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      萍鄉化工填料廠生產拉西環、鮑爾環、多面空心球填料,瓷球、陶瓷波紋填料、陶瓷規整填料
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      填料塔
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      填料塔主要部件,填料塔的作用是什么

      2018-06-06      閱讀:
      填料塔,指塔的內件是一定高度的填料。液體自塔頂沿填料表面向下流動,氣體自塔底向上流動,與液體進行逆流傳質。兩相的組分濃度沿塔高呈連續變化。填料塔的主要部件包括塔體、塔體支座、除沫器、接管、人孔和手孔,以及塔內件。塔體是塔設備的外殼。常見的塔體由等直徑、等壁厚的圓筒及作為頂蓋和底蓋的橢圓形封頭組成。隨著化工裝置的大型化,為了節約材料,有用不等直徑、不等壁厚的塔體。塔體支座是塔體安放到基礎上的連接部分,一般采用裙座。其高度按照工藝條件的附屬設備(如再沸器、泵)及管道布置決定。它承受各種情況下的全塔重量,以及風力、地震等載荷,為此它應具有足夠的強度及剛度。
      除沫器用于捕集夾在氣流中的液滴。使用高效的除沫器,對于回收昂貴物料、提高分離效率、改善塔后設備的操作狀況.以及減少的環境污染等都是非常必要的。
      接管是用以連接工藝管路,使之與設備連成系統。
      人孔、手孔和視孔是為了安裝、檢查的需要而設置的。

      填料塔作為氣液傳質設備之一,且是連續接觸式的氣液傳質設備。

      一、填料塔用到的填料
       
      填料層是氣液兩相充分接觸的接觸面,其中填料發揮著至關重要的作用:
       
      提供氣液接觸面積
       
      強化氣體湍動,降低氣相傳質阻力
       
      更新液膜表面,降低液相傳質阻力
       
      常用的塔填料可分為兩大類:散裝填料與規整填料。
      填料塔
      填料的選擇包括確定填料的種類、規格及材質等。所選填料既要滿足生產工藝的要求,又要使設備投資和操作費用低。
      1.填料種類的選擇:填料種類的選擇要考慮分離工藝的要求,通??紤]以下幾個方面:
      (1)傳質效率要高一般而言,規整填料的傳質效率高于散裝填料;
      (2)通量要大在保證具有較高傳質效率的前提下,應選擇具有較高泛點氣速或氣相動能的填料;
      (3)填料層的壓降要低;
      (4)填料抗污堵性能強,拆裝、檢修方便。
      2.填料規格的選擇填料規格是指填料的公稱尺寸或比表面積。
      (1)散裝填料規格的選擇工業塔常用的散裝填料主要有DN16、DN25、DN38、DN50、DN76等幾種規格。同類填料,尺寸越小,分離效率越高,但阻力增加,通量減少,填料費用也增加很多。而大尺寸的填料應用于小直徑塔中,又會產生液體分布不良及嚴重的壁流,使塔的分離效率降低。因此,對塔徑與填料尺寸的比值要有一規定,一般塔徑與填料公稱直徑的比值D/d應大于8。
      (2)規整填料規格的選擇工業上常用規整填料的型號和規格的表示方法很多,國內習慣用比表面積表示,主要有125、150、250、350、500、700等幾種規格,同種類型的規整填料,其比表面積越大,傳質效率越高,但阻力增加,通量減少,填料費用也明顯增加。選用時應從分離要求、通量要求、場地條件、物料性質及設備投資、操作費用等方面綜合考慮,使所選填料既能滿足技術要求,又具有經濟合理性。應予指出,一座填料塔可以選用同種類型,同一規格的填料,也可選用同種類型不同規格的填料;可以選用同種類型的填料,也可以選用不同類型的填料;有的塔段可選用規整填料,而有的塔段可選用散裝填料。設應靈活掌握,根據技術經濟統一的原則來選擇填料的規格。
      3.填料材質的選擇填料的材質分為陶瓷、金屬和塑料三大類。
      (1)陶瓷填料具有很好的耐腐蝕性及耐熱性,陶瓷填料價格便宜,具有很好的表面潤濕性能,質脆、易碎是其大缺點。在氣體吸收、氣體洗滌、液體等過程中應用較為普遍。
      (2)金屬填料可用多種材質制成,選擇時主要考慮腐蝕問題。碳鋼填料造價低,且具有良好的表面潤濕性能,對于無腐蝕或低腐蝕性物系應先考慮使用;不銹鋼填料耐腐蝕性強,一般能耐除Cl–以外常見物系的腐蝕,但其造價較高,且表面潤濕性能較差,在某些特殊場合(如低噴淋密度下的減壓精餾過程),需對其表面進行處理,才能取得良好的使用效果;鈦材、特種合金鋼等材質制成的填料造價很高,一般只在某些腐蝕性強的物系下使用。一般來說,金屬填料可制成薄壁結構,它的通量大、氣體阻力小,且具有很高的抗沖擊性能,能在高溫、高壓、高沖擊強度下使用,應用范圍為廣泛。
      (3)塑料填料的材質主要包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)及聚氯乙烯(PVC)等,國內一般多采用聚丙烯材質。塑料填料的耐腐蝕性能較好,可耐一般的無機酸、堿和溶劑的腐蝕。其耐溫性良好,可長期在100°C以下使用。塑料填料質輕、價廉,具有良好的韌性,耐沖擊、不易碎,可以制成薄壁結構。它的通量大、壓降低,多用于吸收、解吸、、除塵等裝置中。塑料填料的缺點是表面潤濕性能差,但可通過適當的表面處理來改善其表面潤濕性能。
       
