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浅谈填料塔的结构、性能及安装注意点

浅谈填料塔的结构、性能及安装注意点
浅谈填料塔的结构、性能及安装注意点

浅谈填料塔的结构、性能及安装注意点

——南京市金陵石化烷基苯厂烷一平涛210046 关键字:填料塔安装注意点

引言

烷基苯联合装置400#的主要任务是:在催化剂氟化氢存在的条件下,使苯和

来自脱氢装置的C

10~C

13

直链烷烯烃混合物中的烯烃进行烷基化反应,生成直链

烷基苯。并经过脱苯、脱烷烃、烷基苯精馏等过程,制取高质量的洗涤剂用直链烷基苯。C-405与C-406作为其中最重要的一环,分别肩负着将烷烃(返回300#循环以及部分作为机泵的冲洗液)与烷基化物分离以及将烷基苯(主要产品)与重烷苯分离。这两个在整个联合装置内都处于比较重要的地位的塔,采用的却同样是填料塔的结构。

1.填料塔的主要内件

填料塔的主要内件主要由以下组成

1.1 填料

填料作为填料塔的重要组成部分,其作用相当

于板式塔中的塔盘,是塔中物料进行温度交换和

传质的主要场所。填料主要分为散装填料与规整

填料两种。

散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸

的颗粒体,一般以随机的方式堆积在塔内,又称

为乱堆填料或颗粒填料。散装填料根据结构特点

不同,又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。

规整填料是按一定的几何构形排列,整齐堆砌的填料。规整填料种类很多,根据其几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等。

1.2 液体分布器

液体分布器是保证传质顺利进

行的重要塔内件之一。分散相得到

良好的分散和液滴群沿塔截面均匀

分布是塔内传质过程得以顺利进行

的必要条件。

大中型填料塔塔顶回流分布器

在无脏堵情况下应优先选择带管式

预分布器的二级槽式液体分布器

(见图1),以便于安装、检修,且不

易形成液沫夹带。

槽盘式气液分布器(见图2)是一种重力式液体分布器,由于该分布器的喷淋孔开在升气管的中上部,重脏物沉于盘底,小孔以下的空间内可以贮存大量的重脏物;轻脏物浮在液层上面;液层中的小孔难以被堵塞。

管式液体分布器一般都属于压力型分布器,目前应用十分广泛,其优点在

于不仅适用于整砌填料,而且适用于乱堆填料。常用在液体负荷不太高,但要

求喷淋点数多且液体比较清

洁、无固体颗粒和要求安

装、拆卸方便的场合,它所

提供的气体道也比较大。

1.3 气体分布器

气体分布器主要承担将

塔底蒸出的气体通过升气管

均匀分布到上部的填料中,

并且收集液相的物料,通过

降液管将液相物料送入再沸

器槽中。

2.填料塔内件的安装注意事项

2.1 填料的安装

本装置内主要使用填料为规整填料BX500。其安装时主要要注意填料的洁净度、要相互错开90度安装填料、填料要捆好以免填料散开、填料压盖与填料支撑圈要紧固好,同时水平度也是填料安装的重要指标,水平度不好会造成气液偏流,起不到提纯或吸收效果。

因为塔体本身是有一定的椭圆度,那么塔径越大的塔的填料与塔壁的间隙则越大,在正常生产中便会产生沟流、偏流、壁流现象,影响填料塔内的传质效果,可以通过在填料外圈安装防壁流圈以改善这一状况(C-405、C-406的进料段就装有放壁流圈),这样做不仅有效改善了偏流、壁流的现象,也有一定的紧固填料,防止填料散架的效果。

2.2 二级槽式液体分布器的安装

C-405、C-406的回流段采用的都是这种二级槽式液体分布器。这种分布器在安装时比较重要的一项便是要注意其水平度,同时要注意根据每层的处理量的不同,其分布槽内的开孔大小是有区别的,检查时应当予以注意。其二级槽外的防冲挡板在安装时也要注意不能完全贴死在分布孔上,同时要能涵盖每一个分布孔。

2.3 槽盘式液体分布器的安装

C-405、C-406的提馏段主要采用的就是这种槽盘式气液分布器。其在安装时主要要注意槽盘与槽盘以及槽盘与支撑圈之间的密封程度以及支撑圈的完整性,密封程度的不好很容易造成物料的偏流或者壁流,通过做喷淋试验,按技术要求通入具有一定压力和流量的清洁水,要求喷淋装置在塔截面上分布均匀,喷孔不得堵塞,防止造成偏流与壁流现象,同样其安装的水平度也是重要的指标之一。

2.4 其他内件的安装

有集油槽和再沸器槽的填料塔安装时还要注意这两个的密封性,特别是集油槽,作为收集塔顶轻物料的内件,除了提供塔顶产品的功能外,还有着提供冷回流和热回流的作用,所以在安装后一定要做灌水试验以保障其密封性。在本装置内,C-405的塔顶集油槽还有着提供机泵冲洗液的作用,所以还设有20%报警,10%联锁。所以可见集油槽和再沸器槽的密封程度的重要性。

