精餾塔工藝設(shè)計(jì)若干問(wèn)題探討-板式塔填料塔

11主要內(nèi)容2009/02/102塔器工藝設(shè)計(jì)的主要工作及協(xié)作關(guān)系塔型選擇原則板式塔設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題填料塔設(shè)計(jì)的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題相關(guān)問(wèn)題討論應(yīng)用實(shí)例21

塔器工藝設(shè)計(jì)的主要工作及協(xié)作關(guān)系2009/02/103塔器工藝設(shè)計(jì)的主要工作依據(jù)：流程模擬計(jì)算確定的沿塔高的氣液相負(fù)荷分布及物性變化；工況及操作彈性要求；類(lèi)似條件下的工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)塔型選擇：板式塔、填料塔主要塔盤(pán)元件選擇板式塔：浮閥、固閥、泡罩、篩孔、高效塔板填料塔：規(guī)整填料、散堆填料；元件規(guī)格與材質(zhì)塔盤(pán)數(shù)量/填料段數(shù)及各段填料床層高度涉及塔板效率或填料等板高度經(jīng)驗(yàn)值得選取板式塔的進(jìn)料板位置及數(shù)量3塔器工藝設(shè)計(jì)的主要工作2009/02/104塔器工藝設(shè)計(jì)的主要工作(續(xù))填料塔分配器型式及技術(shù)要求水力學(xué)計(jì)算：確定塔體及主要內(nèi)件的結(jié)構(gòu)參數(shù)、分析水力學(xué)性能及操作彈性編制塔類(lèi)設(shè)備工藝數(shù)據(jù)表（含條件圖）向設(shè)備專(zhuān)業(yè)提出塔類(lèi)設(shè)備的設(shè)計(jì)條件向塔內(nèi)件供應(yīng)商提出塔內(nèi)件設(shè)計(jì)條件和技術(shù)要求審查和確認(rèn)塔內(nèi)件供應(yīng)商的技術(shù)方案，必要時(shí)商定并簽署技術(shù)附件確認(rèn)和會(huì)簽塔類(lèi)設(shè)備裝配圖4與設(shè)備專(zhuān)業(yè)及塔內(nèi)件供貨商的協(xié)作關(guān)系2009/02/105?模式一：由設(shè)計(jì)院承擔(dān)水力學(xué)計(jì)算、塔體及主要內(nèi)件設(shè)計(jì)，塔內(nèi)件供貨商按圖制作該模式一般僅限于常規(guī)的板式塔和填料塔必要時(shí)與設(shè)備專(zhuān)業(yè)協(xié)商確定填料塔液體分布器、液體收集與再分布器、氣體分布結(jié)構(gòu)等的型式及參數(shù)，然后再提出這些內(nèi)件的設(shè)計(jì)條件?模式二：由塔內(nèi)件供應(yīng)商承擔(dān)詳細(xì)的水力學(xué)計(jì)算及塔內(nèi)件設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)院設(shè)備專(zhuān)業(yè)主要承擔(dān)塔體及與塔體相焊接的內(nèi)構(gòu)件的設(shè)計(jì)該模式主要適用于采用新型高效塔盤(pán)和填料的場(chǎng)合工藝專(zhuān)業(yè)按常規(guī)塔板或填料進(jìn)行初步水力學(xué)估算的主要目的是便于向塔內(nèi)件供應(yīng)商提出設(shè)計(jì)條件和技術(shù)要求，并供審查和確認(rèn)塔內(nèi)件供應(yīng)商的技術(shù)方案時(shí)作對(duì)比參考。52塔型選擇原則2009/02/106Kunesh等提出氣液流動(dòng)參數(shù)Ψ=(L/V)*(ρv/ρL)0.5，并將填料塔的操作工況大致分為三類(lèi)：Ψ<

