4)弧鞍填料屬鞍形填料的一種，其形狀如同馬鞍，一般采用瓷質(zhì)材料制成?；“疤?料的特點(diǎn)是表面全部敞開，不分內(nèi)外，液體在表面兩側(cè)均勻流動(dòng)，表面利用率高，流道呈弧形，流動(dòng)阻力小。其缺點(diǎn)是易發(fā)生套疊，致使一部分填料表面被重合，使傳質(zhì)效率降低?；?鞍填料強(qiáng)度較差，容破碎，工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用不多。(5)矩鞍填料將弧鞍填料兩端的弧形面改為矩形面，且兩面大小不等，即成為矩鞍填 料。矩鞍填料堆積時(shí)不會(huì)套疊，液體分布較均勻。矩鞍填料一般采用瓷質(zhì)材料

8、制成，其性能優(yōu)于拉西環(huán)。目前，國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)應(yīng)用瓷拉西環(huán)的場(chǎng)合，均已被瓷矩鞍填料所取代。(6)金屬環(huán)矩鞍填料環(huán)矩鞍填料(國(guó)外稱為Intalox)是兼顧環(huán)形和鞍形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而設(shè)計(jì)出的一種新型填料， 該填料一般以金屬材質(zhì)制成，故又稱為金屬環(huán)矩鞍填料。環(huán)矩鞍填料將環(huán)形填料和鞍形填料兩者的優(yōu)點(diǎn)集于一體，其綜合性能優(yōu)于鮑爾環(huán)和階梯環(huán)，在散裝填料中應(yīng)用較多。(7)球形填料一般采用塑料注塑而成，其結(jié)構(gòu)有多種。球形填料的特點(diǎn)是球體為空心，可以允許氣體、液體從其內(nèi)部通過。由于球體結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，填料裝填密度均勻，不易產(chǎn)生 空穴和架橋，所以氣液分散性能好。球形填料一般只適用于某些特定的場(chǎng)合，工程上應(yīng)用較少。除上述幾種較

9、典型的散裝填料外，近年來不斷有構(gòu)型獨(dú)特的新型填料開發(fā)出來，如共環(huán)填料、海爾環(huán)填料、納特環(huán)填料等。工業(yè)上常用的散裝填料的特性數(shù)據(jù)可查有關(guān)手冊(cè)。2.規(guī)整填料規(guī)整填料是按一定的幾何構(gòu)形排列，整齊堆砌的填料。 規(guī)整填料種類很多， 根據(jù)其幾何結(jié)構(gòu)可分為格柵填料、波紋填料、脈沖填料等。(1)格柵填料是以條狀單元體經(jīng)一定規(guī)則組合而成的，具有多種結(jié)構(gòu)形式。工業(yè)上應(yīng) 用最早的格柵填料為木格柵填料。目前應(yīng)用較為普遍的有格里奇格柵填料、網(wǎng)孔格柵填料、 蜂窩格柵填料等，其中以格里奇格柵填料最具代表性。格柵填料的比表面積較低，主要用于要求壓降小、負(fù)荷大及防堵等場(chǎng)合。(2)波紋填料目前工業(yè)上應(yīng)用的規(guī)整填料絕大部分為波紋填

10、料，它是由許多波紋薄板組成的圓盤狀填料，波紋與塔軸的傾角有30。和45。兩種，組裝時(shí)相鄰兩波紋板反向靠疊。各盤填料垂直裝于塔內(nèi)，相鄰的兩盤填料間交錯(cuò)90。排歹，波紋填料按結(jié)構(gòu)可分為網(wǎng)波紋填料和板波紋填料兩大類，其材質(zhì)又有金屬、塑料和陶瓷等之分。金屬絲網(wǎng)波紋填料是網(wǎng)波紋填料的主要形式，它是由金屬絲網(wǎng)制成的。 金屬絲網(wǎng)波紋填料的壓降低，分離效率很高，特別適用于精密精及真空精裝置，為難分離物系、熱敏性 物系的精儲(chǔ)提供了有效的手段。盡管其造價(jià)高，但因其性能優(yōu)良仍得到了廣泛的應(yīng)用。金屬板波紋填料是板波紋填料的一種主要形式。該填料的波紋板片上沖壓有許多f5mm左右的小孔，可起到粗分配板片上的液體、加強(qiáng)橫向