填料塔在安装时对于垂直度与椭圆度也有着一定的要求,这两项都是造成塔

内形成壁流或偏流的重要原因之一。

3.填料塔与板式塔的比较

板式塔是一类用于气液或液液系统的分级接触传质设备,由圆筒形塔体和按一定间距水平装置在塔内的若干塔板组成。常见的板式塔有浮阀塔、泡罩塔、筛板塔几种。

填料塔是塔设备的一种。塔内填充适当高度的填料,代替板式塔中塔盘,以增加两种流体间的接触表面。

板式塔和填料塔的主要操作情

况比较见右图。而我厂联合装置的

实际工况来看,C-405与C-406两塔

中,由于烷烃与烷基苯以及重烷苯

的沸点较高且比较接近,所以比较

合适用负压操作的方式将其分离,物

料中的易结垢、易堵塞物较少,处

理量较大,只有单股进料。而填料塔

在处理易起泡的物料、进料和侧线出

料少、压降小、适用于负压操作、新

型填料一般比塔盘的通量大、效率高

等特性,决定了这两个塔选用填料塔优于板式塔这一结果。

而装置内的另外两个塔C-202与C-301则是采用的复合式塔结构,他们均采用了上部规整填料,下部浮阀塔盘的结构,这主要是由于两塔工艺要求使得单一的塔结构不足以满足它的要求,它们的底部处理量大,而上部处理量小,而且对下部的物料分离要求低,上部的物料的分离精度要求较大,板式塔持液量大,汽液接触时间较长,压降大;填料塔特点分离效率高,压降小,持液量也小,低负荷条件下传质效率低,等特点决定了这两个塔使用这种复合式塔结构由于使用单一的塔结构。

4.小结

随着填料日新月异的发展,填料塔在化工装置内的也越来越普及。但是我们也注意到填料塔的安装时比板式塔更加严谨,除了要注意槽盘式液体分布器以及集油槽等部分的密封程度外,水平度是所有塔内件一致的要求,每一个塔内件的水平度不好,都有可能导致物料的偏流或壁流,从而影响整个填料塔的传质能力,所以在检修过程中,对于内件密封度和水平度的检查,实为重中之重,因此,在验收阶段的喷淋实验也是十分有必要的。

参考书目:

1.《大型填料塔技术及其工业应用》——胡晖,徐世民,李鑫钢——.天津大学化工学院

2.《金陵石化烷基苯厂烷基苯联合装置操作规程》——内部资料

3.《填料塔气液分布器优化设计规律》——赵汝文——天津天大天久科技股份有限公司

4.《石油化工设备维护检修规程》——中国石油化工集团公司

5.《填料塔中的液体分布器》——李学斌,李放,陈新,孙向明——葫芦岛锦化

工工程设计有限公司

填料塔计算部分

填料吸收塔设计任务书 一、设计题目 填料吸收塔设计 二、设计任务及操作条件 1、原料气处理量:5000m3/h。 2、原料气组成:98%空气+%的氨气。 3、操作温度:20℃。 4、氢氟酸回收率:98%。 5、操作压强:常压。 6、吸收剂:清水。 7、填料选择:拉西环。 三、设计内容 1.设计方案的确定及流程说明。 2.填料吸收塔的塔径,填料层的高度,填料层的压降的计算。 3.填料吸收塔的附属机构及辅助设备的选型与设计计算。 4.吸收塔的工艺流程图。 5.填料吸收塔的工艺条件图。

目录 第一章设计方案的简介 (4) 第一节塔设备的选型 (4) 第二节填料吸收塔方案的确定 (6) 第三节吸收剂的选择 (6) 第四节操作温度与压力的确定 (7) 第二章填料的类型与选择 (7) 第一节填料的类型 (7) 第二节填料的选择 (9) 第三章填料塔工艺尺寸 (10) 第一节基础物性数据 (10) 第二节物料衡算 (11) 第三节填料塔的工艺尺寸的计算 (12) 第四节填料层压降的计算 (16) 第四章辅助设备的设计与计算 (16) 第一节液体分布器的简要设计 (16) 第二节支承板的选用 (17) 第三节管子、泵及风机的选用 (18) 第五章塔体附件设计 (20) 第一节塔的支座 (20) 第二节其他附件 (20)

第一章设计方案的简介 第一节塔设备的选型 塔设备是化工、石油化工、生物化工制药等生产过程中广泛采用的气液传质设备。根据塔内气液接触构件的结构形式,可分为板式塔和填料塔两大类。 1、板式塔 板式塔为逐级接触式气液传质设备,是最常用的气液传质设备之一。传质机理如下所述:塔内液体依靠重力作用,由上层塔板的降液管流到下层塔板的受液盘,然后横向流过塔板,从另一侧的降液管流至下一层塔板。溢流堰的作用是使塔板上保持一定厚度的液层。气体则在压力差的推动下,自下而上穿过各层塔板的气体通道(泡罩、筛孔或浮阀等),分散成小股气流,鼓泡通过各层塔板的液层。在塔板上,气液两相密切接触,进行热量和质量的交换。在板式塔中,气液两相逐级接触,两相的组成沿塔高呈阶梯式变化,在正常操作下,液相为连续相,气相为分散相。 一般而论,板式塔的空塔速度较高,因而生产能力较大,塔板效率稳定,操作弹性大,且造价低,检修、清洗方便,故工业上应用较为广泛。 2、填料塔 填料塔是最常用的气液传质设备之一,它广泛应用于蒸馏、吸收、解吸、汽提、萃取、化学交换、洗涤和热交换等过程。几年来,由于填料塔研究工作已日益深入,填料结构的形式不断更新,填料性能也得到了迅速的提高。金属鞍环,改型鲍尔环及波纹填料等大通量、低压力降、高效率填料的开发,使大型填料塔不断地出现,并已推广到大型汽—液系统操作中,尤其是孔板波纹填料,由于具有较好的综合性能,使其不仅在大规模生产中被采用,且由于其在许多方面优于各种塔盘而越来越得到人们的重视,在某些领域中,有取代板式塔的趋势。近年来,在蒸馏和吸收领域中,最突出的变化是新型填料,特别是规整填料在大直径