0.03,高真空或低噴淋密度Ψ=0.03～0.3，低壓、常壓或中等噴淋密度Ψ>

0.3,高壓或高噴淋密度當(dāng)Ψ=0.001～0.5且其它條件合適時(shí)，選用填料塔具有一定的優(yōu)勢(shì)。填料塔與板式塔的選擇，還應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝條件，如物料性質(zhì)、操作條件、操作彈性要求、操作方式

以及經(jīng)濟(jì)性等綜合考慮，一般應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：直徑≤700mm的塔，優(yōu)先考慮選用填料塔。若采用板式塔，因不便于開(kāi)設(shè)人孔，須采用整塊式塔板，制造和安裝都比較麻煩。易起泡物系，宜選用填料塔；板式塔易液泛和霧沫夾帶。腐蝕性物系，宜選用填料塔，以便采用耐腐蝕較好的非金屬(塑料、陶瓷)填料。6塔型選擇原則2009/02/107填料塔與板式塔的選擇（續(xù)）處理易聚合、結(jié)焦、結(jié)晶或含固體顆粒的物料時(shí)，宜選用抗堵且便于清理的塔盤(pán)結(jié)構(gòu)，如垂直篩板以及結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的篩孔塔盤(pán)、斜孔塔盤(pán)或固舌塔盤(pán)等，避免采用具有浮動(dòng)傳質(zhì)元件的塔盤(pán)型式。對(duì)于熱敏性物料，宜選用填料塔。填料塔持液量比板式塔少，物料在塔內(nèi)停留時(shí)間短；而且熱敏性物料通常要在真空下操作，填料塔壓降低，更適宜。在分離過(guò)程中伴隨有明顯吸熱或放熱效應(yīng)時(shí)(如反應(yīng)精餾、化學(xué)吸收等)，宜選用板式塔。板式塔持液量大，抗溫度波動(dòng)好，且便于設(shè)置外循環(huán)加熱/冷卻或在塔板上安裝加熱/冷卻盤(pán)管。7塔型選擇原則2009/02/108填料塔與板式塔的選擇（續(xù)）對(duì)于有多個(gè)進(jìn)料及側(cè)線抽出的分餾塔，宜選用板式塔。采用填料塔因涉及到液體的多次均布問(wèn)題而使結(jié)構(gòu)變得過(guò)于復(fù)雜。對(duì)于高粘性物料，宜選用低比表面積的填料。高粘性物料在板式塔中的效率一般都比較低。對(duì)于沿塔高氣液相負(fù)荷分布較為復(fù)雜或各種工況下氣液比變化較大時(shí)，宜選用填料塔。采用板式塔，即使分段采用不同的開(kāi)孔率等參數(shù)，操作彈性也較難保證,且設(shè)計(jì)、制造、安裝均較為復(fù)雜。對(duì)于氣相負(fù)荷很低的場(chǎng)合，宜選用填料塔。采用板式塔，所需的開(kāi)孔率太小，傳質(zhì)元件數(shù)及分布點(diǎn)數(shù)太少，易漏液、效率低。8塔型選擇原則2009/02/109填料塔與板式塔的選擇（續(xù)）對(duì)于液相負(fù)荷很低的場(chǎng)合，宜選用板式塔，采用非噴射型塔盤(pán)以減少漏液和霧沫夾帶，必要時(shí)可選擇Ｕ型液流。液相負(fù)荷很低時(shí)，填料塔液體均布困難，填料不能很好地潤(rùn)濕，效率低。對(duì)于液相負(fù)荷很大的場(chǎng)合，應(yīng)作具體水力學(xué)計(jì)算和比較確定塔型的選擇。若選用板式塔，可優(yōu)先采用能減少液面梯度的導(dǎo)向型塔盤(pán)；塔徑≥1400mm時(shí)，可考慮選用多降液管塔盤(pán)。采用新型填料的填料塔一般比板式塔的通量大、相同高度時(shí)分離效率高，因此在現(xiàn)有裝置的擴(kuò)產(chǎn)改造中應(yīng)用較廣泛。93板式塔設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題2009/02/1010幾個(gè)術(shù)語(yǔ)流體力學(xué)限制與傳質(zhì)操作限制體系極限液泛：取決于物料性質(zhì)及氣液相負(fù)荷、與塔內(nèi)件類(lèi)型及參數(shù)無(wú)關(guān)的一種處理能力極限噴射液泛：霧沫夾帶e=0.1，導(dǎo)致塔板效率顯著下降降液管液泛：是指泡沫液層充滿降液管，下層塔板的泡沫液體層將溢至上層塔板，造成塔的操作嚴(yán)重不穩(wěn)定和塔板效率嚴(yán)重下降。降液管超負(fù)荷：是指由于降液管中液體負(fù)荷太大、流速過(guò)高、停留時(shí)間太短，泡沫得不到有效的分離。溢流強(qiáng)度：板式塔出口堰單位長(zhǎng)度上的液體體積流率，單位為m3/m.h。氣體負(fù)荷因子：CS

