填料塔的结构及其工作原理
填料塔的作用是起到吸收作用,是化工、石油化工和炼油生产中最重要的设备之一 。以下讲一下填料塔的结构特点:填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备 。填料塔的塔身是一直立式圆筒,底部装有填料支承板,填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上 。填料的上方安装填料压板,以防被上升气流吹动 。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上,并沿填料表面流下 。气体从塔底送入,经气体分布装置(小直径塔一般不设气体分布装置)分布后,与液体呈逆流连续通过填料层的空隙,在填料表面上,气液两相密切接触进行传质 。填料塔属于连续接触式气液传质设备,两相组成沿塔高连续变化,在正常操作状态下,气相为连续相,液相为分散相 。当液体沿填料层向下流动时,有逐渐向塔壁集中的趋势,使得塔壁附近的液流量逐渐增大,这种现象称为壁流 。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均,从而使传质效率下降 。因此,当填料层较高时,需要进行分段,中间设置再分布装置 。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分,上层填料流下的液体经液体收集器收集后,送到液体再分布器,经重新分布后喷淋到下层填料上 。填料塔具有生产能力大,分离效率高,压降小,持液量小,操作弹性大等优点 。填料塔也有一些不足之处,如填料造价高;当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面,使传质效率降低;不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料;对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等 。
填料小知识
填料是填料塔中的传质元件,它可以有不同的分类 。填料的类型有两大类:拉西环矩鞍填料;鲍尔环;鲍尔环是在拉西环的壁面上开一层或两层长方形小窗 。波纹填料有丝网形和孔板形两大类 。对填料的基本要求有:传质效率高,要求填料能提供大的气液接触面 。即要求具有大的比表面积,并要求填料表面易于被液体润湿 。只有润湿的表面才是气液接触表面 。生产能力大,气体压力降小 。因此要求填料层的空隙率大 。不移引起偏流和沟流 。经久耐用具有良好的耐腐蚀性,较高的机械强度和必要的耐热性 。取材容易,价格便宜 。
化工填料的金属填料金属填料是以碳钢、不锈钢及组合金等材料制成的塔填料 。金属填料具有壁薄、耐冷热、空隙率大、通量大,压降低、阻力小、分离效果好、寿命长等优点,虽说一次性投资稍大,但能充分发挥设备的潜在力 。金属填料适用于真空精馏塔,处理过敏性、易分解、易紧合、易结碳的物料 。金属填料广泛用于石化、化肥、化工、环保等行业的填料塔中 。
1.金属散堆填料
有三Y环、共轭环、八四内弧环、扁环、矩鞍环、阶梯环等产品 。
2.金属拉西环填料
被广泛应用于很多领域,但是 金属拉西环填料的应用得最主要的领域是作为催化剂支撑 。
3.金属鲍尔环填料
在环壁上开了许多窗孔,使得塔内的气体和液体能够从窗口自由通过,鲍尔环填料是被采用的主要环形填料之一 。
4.金属阶梯环填料
由于高度减小及锥形翻边的特殊结构,不但改善了填料层内气液分布,而且增加了气液接触点,有利于液体汇聚分散及膜表面的不断更新,使传质得到强化,分离效率大大提高 。
5.金属矩鞍环填料
用于装备新填料塔,其高度比板式塔降低35%,直径减小30%,或提高效率10-30%,减少压力损失20-60% 。国内干式蒸馏代替湿式蒸馏试验研究表明,可降低投资20%。总之,采用新型的环矩鞍可以增加产率低能耗或成本,提高分离效率 。
6.金属纳特环填料
是新开发出来的一种新型填料,金属纳特环填料具有通量大、压降低、传质效率高、操作弹性大的特点 。
7.金属八四内弧环填料
类似花环开关的金属填料,也称麦勒环填料 。金属八四内弧环填料的特点是环壁开敞面积大,所以具有通量大、阻力小和传质效率高等特点 。
金属鲍尔环填料(me
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