填料塔结构示意图

填料塔结构示意图 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】

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。 填料的分类 填料的种类很多,根据装填方式的不同,可分为散装填料和规整填料。 1.散装填料 散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸的颗粒体,一般以随机的方式堆积在塔内,又称为乱堆填料或颗粒填料。散装填料根据结构特点不同,又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。现介绍几种较为典型的散装填料: 拉西环鲍尔环阶梯环弧鞍填料矩鞍填料金属环矩鞍填料球形填料 (1)拉西环填料于1914年由拉西(F. Rashching)发明,为外径与高度相等的圆环。拉西环填料的气液分布较差,传质效率低,阻力大,通量小,目前工业上已较少应用。 (2)鲍尔环填料是对拉西环的改进,在拉西环的侧壁上开出两排长方形的窗孔,被切开的环壁的一侧仍与壁面相连,另一侧向环内弯曲,形成内伸的舌叶,诸舌叶的侧边在环中心相搭。鲍尔环由于环壁开孔,大大提高了环内空间及环内表面的利用率,气流阻力小,液体分布均匀。与拉西环相比,鲍尔环的气体通量可增加50%以上,传质效率提高30%左右。鲍尔环是一种应用较广的填料。 (3)阶梯环填料是对鲍尔环的改进,与鲍尔环相比,阶梯环高度减少了一半并在一端增加了一个锥形翻边。由于高径比减少,使得气体绕填料外壁的平均路径大为缩短,减少了气体通过填料层的阻力。锥形翻边不仅增加了填料的机械强度,而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主,这样不但增加了填料间的空隙,同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点,可以促进液膜的表面更新,有利于传质效率的提高。阶梯环的综合性能优于鲍尔环,成为目前所使用的环形填料中最为优良的一种。

规整填料塔设计浅析

规整填料塔设计浅析 引言:规整填料,是一种在塔内按均匀几何图形排列、整齐堆砌的填料,具有较高的传质性能和生产能力。因此,规整填料塔的应用范围是越来越广泛,其设计的要求也越来越高。 1 规整填料塔的结构 填料塔由筒体、塔内件及填料构成。填料分为散装和规整填料两大类。塔内件有各种形式的液体分布装置、填料固定装置或填料压紧装置、填料支承装置、液体收集再分布装置与进料装置及气体分布装置等。筒体有整体式结构及法兰连接分段式结构。对于直径800mm 以上的大塔一般采用整体式结构,填料及所有塔内件从人孔送入塔内组装,如图1所示: 图1规整填料塔填料塔结构示意图 2 规整填料塔的特点 规整填料塔不仅结构简单,而且具有生产能力大(通量大)、分离效率高、持液量小、操作弹性大、压强降低等特点。通过填料材质的选择,可处理腐蚀性的物料。尤其对于压强降较低的真空精馏操作,更显示出其优越性。但是,规整填料塔的造价通常高于板式塔,对于含有悬浮物的料液、易聚合的物系则不适用,而且对于有侧线出料的场合等也不大适宜。

图2 规整填料 3 填料塔的设计 3.1 液泛气速计算 液泛是指逆流填料塔中气液两相交互作用达到一种特定流体力学现象。发生液泛时,持液量增加,气液鼓泡传质,气流脉动,液体被大量带出塔顶部,塔操作不稳定甚至被破坏。因此,填料塔只有在泛点气速以下才可能稳定地操作,但如果气速太低又会造成设备的浪费以及气、液体分布的不均匀。通常认为,液泛气速是填料塔逆流操作的极限气速,一般取操作气速为液泛气速的50%~80%[1]。规整填料塔设计的首要任务是根据填料类型,将其在操作条件下的泛点气速算出,再确定适宜的塔径和塔内实际操作气速下的填料层压降。 利用Bain-Haugen公式计算液泛气速在工业中使用非常广泛,而且参数少,易查找,计算精度较高,对规整填料非常适用。该公式是Bain-Haugen[2]修正Sherwood等提出的,修正后的公式为: 式中,L、G为液相、气相流率,kg/s;为液泛气速,m/s;为气相密度,kg/m3 ;为干填料因子,m-1;为液相、气相密度,kg/m3;为液相粘度,Pa?s。 根据各种填料的实验数据回归出的A、B 值,即可将该公式应用到不同的规整填料计算中3.2 塔径计算 塔径主要根据工艺条件的要求、生产的稳定性、生产的状态(连续、间歇)、以及塔的操作条件等参数确定,其设计是一个综合性的问题。塔内气速低,塔径就大,塔内的压降低;塔内气速高,塔径就小,塔内的压降就大,所以需要统筹考虑。 塔径计算方法主要有泛点算法、载点算法和FP-Cmax图法。FP-Cmax 图法是工业上普遍使用的用来计算规整填料塔塔径的方法,一般由填料生产厂家提供,所以计算结果准确性较高。利用该方法计算塔径时,首先计算出流动参数FP 值:

填料塔的结构及其工作原理

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。 填料的分类 填料的种类很多,根据装填方式的不同,可分为散装填料和规整填料。 1.散装填料 散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸的颗粒体,一般以随机的方式堆积在塔,又称为乱堆填料或颗粒填料。散装填料根据结构特点不同,又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。现介绍几种较为典型的散装填料: 拉西环鲍尔环阶梯环弧鞍填料矩鞍填料金属环矩鞍填料球形填料 (1)拉西环填料于1914年由拉西(F. Rashching)发明,为外径与高度相等的圆环。拉西环填料的气液分布较差,传质效率低,阻力大,通量小,目前工业上已较少应用。