=UT*[ρV/(ρL-ρv)]0.5，m/s空塔動(dòng)能因子：F=UT*(ρv)0.5，單位為m/s(kg/m3)0.5孔動(dòng)能因子：Fh=Uh*(ρv)0.5，單位為m/s(kg/m3)0.5

，它是確定開(kāi)孔率及分析漏液等情況的重要參數(shù)。10板式塔設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題2009/02/1011?對(duì)板式塔結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)主要標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范√JB

4710-2005鋼制塔式容器√HG20652-1998塔器設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定√

SH

3088-1998√

SH

3098-2000石油化工塔盤(pán)設(shè)計(jì)規(guī)范石油化工塔器設(shè)計(jì)規(guī)范這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范主要涉及設(shè)備專(zhuān)業(yè)的內(nèi)容，但有助于工藝專(zhuān)業(yè)人員了解塔器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定和有關(guān)技術(shù)要求。112009/02/101212有主梁塔盤(pán)結(jié)構(gòu)示意圖13?弓形降液管直降液管

斜降液管階梯降液管?降液管型式弓形、扇形、圓形多降液管（矩形懸掛式）2009/02/101314?降液板與受液盤(pán)受液盤(pán)型式--平型--凹型2009/02/1014板式塔設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題2009/02/1015關(guān)于塔板效率分離過(guò)程流程模擬計(jì)算通常基于理論級(jí)，得出所需的理論板數(shù)N對(duì)板式塔采用合適的全塔效率ET，實(shí)際板數(shù)NT=N/ET關(guān)鍵是全塔效率ET經(jīng)驗(yàn)值的選取ET取決于物系、塔內(nèi)氣液流動(dòng)狀況、塔板型式及結(jié)構(gòu)等因素當(dāng)塔處于負(fù)荷性能圖中的適宜操作區(qū)時(shí)，對(duì)ET影響最大的是物系的不同根據(jù)塔的實(shí)際操作數(shù)據(jù)推算得出ET經(jīng)驗(yàn)值，應(yīng)用于類(lèi)似分離物系，是比較穩(wěn)妥的做法。要求：物料平衡偏差<3%,能量平衡偏差<5%，塔的操作工況處于適宜操作區(qū)15板式塔設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題2009/02/1016關(guān)于塔板效率(續(xù))通?；诳諝?水系統(tǒng)中O2或CO2解吸傳質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的塔板效率，只能用作不同類(lèi)型塔板效率的相對(duì)比較。塔板效率與物系分離的難易程度存在著辯證關(guān)系：易分離物系(αij>>1,ΔTb較大)，塔板效率相對(duì)較低；難分離物系(αij接近1,ΔTb較小)，塔板效率相對(duì)較高。效率估算的O’Connell經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式ET=0.49(αμL)-0.245

（精餾塔）其中：α、μL取進(jìn)料組成及塔內(nèi)平均溫度時(shí)的值效率估算的A.I.Ch.E方法在計(jì)算氣、液相傳質(zhì)單元數(shù)與點(diǎn)效率時(shí)需用到氣相擴(kuò)散系數(shù)和操作線與平衡線斜率之比，用于吸收塔的效率估算相對(duì)方便一些。采用ASPEN