11、混合的作用。波紋板片上軋成細(xì)小溝紋，可起到細(xì)分配板片上的液體、增強(qiáng)表面潤(rùn)濕性能的作用。金屬孔板波紋填料強(qiáng)度高，耐腐蝕 性強(qiáng)，特別適用于大直徑塔及氣液負(fù)荷較大的場(chǎng)合。金屬壓延孔板波紋填料是另一種有代表性的板波紋填料。它與金屬孔板波紋填料的主要區(qū)別在于板片表面不是沖壓孔，而是刺孔，用輾軋方式在板片上輾出很密的孔徑為小刺孔。 其分離能力類似于網(wǎng)波紋填料， 但抗堵能力比網(wǎng)波紋填料強(qiáng)， 并且價(jià)格便宜，應(yīng)用較為廣泛。波紋填料的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，阻力小，傳質(zhì)效率高，處理能力大，比表面積大(常用的有125、150、250、350、500、700等幾種)。波紋填料的缺點(diǎn)是不適于處理粘度大、易聚 合或有懸浮物的物料

12、，且裝卸、清理困難，造價(jià)高。(3)脈沖填料是由帶縮頸的中空棱柱形個(gè)體，按一定方式拼裝而成的一種規(guī)整填料。脈沖填料組裝后，會(huì)形成帶縮頸的多孔棱形通道，其縱面流道交替收縮和擴(kuò)大，氣液兩相通過時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的湍動(dòng)。在縮頸段，氣速最高，湍動(dòng)劇烈，從而強(qiáng)化傳質(zhì)。在擴(kuò)大段，氣速減 到最小，實(shí)現(xiàn)兩相的分離。流道收縮、擴(kuò)大的交替重復(fù)，實(shí)現(xiàn)了脈沖”傳質(zhì)過程。脈沖填料的特點(diǎn)是處理量大，壓降小，是真空精儲(chǔ)的理想填料。因其優(yōu)良的液體分布性能使 放大效應(yīng)減少，故特別適用于大塔徑的場(chǎng)合。填料塔簡(jiǎn)介填料塔是一種應(yīng)用廣泛的氣波兩相接觸并迸行傳熱、傳質(zhì)的珞設(shè)苗，可用于吸收（解 嗯）精ta和萃取等分離過程&填料博不僅姑構(gòu)簡(jiǎn)單

13、 "而且具有陽力小和便于用耐腐 蝕材料制造等優(yōu)點(diǎn)尤其適用于熔直徑較小地情形及知理有腐蝕性的物料或要求壓箍 較小的菱空恭愉系蛇此外，對(duì)于某些液氣比較大的蒸憎或哽收操作，也宜來用填料 塔填料塔的塔身是一直立式同何（知下頁(yè)所示），底鄢袋有填料支承板，填料以乳堆或 現(xiàn)剜的方式放置在支承板上.填料的上方安裝承料壓板，以防被上升氣流吹動(dòng)片液體 從塔頂經(jīng)流體分布器噴淋利填料上,井沿塘料蒞后流下，氣體從塔底送入'經(jīng)、體分 布裝寬（小直緣塔一般不設(shè)或體分布裝置）分布后，與液體呈逆流逢續(xù)通過城料屋的 空隙，在填料表面上，、液兩相密切接觸逆行傳質(zhì)自填料珞星于建續(xù)接觸式t液傳版 設(shè)備，場(chǎng)相組成沿塔高

14、連經(jīng)變化，在正常操作狀態(tài)下'氣相為連線相+液相為分戢相中當(dāng)液體沿填料層向下流動(dòng)時(shí)，有逐漸向塔壁集中的越型,使得塔壁附近的液流量逐 漸增大，逐種現(xiàn)衣稱為壁流“夔流效應(yīng)造成氣液兩相在填料層中分布不均，從而使傳 質(zhì)數(shù)率下降，因比，當(dāng)統(tǒng)料層較高時(shí)，需要進(jìn)行分段，中間設(shè)置再分布裝置*液體再 分布裝就包括液體收集器和灌體再分布器兩部分，上層填料流下的液體餞液體也集器 蚊集后，送對(duì)液體再分布爵，鰥宣新分布后噴淋到下層埴料上，填料塔具有生產(chǎn)輪力大，分禹效率高，壓降小，持液量小，據(jù)作彈性大等優(yōu)點(diǎn)。埴料珞也有L些不足之處,如填料造價(jià)成本高：當(dāng)液體負(fù)背較小時(shí)不能有效地潤(rùn)濕 填料我面，使傳質(zhì)戰(zhàn)率降低；不能直瘞