化工设备填料塔结构

化工设备填料塔结构 10.2.1 填料塔的结构及其结构特性 1. 填料塔的结构 如图所示为填料塔的结构示意图,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(小直径塔一样不设气体分布装置)分布后,与液体呈逆流连续通过填料层的间隙,在填料表面上,气液两相紧密接触进行传质。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淌时,有逐步向塔壁集中的趋势,使得塔壁邻近的液流量逐步增大,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;不能直截了当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。 2. 填料特性的评判 (1)比表面积a (2)间隙率

塔内单位体积填料层具有的间隙体积,m 2/m 3。ε为一分数。ε值大则气体通过填料层的阻力小,故ε值以高为宜。 关于乱堆填料,当塔径D 与填料尺寸d 之比大于8时,因每个填料在塔内的方位是随机的,填料层的平均性较好,这时填料层可视为各向同性,填料层的间隙率ε确实是填料层内任一横截面的间隙截面分率。 当气体以一定流量过填料层时,按塔横截面积计的气速u 称为“空塔气速”(简称空速),而气体在填料层孔隙内流淌的真正气速为1u 。二者关系为:ε/1u u =。 (3)塔内单位体积具有的填料个数n 依照运算出的塔径与填料层高度,再依照所选填料的n 值,即可确定塔内需要的填料数量。一样要求塔径与填料尺寸之比8/>d D (此比值在8~15之间为宜),以便气、液分布平均。若8/

填料塔计算部分

二 基础物性参数的确定 1 液相物性数据 对于低浓度吸收过程,溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。由手册查得,2 气相物性参数 设计压力:101.3kPa ,温度:20C ? 氨气在水中的扩散系数:92621.7610/ 6.33610/L D cm s m h --=?=? 氨气在空气中的扩散系数: 查表得,氨气在0°C ,101.3kPa 在空气中的扩散系数为0.17 2/cm s , 根据关系式换算出20C ?时的空气中的扩散系数: 33 2 2 0002 2 293.150.171273.150.189/0.06804/V P T D D P T cm s m h ??????==?? ? ? ??????? == 混合气体的平均摩尔质量为 m i 0.05170.982929.27V i M y M ==?+?=∑ 混合气体的平均密度为 3 m 101.329.27 1.2178.314293.15 V V m P M kg m R T ρ?= = =? 混合气体的粘度可近似取空气的粘度,查手册得20C ?空气粘度为

51.81100.065()V Pa s kg m h μ-=??=? 3 气液相平衡数据 由手册查得,常压下20C ?时,氨气在水中的亨利系数 76.3a E kP = 相平衡常数 76.30.7532 101.3 E m P = == 溶解度系数 3 s 998.20.726076.318.02 L H km ol kPa m EM ρ= = =?? 4 物料衡算 进塔气相摩尔比 1= 11 0.050.05263110.05 y Y y = =-- 出塔气相摩尔比 3 21(1)0.05263(10.98) 1.05310 A Y Y ?-=-=-=? 混合气体流量 33 0.1013(273.1520) 16.10100.1013273.15V N Q Q m h ? ?+==?? 惰性气体摩尔流量 273.15(10.05)636.1622.4 273.1520 V Q V km ol h = ? -=+ 该吸收过程属低浓度吸收,平衡关系为直线,最小液气比可按下式计算: 1212 L Y Y V Y m X -??= ? -?? 对于纯溶剂吸收过程,进塔液相组成 20X = m in 0.052630.0010530.73810.052630.7532L V -?? == ? ?? 取操作液气比为 m in 1.4L L V V ?? = ??? 1.40.7381 1.0333L V =?= 1.0333636.16657.34L kmol h =?=

填料塔的基本特点

填料塔的基本特点 一、填料塔结构 填料塔是以塔内装有大量的填料为相间接触构件的气液传质设备。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。在填料的上方安装填料压板,以限制填料随上升气流的运动。液体从塔顶加入,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(小直径塔一般不设置)分布后,与液体呈逆流接触连续通过填料层空隙,在填料表面气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式的气液传质设备,正常操作状态下,气相为连续相,液相为分散相。 二、填料的类型及性能评价 填料是填料塔的核心构件,它提供了气液两相接触传质的相界面,是决定填料塔性能的主要因素。填料的种类很多,根据装填方式的不同,可分为散装填料和规整填料两大类。散装填料根据结构特点不同,分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料等;规整填料按其几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等,目前工业上使用最为广泛的是波纹填料,分为板波纹填料和网波纹填料; 填料的几何特性是评价填料性能的基本参数,主要包括比表面积、空隙率、填料因子等。1.比表面积:单位体积填料层的填料表面积,其值越大,所提供的气液传质面积越大,性能越优; 2.空隙率:单位体积填料层的空隙体积;空隙率越大,气体通过的能力大且压降低; 3.填料因子:填料的比表面积与空隙率三次方的比值,它表示填料的流体力学性能,其值越小,表面流体阻力越小。 三、填料塔设计基本步骤 1.根据给定的设计条件,合理地选择填料; 2.根据给定的设计任务,计算塔径、填料层高度等工艺尺寸; 3.计算填料层的压降; 4.进行填料塔的结构设计,结构设计包括塔体设计及塔内件设计两部分。 四、填料塔设计 1.填料的选择 填料应根据分离工艺要求进行选择,对填料的品种、规格和材质进行综合考虑。应尽量选用技术资料齐备,适用性能成熟的新型填料。对性能相近的填料,应根据它的特点进行技术经济评价,使所选用的填料既能满足生产要求,又能使设备的投资和操作费最低。 (1)填料种类的选择 填料的传质效率要高:传质效率即分离效率,一般以每个理论级当量填料层高度表示,即HETP值; 填料的通量要大:在同样的液体负荷下,在保证具有较高传质效率的前提下,应选择具有较高泛点气速或气相动能因子的填料; 填料层的压降要低:填料层压降越低,塔的动力消耗越低,操作费越小;对热敏性物系尤为重要; 填料抗污堵性能强,拆装、检修方便。 (2)填料规格的选择