RateFrac模塊計(jì)算：注意實(shí)際數(shù)據(jù)驗(yàn)證16板式塔設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題2009/02/1017?塔板效率經(jīng)驗(yàn)值示例原油常壓分餾塔 塔段ET

(%)塔底汽提段30～35閃蒸段至重柴油抽出段30～40重柴油至輕柴油抽出段40～50輕柴油至煤油抽出段45～55煤油至重石腦油抽出段50～60重石腦油抽出板以上段55～65丙烷/丙烯分離塔90～95苯/甲苯/二甲苯分離塔75～85氯乙烯精餾 氯化氫塔40～50氯乙烯/二氯乙烷分離塔50～60吸收塔20～35解吸塔(再沸器供熱)30～40解吸塔(蒸汽汽提)20～30環(huán)丁砜芳烴抽提塔15～2017板式塔設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題2009/02/101818?液泛率上限塔板液泛率上限經(jīng)驗(yàn)值FRIUOPGlitschFF＜77～83%新設(shè)計(jì)塔FF＜75%一般塔FF＜82%；真空塔，F(xiàn)F＜77%；D≤900小直徑塔，F(xiàn)F＜65～75%NortonNutter新設(shè)計(jì)塔，F(xiàn)F＜80%；新設(shè)計(jì)塔，F(xiàn)F＜80%；改造塔，F(xiàn)F＜85%改造塔，F(xiàn)F＜90%SimSci

PRO/II模擬軟件中的FF缺省值：塔徑Ｄ(mm)D≤600液泛率(%)

＜70600～1200 1200～3000

＞3000＜75

＜78

＜80板式塔設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題2009/02/101919?液泛率上限(續(xù))公司手冊(cè)《塔板水力學(xué)計(jì)算技術(shù)規(guī)定》PR303-03規(guī)定的液泛率上限經(jīng)驗(yàn)值：塔板液泛率（%）塔徑≤900mm真空下操作其它條件下≤70≤77≤82降液管液泛率（%）≤70≤65≤75液泛率又稱(chēng)液泛百分?jǐn)?shù)，通常是指設(shè)計(jì)或操作工況下的處理能力與恒液氣比條件下達(dá)到液泛時(shí)的極限處理能力之比?？刂埔悍郝噬舷奘菫榱诉m應(yīng)實(shí)際操作中一定范圍內(nèi)的負(fù)荷波動(dòng)并確保具有良好的傳質(zhì)效率。板式塔設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題20?不同類(lèi)型塔板的相對(duì)效率比較泡罩塔板、浮閥塔板在低于允許的液泛率時(shí)保持比較穩(wěn)定的效率篩板塔板、穿流塔板在低負(fù)荷下效率較低，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)特別注意操作工況范圍篩板塔板、穿流塔板允許的操作彈性范圍相對(duì)較小2009/02/1020板式塔設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題21?負(fù)荷性能圖某一關(guān)鍵塔板負(fù)荷性能圖

全塔負(fù)荷性能圖2009/02/1021板式塔設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題2009/02/102222?開(kāi)孔率與孔動(dòng)能因子開(kāi)孔率的確定應(yīng)考慮下列因素：√操作時(shí)具有合適的孔動(dòng)能因子并具有良好的操作彈性。設(shè)計(jì)（100%）負(fù)荷時(shí)的適宜孔動(dòng)能因子范圍：篩孔塔板：Fo=15～20浮閥塔板：Fo