15、用于有懸浮物或容易聚合的物料。液體收練器填料塔結(jié)構(gòu)示意圖支撐架-f塔體手文薦幅規(guī)整填料的優(yōu)點(diǎn)攝性填料在空分俊備中的上塔一部起嗡扣精氧族已荻檔廣泛應(yīng)用，使空分設(shè)奇的密利丸必表的提 配率*裝置的啟劭時(shí)間及變工況技術(shù)都有明顯提高 規(guī)整填料塔一般具有以下幾方函的優(yōu)點(diǎn):(1 :規(guī)卷埴料壓降非常大匚由于現(xiàn)里悔料中氣一海兩相又照式接觸 ' 不同于株板塔中兩相的鼓 胞接觸，因此填料塔的壓降W有幡版舞的1/41/6甚至更小每域理論韓版塔的阻力我為33皿山火' 而規(guī)整理料可使每會(huì)理的外板的壓降將料到35皿叫0檸T塔一般仍采用幡板塔，攆件陷力布采改 變，而上野位使用現(xiàn)管填料塔1那下塔的株作壓力鼠應(yīng)下

16、降一般為4. 04 8 K奴cm*，逼樣可理低 空壓機(jī)的機(jī)電4(2)現(xiàn)將填料分離挑甲高上塔他搬作后力卷除有耨于瓦、盥總的分店、尤其是女科冠的 分癌，一粒鼠的提取率可以提高追一酰、菽的提取用可以提高洛一15% 實(shí)例汽明 ' 空分沒備區(qū)的 提雙率已逑到9的以上豪的提取率已達(dá)到苗”.以上 經(jīng)實(shí)測(cè)上塔含氮.虧的密魚量均不少10， 甚至可達(dá)到dm3。,。觀就是說明上珞已這封完整的新情工況由于丸的提取率高 ' 加工空、量 少，可降低空分設(shè)備整體的赧業(yè)“(3)現(xiàn)處地料特液最少、蝮瞿城的塔捺漉量一般僅為嗒修曲的1%、6$ *而端板塔的端液量為塔 客做的居I岷0持液量少，重味若我體在珞內(nèi)停解時(shí)間

17、蚯'探作壓降小，有利于變工況操蚱口規(guī) 整項(xiàng)料塔設(shè)計(jì)范圍可達(dá)4%11咻I 4 )現(xiàn)整填料空隙大。規(guī)禁廓耕的空瞭率達(dá)9酒以上“在篩板塔平孔板面粗占塔數(shù)曲的8型*而 開幾用均為橙、12%，為退遠(yuǎn)少于曦鞘后的工原手。時(shí)同一負(fù)帶而彳，埴科珞的器很比K板勒?。?一般情況下其載而和只有跳板塔的了明左右以處于大型空分設(shè)蠢來猊熔桂縮小有利于域軸-(5J裝置息動(dòng)時(shí)間大怕度縮短。上塔采用規(guī)整璉料后 其正常精館時(shí)所將奇的波體量大憾度下 陪葡，使變分設(shè)法的居劭至產(chǎn)品躲出之H間火幅度縮葩。w 匙修分中的金北貴的春9岷左右,歐探明低溫箭錮法直接降穌到1 fgxinWM，赭管塔的理 瑜珞板款的需1典境，碎板塔板均需3

18、加多境阻力花立1M扁左右 ' 粗氟題然就解:我推出塔外-鬲 若株用昆整塘科塔高為第4揄左左，隗力佳瑪1416k% 因£住全息解瓢咫制堂的W現(xiàn)成熟可能 曾塔板結(jié)構(gòu)常用厘頭理論量表常用彎頭理論量表ZIO11 SKr Ya。Buucne!3e«eHm ,(lrlcdG uunIBA co o o u<v 331-4 W J Hr 八小A t01)J ” IF - ，ap4A:J *9r:j no0.77”,，12.W，加 6 M1 IFji，3 1”>>* ，*1” O1 71 1 r» /GO5i >01A、9 AM“ 4 75 2 i44fl，16” e 一>Hkzr*r，*” W.WRAWfiri-i. ，»«，&“令”付, m* a« »&a iuovjjA.ti hb. 、«一. , MJC> x47,'，AZ,X-27* .M0(JiCFilrojl 0明*M.J，xE“7ii:vseIX 1“I