填料塔计算部分 (2)

二基础物性参数的确定 由手册查得,常压下20C ?时,氨气在水中的亨利系数 相平衡常数 溶解度系数 4物料衡算 进塔气相摩尔比 出塔气相摩尔比 混合气体流量 惰性气体摩尔流量 该吸收过程属低浓度吸收,平衡关系为直线,最小液气比可按下式计算: 对于纯溶剂吸收过程,进塔液相组成

取操作液气比为 Eckert 通用关联图: 气体质量流量为 液体质量流量可近似按纯水的流量计算: Eckert 通用关联图的横坐标为 根据关联图对应坐标可得 由表2-4-1可知 F φ=2601m - 取0.80.8 2.360 1.888/F u u m s ==?=

由 1.737 D===m 圆整塔径(常用的标准塔径有400mm、500mm、600mm、800mm、1000mm、1200mm、1400mm、1600mm、 2000mm、2200mm等)本设计方案取D=2000mm。 泛点率校核: 因为填料塔的适宜空塔气速一般取泛点气速的50%-80%,泛点率值在允许范围内。 填料塔规格校核: 2000 808 25 D d ==>(在允许范围之内) 液体喷淋密度校核: max D 取8 h D =,则 计算得填料层高度为4000mm,故不需分段 5.3填料层压降计算 采用Eckert通用关联图计算 横坐标为 由表2-4-1得,1 176 P m φ- = 纵坐标为 查Eckert通用关联图,P ?/Z位于40g~50gPa/m范围内,取 P ?/Z=45g=441.45Pa/m

填料层压降为 ?=441.45?4.0=1765.80Pa P 6液体分布器的简要设计 6.1液体分布器的选型 本设计的吸收塔气液相负荷相差不大,无固体悬浮物和液体粘度不大,加上设计建议是优先选用槽 盘式分布器,所以本设计选用槽盘式分布器。 6.2分布点密度计算 按Eckert建议值,1200 m,由于该塔喷淋密度较小,设计区分喷淋D≥时,喷淋点密度为42点/2 点密度为90点/2 m。 槽宽度为

化工原理课程设计(规整填料塔)

填料精馏塔设计任务书 一、设计题目:填料塔设计 二、设计任务:苯-甲苯精馏塔设计 三、设计条件: 1、年处理含苯41%(质量分数,下同)的苯-甲苯混合液3万吨; 2、产品苯含量不低于96%; 3、残液中苯含量不高于1%; 4、操作条件: 填料塔的塔顶压力:4kPa(表压) 进料状态:自选 回流比:自选 加热蒸汽压力:101.33kPa(表压) 5、设备型式:规整填料塔 6、设备工作日:300天/年,24h连续运行 四、设计内容和要求 序号设计内容要求 1 工艺计算物料衡算、热量衡算、理论塔板数等 2 结构设计塔高、塔径、分布器、接口管的尺寸等 3 流体力学验算塔板负荷性能图 4 冷凝器的传热面积和冷却介质的 用量计算 5 再沸器的传热面积和加热介质的 用量计算 6 计算机辅助计算将数据输入计算机,绘制负荷性能图 7 编写设计说明书目录、设计任务书、设计计算及结果、流程图、参考资料等

目录 第1章流程的确定和说明 (3) 1.1加料方式 (3) 1.2进料状态 (3) 1.3冷凝方式 (3) 1.4回流方式 (3) 1.5加热方式 (3) 1.6加热器 (4) 第2章精馏塔设计计算 (5) 2.1操作条件和基础数据 (5) 2.1.1操作压力 (5) 2.1.2基础数据 (5) 2.2精馏塔工艺计算 (7) 2.2.1物料衡算 (7) 2.2.2热量衡算 (9) 2.2.3理论塔板数计算 (11) 2.3精馏塔的主要尺寸 (12) 2.3.1精馏塔设计的主要依据 (12) 2.3.2塔径设计计算 (15) 2.3.3填料层高度的计算 (16) 第3章附属设备及主要附件的选型计算 (17) 3.1冷凝器 (17) 3.1.1计算冷却水流量 (18) 3.1.2冷凝器的计算与选型 (18) 3.2再沸器 (18) 3.2.1间接加热蒸汽 (18) 3.2.2再沸器加热面积 (18) 3.3塔内其他结构 (19) 3.3.1接管的计算与选择 (19) 3.3.2液体分布器 (20) 3.3.3除沫器 (21) 3.3.4液体再分布器 (22) 3.3.5填料支撑板的选择 (22) 3.3.6塔底设计 (23) 3.3.7塔的顶部空间高度 (23) 第4章结束语 (24) 参考文献 (25)