=

8～12固舌、固閥、斜孔塔板：Fo=12～15√不致使塔板壓降過(guò)高而容易造成降液管液泛，也不致使氣相負(fù)荷相對(duì)較低的塔板出現(xiàn)較嚴(yán)重的漏液?！坍?dāng)所需的開(kāi)孔率很低時(shí)，應(yīng)盡量選擇具有較小尺寸傳質(zhì)元件的塔板類(lèi)型，以免塔板上的傳質(zhì)元件數(shù)目過(guò)少而影響氣液接觸效果?！坍?dāng)所需的開(kāi)孔率較高時(shí)，應(yīng)注意是否滿足浮閥等元件的最小間距要求，以免給塔板傳質(zhì)元件的布置造成困難。板式塔設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題2009/02/102323?降液管弓形降液管參數(shù)范圍：√弓形降液管弦長(zhǎng)lw=(0.6～0.8)DT,寬度≥120mm或8%DT；√中間降液管弦長(zhǎng)lw=(0.5～0.7)DT,寬度≥200mm降液管面積還應(yīng)滿足：√降液管中的液體線速在0.1m/s以下；√液體在降液管中的停留時(shí)間（τ）：一般τ＞5s，易起泡物系τ＞7s，不起泡物系或少數(shù)高液氣比場(chǎng)合τ＞3s√降液管中清液層高度：Hd＜(TS＋hW)×Φ一般物系Φ=0.5,易起泡物系Φ=0.35,低起泡物系Φ=0.65√降液管底隙≥25mm，贓污物系≥40mm；底隙處流速一般應(yīng)小于0.3m/s，最大不應(yīng)超過(guò)0.4m/s。板式塔設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題2009/02/1024?溢流堰24溢流堰的高度hW應(yīng)根據(jù)塔板類(lèi)型和工況特點(diǎn)來(lái)確定，如泡罩塔板有動(dòng)液封要求等。以下原則性的規(guī)定適用于多數(shù)類(lèi)型的塔板：√

出口堰高度一般取50mm，真空或高液體負(fù)荷時(shí)可適當(dāng)減少出口堰高度；√

采用平受液盤(pán)且不設(shè)進(jìn)口堰時(shí)，出口堰一般應(yīng)比降液管底隙高6mm以

上，以滿足降液管液封要求。否則，考慮采用凹型受液盤(pán)或設(shè)進(jìn)口堰；√

對(duì)于一些高液、氣比的塔，如洗滌塔或吸收塔等，允許采用比出口堰高的降液管底隙，以便維持合適的底隙流速，但應(yīng)注意低負(fù)荷操作時(shí)是否存在液封問(wèn)題。底隙流速大于0.15m/s時(shí)，一般不存在降液管液封問(wèn)題。√

低液體負(fù)荷下堰上液層高度小于6mm或溢流強(qiáng)度小于3m3/m.h時(shí)，應(yīng)采用齒型堰或柵型堰；當(dāng)堰上溢流強(qiáng)度大于110m3/m.h或堰上液層高度超過(guò)60mm時(shí)，應(yīng)增大降液管面積，若降液管面積已占到塔截面積的15%左右仍無(wú)法滿足該條件時(shí)，宜考慮采用多溢流塔板。板式塔設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題塔盤(pán)傳熱傳質(zhì)性能的改善增大氣液接觸面積：如鼓泡促進(jìn)器、懸掛式降液管及防沖擊漏液結(jié)構(gòu)、扇形堰等改善板上的液體流動(dòng)狀態(tài)：導(dǎo)向元件、導(dǎo)流板等252009/02/1025板式塔主要鼓泡元件及特點(diǎn)篩孔型：板壓降低、霧沫夾帶量大、漏液量大、傳質(zhì)效率低、操作彈性小、抗堵性能一般、造價(jià)低26浮閥型：板壓降大、霧沫夾帶量較小、漏液量小、傳質(zhì)效率高、操作彈性大、抗堵性能較差、造價(jià)較高2009/02/1026板式塔主要鼓泡元件及特點(diǎn)?斜孔、舌型、固閥：壓降較低、霧沫夾帶量比篩板小、抗堵性能好、造價(jià)低?缺點(diǎn)：操作彈性較小272009/02/1027板式塔主要鼓泡元件及特點(diǎn)?組合導(dǎo)向浮閥：減少板上液面梯度和液體返混，高液體負(fù)荷時(shí)優(yōu)勢(shì)更明顯282009/02/1028板式塔主要鼓泡元件及特點(diǎn)29?垂直篩板：改變了傳統(tǒng)的鼓泡接觸方式，屬并流噴射型塔盤(pán)，自板孔上升的氣體卷吸自噴射罩底隙進(jìn)入的液體，經(jīng)拉膜破碎、碰蓋折返、從罩孔或罩縫噴出，氣液接觸好。?特點(diǎn)：抗堵性能好，霧沫夾帶少、處理能力大，效率高新型垂直篩板New