      (一)散裝填料
       
      1、拉西環
       
      拉西環:拉西環是工業上早使用的一種填料,為外徑與高度相等的圓環,通常由陶瓷或金屬材料制成,具有結構簡單,制造容易的點,但流動阻力大,操作范圍小。
       
      但改善方面有θ形、十字格形的拉西環。
       
      2、鮑爾環
       
      鮑爾環的構造是在拉西環的側壁上開出一排或兩排長方形的窗孔,被切開的環壁的一側仍與壁面相連,另一側則向環內彎曲,且諸葉片的側邊在環中心已相搭。
       
      這種結構使填料層內氣、液分布性能大為改善,與同樣尺寸的拉西環相比,鮑爾環的氣液通量可提高50%,而壓降為其一半,分離效果也得到提高。
       
      3、階梯環
       
      階梯環是在鮑爾環基礎上加以改進而發展起來的一種新型填料,環壁上開有窗孔,其高度為直徑的一半。由于高徑比的減少,使得氣體繞填料外壁的平均路徑大為縮短,減少了阻力。
       
      塑料階梯環(左)和金屬階梯環(右)
       
      階梯環填料以其氣體通量大、流動阻力小、傳質效率高等點成為目前使用的環形填料中性能為良好的一種。
       
      4、鞍形填料
       
      包括弧鞍與矩鞍填料,均屬敞開型填料。
       
      敞開形填料的特點是表面全部散開,不分內外,液體在表面兩側均勻流動,表面利用率高,氣體流動阻力小,制造也方便。
       
      5、金屬Intalox環
       
      這類填料綜合了鮑爾環、鞍形填料及階梯環三者的點與一身,具有低壓降、高通量、液體分布性能好、傳質效率高及操作彈性大等點,且因為它采用薄的金屬板軋制,仍能保持住良好的機械強度。
       
       
      (二)規整填料
       
      1、柵格填料
       
       
      以條狀單元體經一定規則組合而成,其結構隨條狀單元體的形式和組合規則而變,具有多種結構形式。特點是比表面積較低,主要用于低壓降、大負荷、防堵的場合。
       
       
      波紋填料是一種整砌結構的新型高效填料,由于結構緊湊,具有很大的比表面積,且因氣體和液體均不斷重新分布,故傳質效率高,又因填料的規整排列,使流動阻力減小。
       
      波紋填料的缺點是不適于處理粘度大,易聚合或有沉淀物的物料。此外,填料的裝卸、清理也較困難,造價高。

      填料支撐裝置
       
      支承裝置是用來支承塔內填料及其所持有的液體重量,并使氣液順利通過的附件,故要有足夠的機械強度和自由截面積。
       
      1、柵板式支承裝置
       
      它由豎立的扁鋼條組成,為填料從柵板條間空隙漏下,在裝填料時,先在柵板上鋪上一層孔眼小于填料直徑的粗金屬絲網,或整砌一層大直徑的帶隔板的環形填料。
       
       
      2、氣體噴射式支承裝置
       
      在開孔板上裝有一定數量的升氣管,氣體由升氣管上升,而液體則通過板上的小孔流下,即氣、液分道而行,特別適合于高空隙率填料的支撐。
       
       
      三、液體分布器
       
      液體在填料塔內分布均勻,可以填料的潤濕表面積,以提高分離效果。因此,液體初次分布很重要,因而,液體分布器顯得尤為重要。
       
      一、噴灑型噴淋裝置
       
      排管式分布器
       
      環管式分布器
       
      二、溢流型噴淋裝置
       
      齒槽式分布器
       
      液體先經過主干齒槽向其下層各條形齒槽作一級分布,然后再向填料層上面分布。這種分布器自由截面積大,不易堵塞,多用于直徑較大的填料塔。

      三、沖擊型噴淋裝置
       
       
      彈濺式分布器
       
      四、液體再分布器
       
      液體在亂堆填料層內向下流動時,有偏向壁流的傾向。為將流到塔壁處的液體重新匯集后均勻噴灑,可在填料層內每隔一定高度設置液體再分布裝置。
       
       
      五、氣體分布裝置
       
      填料塔氣體進口的構形,應考慮液體倒灌外,更重要的是有利于氣體均勻地進人填料層。
       
      對于小塔常見的方式是將進氣管伸入塔截面中心位置,管端作成向下傾斜的切口或向下彎的喇叭口
       
      對于大塔,應采取其它更有效的措施,如采用氣體分布器。

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