填料塔的制造与安装

填料塔的制造与安装 shi21yong 总的来说,填料塔的制造与安装应按设计要求进行,不能一概而论。有些设计对制造、安装的某些误差精度要求较高,而另外一些设计对制造、安装的这些误差精度要求可能并不太高,误差稍大,并不影响塔的正常操作。静压孔流式液体分布器受安装水平度的影响,若设计液位只有50mm,对水平度的要求较高,否则会导致液体分布不均,水平度偏差10mm,两点液量相差11%;若设计液位200mm,水平度稍差,对液体分布不会有大的影响,水平度偏差10mm,两点液量相差只有2.5%。 制造与安装精度虽不可一概而论,某些精度也无标准可言,但仍有公认的误差精度可供参考。 1、填料塔的垂直度 由于塔节的对接、塔节与裙座的对接、塔的基础及热变形等因素的作用,塔不可能做到绝对垂直,因此使塔产生了垂直度偏差。 在填料塔填料层内,液体受重力的作用趋于垂直下流,因此若塔有倾斜,液体将优先流向倾斜的下一边塔壁,倾斜的上一边液流小,气体则优先流向倾斜的上一边塔壁,结果导致填料层内的气液分布不均,分离效率下降,许多研究者的实验证明了这一点。多数实验结果认为,每倾斜一度分离效

率下降5%~10%,规整填料由于塔倾斜而引起的效率下降较散装填料要小。规整填料的倾斜度应小于0.2°~0.5°。 填料塔静压液体分布器的水平度要求很高,应在塔安装就位后现场安装,以避免塔垂直度对分布器等水平度的影响。 塔的无规则小摇动,不会使塔效率有大的下降,较垂直塔的效率下降小于10%。塔的无规则摇动会使液体分布器分布性能下降,使液体分布器溢流,使塔的效率大幅度下降,使用管式分布器可避免此类事故发生。 很高的塔,由于风载的影响,塔顶摇动很大宜采用管式液体分布器。2、填料塔的椭圆度 一般认为,填料塔的椭圆度并不影响填料塔的性能,只是影响塔内件及填料的安装。散装填料的安装并不受塔椭圆度的影响。为了便于安装,规整填料塔的塔径误差需予以限制,常规规整填料塔推荐误差见下表。 3、塔填料的制造与安装 填料的开发、制造一般由填料制造厂完成,填料的性能数据也由制造厂提供,其质量也应由制造厂保证,这里不加赘述。 (1) 填料安装前的处理 ①填料的除油 新填料表面有一薄油层,这油层可能是金属填料在加工过程中采用润滑油润滑而形成的; 也可能是为了避免碳钢填料在运输和储存过程中被

填料塔结构设计

17.2填料塔结构设计 一、液体分布器 (喷林装置) 1、典型结构: (1)管式喷洒器 (2)莲蓬式喷洒器 (3)多孔直管分配器 (4)多孔盘管分配器 (5)溢流管式分配器 (6)筛孔盘式分配器 (7)槽式分配器 (8)排管式分配器 2、各结构特点 二、填料 自学 三、填料支承 1、支承要求 有足够的强度和刚度 而且有足够的自由截面 使支承处不发生液泛 2、类型 栅板 气体喷射式支承板 ???梁型钟罩型 四、液体再分配器 1.填料层的分段原因 P341 倒二行~~P 342 第一行 2.再分配器的作用: 收集上段填料层的液体,并使其在下段填料层重新均匀分布。 3.再分配器的类型 (1)分配锥 (2)边圈槽形分配器 (3)升气管式分配器 (4)斜板复合式分配器 五、除沫器 1.作用: 减少液体夹带,确保气体纯度,保证后续设备正常工作。 2.使用条件: 在空塔气速较大,塔顶溅液现象严重时,以及工艺过程不允许出塔气体夹带雾滴的情况下设置 3.除沫器的类型 (1)折板除沫器 (2)涤网除沫器 六、裙座结构 1.裙座的组成 座体、排净孔、基础环、筛板、盖板、人孔、管线引出孔、排气孔、保温支承圈 2.裙座与壳体的连接 (1)对接焊缝 座体外径与壳体外径相同 适用于一般情况下

(2)搭接焊缝 座体内径与壳体外径相同 由于受力较差对小塔或受力较小的情况下用 3.裙座的材料 采用普通碳钢考虑操作条件载荷封头材料等的因素取 七、管口结构及其他 1.进气管口 2.液体出口管 D大小取人、手孔倾斜安装 3.填料出口按N 4.其他结构同一般的容器相同 填料塔结构原理 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。 的塔身是一直立式圆筒(如上图所示), 塔身 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。

化工设备填料塔结构

10.2 填料塔 10.2.1 填料塔的结构及其结构特性 1. 填料塔的结构 如图所示为填料塔的结构示意图,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。 2. 填料特性的评价 (1)比表面积a 塔内单位体积填料层具有的填料表面积,m2/m3。填料比表面积的大小是气液传质比表面积大小的基础条件。须说明两点:第一,操作中有部分填料表面不被润湿,以致比表面积中只有某个分率的面积才是