VST2009/02/1029主體連續(xù)傳質(zhì)塔板LLCT立體傳質(zhì)塔板CTST4填料塔設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題對(duì)填料塔結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)302009/02/1030規(guī)整填料31材質(zhì)：金屬、陶瓷、塑料規(guī)整填料型式：孔板波紋壓延孔波紋(金屬)網(wǎng)孔波紋絲網(wǎng)波紋(金屬、塑料)格柵2009/02/1031散堆填料32扁環(huán)填料QH-12009/02/1032梅花扁環(huán)填料QH-2填料材質(zhì)：金屬、陶瓷、塑料填料型式分類(lèi)：環(huán)型：拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、超級(jí)扁環(huán)等鞍型：弧鞍、矩鞍環(huán)鞍/鞍環(huán)型：環(huán)矩鞍、共軛環(huán)等球型：泰勒花環(huán)等填料塔設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題2009/02/103333?填料等板高度HETP影響HETP的主要因素：√與塔內(nèi)流動(dòng)狀況有關(guān)的操作參數(shù)：空塔氣速、操作壓力、噴淋密度、氣液分配的均勻性等；√填料自身的尺寸、比表面、空隙率、材質(zhì)與潤(rùn)濕性；√物系的影響；對(duì)精餾塔而言，物系對(duì)HETP的影響要比對(duì)塔板效率的影響小許多；√不同類(lèi)型的分離過(guò)程（精餾、吸收、萃取或抽提）HETP差異很大，如同一種填料用于萃取過(guò)程的

HETP通常是精餾時(shí)的數(shù)倍，不能直接套用精餾時(shí)

的HETP數(shù)據(jù)。填料塔設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題2009/02/103434?精餾過(guò)程的HETP數(shù)據(jù)舉例散堆填料的HETP等板高度HETP(mm)填料名稱(chēng)金屬鮑爾環(huán)Φ25Φ38Φ50400～450550～600700～750金屬環(huán)矩鞍（Intalox）Φ25Φ40Φ50Φ70355～485460～610560～740790～1000填料塔設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題2009/02/103535?精餾過(guò)程的HETP數(shù)據(jù)舉例規(guī)整填料的HETPMellapak

250Y規(guī)整填料等板高度HETP(mm)P＜1bar：

F≤1.0350

～7501＜F≤2.54002.5＜F≤35003＜F≤3.56501≤P≤5bar：

F≤13501＜F≤24002＜F≤2.54502.5＜F≤2.85005＜P≤10bar：

F≤0.456000.45＜F≤0.65000.6＜F≤1.73501.7＜F≤2.5500填料塔設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題2009/02/103636?填料的性能—處理能力、效率、壓降散堆填料泛點(diǎn)速度：Bain-Hougen經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式床層壓降：Eckert通用壓降關(guān)聯(lián)圖效率HETP：經(jīng)驗(yàn)值或按經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式估算規(guī)整填料按類(lèi)似規(guī)格填料的NTU～F、△P～F關(guān)聯(lián)圖估算Aspen和PRO/II等軟件中提供Sulzer

Mellapak等規(guī)整填料的水力學(xué)性能估算功能采用填料塔水力學(xué)計(jì)算軟件來(lái)計(jì)算填料塔設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題?規(guī)整填料的性能舉例—250Y、250X372009/02/1037填料塔設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題2009/02/1038?規(guī)整填料的相對(duì)處理能力比較以Mellapak

