各種常用填料

 

　　甲醇精餾塔中選用的是波紋板及波紋絲網(wǎng)規(guī)整填料(圖(o)、(n))，原料為金屬及陶瓷等。波紋板是具有波紋的薄片，波紋方向與水平成45°，組裝時(shí)單片豎直安放，且相鄰單片的波紋方向相互筆直替換疊合組成圓盤(pán)。填料裝入塔內(nèi)時(shí)，上下填料圓盤(pán)方位相互筆直。波紋板填料的***點(diǎn)是壓降小、生產(chǎn)能力***、傳質(zhì)功率高，其缺陷是不適合用于易結(jié)垢、分出固體以及液體粘度較***的物系，關(guān)于***塔則填料重量***、造價(jià)高、裝卸清理困難。

 

 

 

　　散裝填料是一個(gè)個(gè)具有必定幾許形狀和尺度的顆粒體，一般以隨機(jī)的方法堆積在塔內(nèi)，又稱為亂堆填料或顆粒填料。散裝填料根據(jù)結(jié)構(gòu)***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年由拉西創(chuàng)造，為外徑與高度相等的圓環(huán)。拉西環(huán)填料的氣液散布較差，傳質(zhì)功率低，阻力***，通量小，現(xiàn)在工業(yè)上已較少運(yùn)用。

 

 

　　(2)鮑爾環(huán)填料是對(duì)拉西環(huán)的改善，在拉西環(huán)的側(cè)壁上開(kāi)出兩排長(zhǎng)方形的窗孔，被切開(kāi)的環(huán)壁的一側(cè)仍與壁面相連，另一側(cè)向環(huán)內(nèi)曲折，構(gòu)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(kāi)孔，******進(jìn)步了環(huán)內(nèi)空間及環(huán)表里表的利用率，氣流阻力小，液體散布均勻。與拉西環(huán)比較，鮑爾環(huán)的氣體通量可增加50%以上，傳質(zhì)功率進(jìn)步30%左右。鮑爾環(huán)是一種運(yùn)用較廣的填料。

 

 

　　(3)階梯環(huán)填料是對(duì)鮑爾環(huán)的改善，與鮑爾環(huán)比較，階梯環(huán)高度削減了一半并在一端增加了一個(gè)錐形翻邊。由于高徑比削減，使得氣體繞填料外壁的均勻路徑***為縮短，削減了氣體經(jīng)過(guò)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觸摸為主變成以點(diǎn)觸摸為主，這樣不但增加了填料間的空地，一起成為液體沿填料外表活動(dòng)的聚集渙散點(diǎn)，能夠促進(jìn)液膜的外表更新，有利于傳質(zhì)功率的進(jìn)步。階梯環(huán)的歸納功能***于鮑爾環(huán)，成為現(xiàn)在所運(yùn)用的環(huán)形填猜中***為***的一種。

 

 

　　(4)弧鞍填料屬鞍形填料的一種，其形狀如同馬鞍，一般選用瓷質(zhì)資料制成?；“疤盍系?**點(diǎn)是外表全部敞開(kāi)，不分表里，液體在外表兩側(cè)均勻活動(dòng)，外表利用率高，流道呈弧形，活動(dòng)阻力小。其缺陷是易發(fā)生套疊，致使一部分填料外表被重合，使傳質(zhì)功率下降。弧鞍填料強(qiáng)度較差，容破碎，工業(yè)生產(chǎn)中運(yùn)用不多。

 

　　(5)矩鞍填料將弧鞍填料兩頭的弧形面改為矩形面，且雙面巨細(xì)不等，即成為矩鞍填料。矩鞍填料堆積時(shí)不會(huì)套疊，液體散布較均勻。矩鞍填料一般選用瓷質(zhì)資料制成，其功能***于拉西環(huán)?，F(xiàn)在，***內(nèi)******多數(shù)運(yùn)用瓷拉西環(huán)的場(chǎng)合，均已被瓷矩鞍填料所替代。

 

 

　　(6)金屬環(huán)矩鞍填料環(huán)矩鞍填料是兼顧環(huán)形和鞍形結(jié)構(gòu)***點(diǎn)而規(guī)劃出的一種新式填料，該填料一般以金屬原料制成，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***點(diǎn)集于一體，其歸納功能***于鮑爾環(huán)和階梯環(huán)，在散裝填猜中運(yùn)用較多。