浅谈填料塔的结构、性能及安装注意点

浅谈填料塔的结构、性能及安装注意点 ——南京市金陵石化烷基苯厂烷一平涛210046 关键字:填料塔安装注意点 引言 烷基苯联合装置400#的主要任务是:在催化剂氟化氢存在的条件下,使苯和 来自脱氢装置的C 10~C 13 直链烷烯烃混合物中的烯烃进行烷基化反应,生成直链 烷基苯。并经过脱苯、脱烷烃、烷基苯精馏等过程,制取高质量的洗涤剂用直链烷基苯。C-405与C-406作为其中最重要的一环,分别肩负着将烷烃(返回300#循环以及部分作为机泵的冲洗液)与烷基化物分离以及将烷基苯(主要产品)与重烷苯分离。这两个在整个联合装置内都处于比较重要的地位的塔,采用的却同样是填料塔的结构。 1.填料塔的主要内件 填料塔的主要内件主要由以下组成 1.1 填料 填料作为填料塔的重要组成部分,其作用相当 于板式塔中的塔盘,是塔中物料进行温度交换和 传质的主要场所。填料主要分为散装填料与规整 填料两种。 散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸 的颗粒体,一般以随机的方式堆积在塔内,又称 为乱堆填料或颗粒填料。散装填料根据结构特点 不同,又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。 规整填料是按一定的几何构形排列,整齐堆砌的填料。规整填料种类很多,根据其几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等。 1.2 液体分布器 液体分布器是保证传质顺利进 行的重要塔内件之一。分散相得到 良好的分散和液滴群沿塔截面均匀 分布是塔内传质过程得以顺利进行 的必要条件。 大中型填料塔塔顶回流分布器 在无脏堵情况下应优先选择带管式 预分布器的二级槽式液体分布器 (见图1),以便于安装、检修,且不 易形成液沫夹带。 槽盘式气液分布器(见图2)是一种重力式液体分布器,由于该分布器的喷淋孔开在升气管的中上部,重脏物沉于盘底,小孔以下的空间内可以贮存大量的重脏物;轻脏物浮在液层上面;液层中的小孔难以被堵塞。 管式液体分布器一般都属于压力型分布器,目前应用十分广泛,其优点在

填料塔各种填料

填料塔各种填料 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

各种填料 (1)拉西环填料于1914年由拉西(F. Rashching)发明,为外径与高度相等的圆环。拉西环填料的气液分布较差,传质效率低,阻力大,通量小,目前工业上已较少应用。 (2)鲍尔环填料是对拉西环的改进,在拉西环的侧壁上开出两排长方形的窗孔,被切开的环壁的一侧仍与壁面相连,另一侧向环内弯曲,形成内伸的舌叶,诸舌叶的侧边在环中心相搭。鲍尔环由于环壁开孔,大大提高了环内空间及环内表面的利用率,气流阻力小,液体分布均匀。与拉西环相比,鲍尔环的气体通量可增加50%以上,传质效率提高30%左右。鲍尔环是一种应用较广的填料。 (3)阶梯环填料是对鲍尔环的改进,与鲍尔环相比,阶梯环高度减少了一半并在一端增加了一个锥形翻边。由于高径比减少,使得气体绕填料外壁的平

均路径大为缩短,减少了气体通过填料层的阻力。锥形翻边不仅增加了填料的机械强度,而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主,这样不但增加了填料间的空隙,同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点,可以促进液膜的表面更新,有利于传质效率的提高。阶梯环的综合性能优于鲍尔环,成为目前所使用的环形填料中最为优良的一种。 (4)弧鞍填料属鞍形填料的一种,其形状如同马鞍,一般采用瓷质材料制成。弧鞍填料的特点是表面全部敞开,不分内外,液体在表面两侧均匀流动,表面利用率高,流道呈弧形,流动阻力小。其缺点是易发生套叠,致使一部分填料表面被重合,使传质效率降低。弧鞍填料强度较差,容破碎,工业生产中应用不多。 (5)矩鞍填料将弧鞍填料两端的弧形面改为矩形面,且两面大小不等,即成为矩鞍填料。矩鞍填料堆积时不会套叠,液体分布较均匀。矩鞍填料一般采用瓷质材料制成,其性能优于拉西环。目前,国内绝大多数应用瓷拉西环的场

填料塔计算部分

填料塔计算部分 This manuscript was revised by the office on December 10, 2020.

二 基础物性参数的确定 1 液相物性数据 对于低浓度吸收过程,溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。由手册查得,2 气相物性参数 设计压力: ,温度:20C ? 氨气在水中的扩散系数:92621.7610/ 6.33610/L D cm s m h --=?=? 氨气在空气中的扩散系数: 查表得,氨气在0°C ,在空气中的扩散系数为 2/cm s , 根据关系式换算出20C ?时的空气中的扩散系数: 3 32 2 00022293.150.171273.150.189/0.06804/V P T D D P T cm s m h ?????? ==?? ? ? ??????? == 混合气体的平均摩尔质量为 m i 0.05170.982929.27V i M y M ==?+?=∑ 混合气体的平均密度为 3m 101.329.27 1.2178.314293.15 V Vm PM kg m RT ρ?===? 混合气体的粘度可近似取空气的粘度,查手册得20C ?空气粘度为 51.81100.065()V Pa s kg m h μ-=??=? 3 气液相平衡数据

由手册查得,常压下20C ?时,氨气在水中的亨利系数 76.3a E kP = 相平衡常数 76.30.7532101.3 E m P === 溶解度系数 3s 998.2 0.726076.318.02 L H kmol kPa m EM ρ= = =?? 4 物料衡算 进塔气相摩尔比 1= 110.05 0.05263110.05 y Y y ==-- 出塔气相摩尔比 321(1)0.05263(10.98) 1.05310A Y Y ?-=-=-=? 混合气体流量 330.1013(273.1520) 16.10100.1013273.15 V N Q Q m h ? ?+==?? 惰性气体摩尔流量 273.15(10.05)636.1622.4273.1520 V Q V kmol h =?-=+ 该吸收过程属低浓度吸收,平衡关系为直线,最小液气比可按下式计算: 1212 L Y Y V Y m X -??= ? -?? 对于纯溶剂吸收过程,进塔液相组成 20X = min 0.052630.0010530.73810.052630.7532L V -??== ??? 取操作液气比为 min 1.4L L V V ?? = ??? 1.40.7381 1.0333L V =?= 1.0333636.16657.34L kmol h =?= 1212()636.16(0.052630.001053) 0.0499657.34 V Y Y X X L -?-=+==

