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填料塔计算和设计说明

来源:爱博手机登录    发布时间:2025-08-03 19:14:40

  计算时,先从手册或图表中查出填料在操作条件下的F因子,然后依据上式即可计算出操作空塔气速u。

  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重要的因素。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。散装填料依照结构特点不同,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;

  填料应根据分离工艺技术要求进行选择,对填料的品种、规格和材质做综合考虑。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规格要求,又能使设备的投资和操作费最低。

  金属填料通过大、气阻小,具备极高的抗冲击性能,能在高温、高压、高冲击强度下使用,应用围最为广泛。

  (c)塑料填料最重要的包含聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)及聚氯乙烯(PVC),国一般多采用聚丙烯材质。

  塑料填料质轻、价廉,拥有非常良好的韧性,耐冲击、不易碎,抵抗腐蚀能力较好,可长期在100℃以下使用;它的通量大、压降低,多用于吸收、解析、萃取、除尘等装置中;塑料填料的缺点是表面润湿性能差,需对其表明上进行处理。

  (a)散装填料规格的选择:工业塔常用的散装填料主要有DN16、DN25、DN38、DN50、DN76等;同类填料,尺寸越小,分离效率越高,但阻力增加,通量减少,填料费用也增加很多;而大尺寸的填料应用于小直径塔中,又会产生液体分布不良及严重的壁流,使塔的分离效率降低。因此,对塔径与填料尺寸的比值要有一定限制,一般塔径与填料公称直径的比值D/d应大于8。

  对于同一座填料塔,能选用不一样、不一样的规格的填料,也可以同时使用散装填料和规整填料。

  (a)瓷填料瓷填料具有非常好的耐腐的能力,可在低温、高温下工作,具有一定的抗冲击性但不宜在高冲击强度下使用,质脆、易碎是瓷填料的最大缺点。瓷填料价格实惠公道、具有非常好的表面润湿性能,在气体吸收、气体洗涤、液体萃取等过程中应用较为普遍。

  第一,物系的发泡情况,对于易起泡沫的物系,泛点率应取低限值,而无泡沫的物系,可取较高的泛点率;

  第二,填料塔的操作压力,对于加压操作的塔,应取较低的泛点率,对于减压操作的塔,应取较高的泛点率。

  填料塔是以塔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。

  采用气相负荷因子计算操作空塔气速,先计算出最大气相负荷因子Cs,max,然后依据Cs=0.8Cs,max计算出Cs。

  (1)塔径的计算:采用下式进行计算,其核心问题是确定空塔气速u。空塔气速建议值为0.2~1m/s。

  泛点气速法:泛点气速是填料塔操作气速的上限,填料塔的操作空塔气速必须小于泛点气速,操作空塔气速与泛点气速之比称为泛点率。

  (b)金属填料金属填料可用多种材质制成,金属材质的选择主要是依据物系的腐蚀性及金属材质抵抗腐蚀能力来综合考虑。

  碳钢填料造价低,且拥有非常良好的表面润湿性能,对于无腐蚀性或低腐蚀性物系有限考虑使用;

  不锈钢填料抵抗腐蚀能力强,一般能耐Cl-以外常见物系的腐蚀,但其造价较高,且表面润湿性能较差;有时需要对其表明上进行处理,才能取得良好的使用效果。

  (b)规整填料规格的选择:国习惯用比表面积表示规整填料的型号和规格,主要有125、150、250、350、500、700;同种类型的规整填料,其比表面积越大,传质效率越高,但阻力增加,通量减小,填料费用也显著增加。选用时应从分离要求、通量要求、场地条件、物料性质及设备投资、操作费用等方面考虑,使所选填料既能满足技术方面的要求,又具有经济合理性。

  填料的几何特性是评价填料性能的基本信息参数,最重要的包含比表面积、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Hale Waihona Puke Baidu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。

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