250Y為基準(zhǔn)（1.0)規(guī)格型號(hào)125X

125Y

170X170YM2XM2Y相對(duì)能力1.5

1.25

1.511.141.411.09規(guī)格型號(hào)250X

250Y

350X350Y500X500Y相對(duì)能力1.25

1.0

1.10.851.00.7規(guī)格型號(hào)相對(duì)能力750Y

BX

CY0.63

1.0

0.6538填料塔設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題39某一關(guān)鍵填料層截面處?填料塔負(fù)荷性能圖水力液泛點(diǎn)：床層頂部形成泡沫層并占據(jù)床層頂部到分配器之間高度的一半。傳質(zhì)液泛點(diǎn)：分離效率開(kāi)始迅速下降時(shí)的負(fù)荷點(diǎn)。液泛率上限推薦值(%)新設(shè)計(jì)改造真空、低壓≤80≤85中、高壓≤70≤752009/02/1039填料塔設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題?填料塔液體分布器—管式402009/02/1040填料塔設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題?填料塔液體分布器—盤(pán)式412009/02/1041填料塔設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題?填料塔液體分布器—槽式422009/02/1042填料塔設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題液體收集器舉例432009/02/1043填料塔設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題2009/02/104444液體分布器噴淋點(diǎn)密度推薦值(點(diǎn)/m2)Koch公司：Г＞50m3/m2.h時(shí)，dpd≤65；低Г時(shí)需更多的分布點(diǎn)Norton公司：對(duì)各種填料，取dpd=100Nutter公司：對(duì)大多數(shù)填料，取dpd=100Glitsch公司：dpd=161～215，根據(jù)流量和堵塞可能性選擇Sulzer公司：對(duì)250Y，dpd≥100；對(duì)BX500，dpd≥200；對(duì)CY700，dpd≥300FRI高Г時(shí)dpd低Г時(shí)dpd一般分餾小尺寸填料≥90≥110中等尺寸填料≥65≥90大尺寸填料≥65≥65精密精餾小尺寸填料≥130≥150中等尺寸填料≥110≥130大尺寸填料≥110≥1105相關(guān)問(wèn)題討論回流比與理論板數(shù)簡(jiǎn)捷法模擬計(jì)算結(jié)果的利用√Fenske法計(jì)算全回流時(shí)的Nmin√Underwood法計(jì)算Rmin√Gilliland關(guān)聯(lián)圖：N與Nmin、R、Rmin的關(guān)系，并初步確定進(jìn)料位置452009/02/1045相關(guān)問(wèn)題討論2009/02/1046回流比與理論板數(shù)（續(xù)）回流比的選擇√易分離物系：R/Rmin√難分離物系：R/Rmin√

中間情況：

R/Rmin=1.05～1.15=1.3～1.5=1.1～1.3相應(yīng)于

N/Nmin

=1.6～2.5塔頂冷凝器用到冷凍工質(zhì)時(shí)，一般取較小的R/Rmin

值，除非是采用熱泵節(jié)能型流程舉例：丙烯精餾塔早期

90’s近期國(guó)外最近N

100～120

150～170180～200256R

21～18

17～1514～1312R/Rmin

2.2～1.9

1.8～1.61.48～1.371.2746相關(guān)問(wèn)題討論進(jìn)料位置簡(jiǎn)捷法模擬計(jì)算只能初步確定進(jìn)料位置(模型基于各種簡(jiǎn)化)采用優(yōu)化器對(duì)進(jìn)料位置進(jìn)行優(yōu)化，但不能保證各種情況下都能得到準(zhǔn)確的優(yōu)化結(jié)果。建議對(duì)重要的塔進(jìn)行進(jìn)料位置的靈敏度分析舉例：某氣體分餾裝置脫丁烷塔進(jìn)料板回流比QC

(kW)QR

(kW)備注131.233-