板式塔和填料塔对比

1.1.1.1填料塔与板式塔的比较 表8-2 精馏塔的主要类型及特点 类型板式塔填料塔 结构特点每层板上装配有不同型式的 气液接触元件或特殊结构, 如筛板、泡罩、浮阀等;塔 设置有多层塔板,进行气液 接触塔设置有多层整砌或乱堆的填料,如拉西环、鲍尔环、鞍型填料等散装填料,格栅、波纹板、脉冲等规整填料;填料为气液接触的基本元件 操作特点气液逆流逐级接触微分式接触,可采用逆流操作, 也可采用并流操作 设备性能空塔速度(亦即生产能力) 高,效率高且稳定;压降大, 液气比的适应围大,持液量 大,操作弹性小大尺寸空塔气速较大,小尺寸空塔气速较小;低压时分离效率高,高压时分离效率低,传统填料效率较低,新型乱堆及规整填料效率较高; 大尺寸压力降小,小尺寸压力降大; 要求液相喷淋量较大,持液量小,操作弹性大 (续表) 制造与维修直径在600mm以下的塔安装 困难,安装程序较简单,检 修清理容易,金属材料耗量 大新型填料制备复杂,造价高,检修清理困难,可采用非金属材料制造,但安装过程较为困难 适用场合处理量大,操作弹性大,带 有污垢的物料处理强腐蚀性,液气比大,真空操作要求压力降小的物料 1.1.1.2板式塔塔型选择一般原则: 选择时应考虑的因素有:物料性质、操作条件、塔设备性能及塔的制造、安装、运转、维修等。 1)下列情况优先选用填料塔: a.在分离程度要求高的情况下,因某些新型填料具有很高的传质效率,故可采用新型填料以降低塔的高度; b.对于热敏性物料的蒸馏分离,因新型填料的持液量较小,压降小,故可优先选择真空操作下的填料塔; c.具有腐蚀性的物料,可选用填料塔。因为填料塔可采用非金属材料,如瓷、

填料塔的结构及其工作原理

填料塔得结构及其工作原理 填料塔得作用就是起到吸收作用,就是化工、石油化工与炼油生产中最重要得设备之一。 以下讲一下填料塔得结构特点: 填料塔就是以塔内得填料作为气液两相间接触构件得传质设备。填料塔得塔身就是一直立式圆筒,底部装有填料支承板,填料以乱堆或整砌得方式放置在支承板上。填料得上方安装填料压板,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得空隙,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,有逐渐向塔壁集中得趋势,使得塔壁附近得液流量逐渐增大,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与液体再分布器两部分,上层填料流下得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得物料;对侧线进料与出料等复杂精馏不太适合等。 填料得分类 填料得种类很多,根据装填方式得不同,可分为散装填料与规整填料。 1.散装填料 散装填料就是一个个具有一定几何形状与尺寸得颗粒体,一般以随机得方式堆积在塔内,又称为乱堆填料或颗粒填料。散装填料根据结构特点不同,又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。现介绍几种较为典型得散装填料: 拉西环鲍尔环阶梯环弧鞍填料矩鞍填料金属环矩鞍填料球形填料 (1)拉西环填料于1914年由拉西(F、 Rashching)发明,为外径与高度相等得圆环。拉西环填料得气液分布较差,传质效率低,阻力大,通量小,目前工业上已较少应用。

规整填料精馏塔

规整填料精馏塔 1.概述 填料塔是石油、化工、轻工、制药以及原子能工业中广泛应用的化工分离设备,约有100多年的发展史。近年来,随着分离技术的发展,填料结构不断改进,出现了不少具有高通量、高效率、低压降的新型填料,诸如SULZER公司的MELLEPAK填料、GLITSCH公司的GEMPAK填料、KOCH公司的FLEXPAC填料。同时与之相适应的新型塔内件也应运而生,从而给填料塔的发展带来了新的生机。由于采用了效率高、放大效应小的填料,同时改进了液体分配器的结构,使得目前波纹填料塔最大直径已可达14m。 随着空分设备的大型化和无氢制氩技术的发展,采用微分接 触的高效填料塔势在必行。使用规整填料的空分装置与传统空分 装置相比,具有以下优点: ①压降低、能耗低、传质效果好; ②装置操作弹性高; ③容易提取高纯度氩; ④装置启动积液容易; ⑤适用于各种塔径,可通过使用高效填料缩小塔径和降低塔高。 常见的填料塔结构如图1和表1。它由外壳、塔填料、液体 分布器、液体收集器、支撑格栅、定位格栅、气体进口管、带防 涡器的液体出口管以及裙座组成。 表1 常见填料塔组件名称 图1 填料塔示意图

2.波纹填料的几何结构 板波纹填料通常按照塔径大小做成圆柱状填料盘,每盘填料由压成波纹状的薄片相错排列组装而成。 2.1波纹片结构[1] 图2为我厂生产的KBB-J-4.3Y 波纹填料元件——波纹片的结构图,其参数如下: 峰高(大波纹): h = 4.30mm 波距(大波纹): B 2= 7.20mm 板厚: δ = 0.15mm 齿顶角(大波纹): α = 66.20 倾角(大波纹): θ= 450 未注圆角(大波纹): R = 0.75mm 小波纹波高: 1h = 0.43mm 小波纹波距: 1B = 1.50mm 小波纹波距: 11 B = 0.50mm 小波纹波距: 12B = 1.00mm 小波纹圆角: 1R = 0.20mm 孔径: o φ= 3.92mm 开孔率: b = 10.83% 开孔倾角: 1 φ= 9.50 ±0.50 图2 孔板波纹片结构图 2.2几何特性参数计算 比表面积a 指每立方米填料层所具有的填料的总几何表面积,单位为m 2/m 3,KBB-J-4.3Y

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