 

　　(7)球形填料一般選用塑料注塑而成，其結(jié)構(gòu)有多種。球形填料的***點(diǎn)是球體為空心，能夠答應(yīng)氣體、液體從其內(nèi)部經(jīng)過(guò)。由于球體結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，填料裝填密度均勻，不易發(fā)生空穴和架橋，所以氣液渙散功能***。球形填料一般只適用于某些***定的場(chǎng)合，工程上運(yùn)用較少。

 

 

　　除上述幾種較典型的散裝填料外，近年來(lái)不斷有構(gòu)型******的新式填料開(kāi)發(fā)出來(lái)，如共軛環(huán)填料、海爾環(huán)填料、納***環(huán)填料等。工業(yè)上常用的散裝填料的***性數(shù)據(jù)可查有關(guān)手冊(cè)。

 

　　2、規(guī)整填料

 

　　規(guī)整填料是按必定的幾許構(gòu)形擺放，整齊堆砌的填料。規(guī)整填料種類(lèi)很多，根據(jù)其幾許結(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)必定規(guī)矩組合而成的，具有多種結(jié)構(gòu)方法。工業(yè)上運(yùn)用***早的格柵填料為木格柵填料?，F(xiàn)在運(yùn)用較為遍及的有格里奇格柵填料、網(wǎng)孔格柵填料、蜂窩格柵填料等，其間以格里奇格柵填料***代表性。格柵填料的比外表積較低，***要用于要求壓降小、負(fù)荷***及防堵等場(chǎng)合。

 

　　(2)波紋填料現(xiàn)在工業(yè)上運(yùn)用的規(guī)整填料******部分為波紋填料，它是由許多波紋薄板組成的圓盤(pán)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(pán)填料筆直裝于塔內(nèi)，相鄰的兩盤(pán)填料間交錯(cuò)90°擺放。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***類(lèi)，其原料又有金屬、塑料和陶瓷等之分。

 

　　(3)脈沖填料脈沖填料是由帶縮頸的中空棱柱形個(gè)別，按必定方法組裝而成的一種規(guī)整填料。脈沖填料組裝后，會(huì)構(gòu)成帶縮頸的多孔棱形通道，其縱面流道替換縮短和擴(kuò)***，氣液兩相經(jīng)過(guò)期發(fā)生強(qiáng)烈的湍動(dòng)。在縮頸段，氣速***，湍動(dòng)劇烈，然后強(qiáng)化傳質(zhì)。在擴(kuò)***段，氣速減到***小，完成兩相的別離。流道縮短、擴(kuò)***的替換重復(fù)，完成了“脈沖”傳質(zhì)過(guò)程。脈沖填料的***點(diǎn)是處理量***，壓降小，是真空精餾的理想填料。因其***的液體散布功能使擴(kuò)***效應(yīng)削減，故***別適用于***塔徑的場(chǎng)合。

 

　　填料的幾許***性

 

　　填料的幾許***性數(shù)據(jù)***要包括比外表積、空地率、填料因子等，是點(diǎn)評(píng)填料功能的基本參數(shù)。

 

　　(1)比外表積：?jiǎn)挝惑w積填料的填料外表積稱為比外表積。填料的比外表積愈***，所提供的氣液傳質(zhì)面積愈***。

 

　　(2)空地率：?jiǎn)挝惑w積填猜中的空地體積稱為空地率。填料的空地率越***，氣體經(jīng)過(guò)的能力越***且壓下降。

 

　　(3)填料因子：填料的比外表積與空地率三次方的比值，稱為填料因子，填料因子越小，表明活動(dòng)阻力越小。

 

　　填料塔的流體力學(xué)功能

 

　　填料塔傳質(zhì)功能的***壞、負(fù)荷的巨細(xì)及操作的穩(wěn)定性很***程度取決于流體經(jīng)過(guò)填料的流體力學(xué)功能，也即氣體經(jīng)過(guò)填料層的壓降。

 

　　在填料塔中，氣體靠壓差自下而上經(jīng)過(guò)填料層，液體靠重力自上而下流過(guò)填料層。將氣體體積流量與塔截面積之比定義為空塔氣速，試驗(yàn)測(cè)得的不同液體噴淋量下的填料層壓降與空塔氣速的關(guān)系，如圖所示。