填料塔液体分布器的设计与应用

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填料塔的原理及结构,一看就懂!

填料塔的原理及结构,一看就懂!

填料塔的原理及结构,一看就懂!来自:煤化工知库填料塔(Packing Column)是塔设备的一种。

塔内填充适当高度的填料,以增加两种流体间的接触表面。

例如应用于气体吸收时,液体由塔的上部通过分布器进入,沿填料表面下降。

气体则由塔的下部通过填料孔隙逆流而上,与液体密切接触而相互作用。

结构较简单,检修较方便。

广泛应用于气体吸收、蒸馏、萃取等操作。

1填料塔的结构◆填料层:提供气液接触的场所。

◆液体分布器:均匀分布液体,以避免发生沟流现象。

◆液体再分布器:避免壁流现象发生。

◆支撑板:支撑填料层,使气体均匀分布。

◆除沫器:防止塔顶气体出口处夹带液体。

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。

2填料塔的附件填料塔的附件有填料支撑装置、液体分布装置、液体再分布器、除沫装置、填料压紧装置这五种。

⑴填料支撑装置主要用途是支撑塔内的填料,同时又能保证气液两相顺利通过。

若设计不当,填料塔的液泛可能首先在填料支撑装置上发生。

对填料支撑装置的要求:◆对于普通填料,支撑装置的自由截面积应不低于全塔面积的50%,并且要大于填料层的自由截面积;◆具有足够的机械强度、刚度;◆结构要合理,利于气液两相均匀分布,阻力小,便于拆装。

⑵液体分布装置液体在填料塔内均匀分布,可以增大填料的润湿表面积。

以提高分离效率,因此液体的初始分布十分重要。

常用的液体分布装置有:莲蓬式、盘式、齿槽式及多孔环管式分布器等。

液体分布器的性能主要由分布器的布液点密度(即单位面积上的布液点数),各布液点均匀性,各布液点上液相组成的均匀性决定,设计液体分布器主要是决定这些参数的结构尺寸。

对液体分布器的选型和设计,一般要求:液体分布要均匀;自由截面率要大;操作弹性大;不易堵塞,不易引起雾沫夹带及起泡等;可用多种材料制作,且操作安装方便,容易调整水平。

填料塔内液相分布的优化设计及对水煤气二氧化碳吸收效率的影响

填料塔内液相分布的优化设计及对水煤气二氧化碳吸收效率的影响

填料塔内液相分布的优化设计及对水煤气二氧化碳吸收效率的影响填料塔是一种常用于气体液滴互相接触以实现质量传递的设备。

在填料塔内,液相分布的均匀性对吸收过程的效率具有重要影响。

本文将探讨填料塔内液相分布的优化设计以及它对水煤气二氧化碳吸收效率的影响。

首先,液相分布的均匀性对于吸收效率的影响是显著的。

如果液相分布不均匀,会导致填料塔内某些区域的吸收效果下降,从而降低整体的吸收效率。

因此,优化液相分布的设计是提高吸收效率的关键。

在优化设计中,需要考虑以下几个因素:1. 塔底分布器的设计:塔底分布器是在填料床上分布液相的关键组件。

其设计应考虑到液相均匀分布的要求。

分布器的结构和孔距要能确保液相在整个填料层上得到均匀分布。

2. 填料类型和形状的选择:填料类型和形状对液相分布有重要影响。

选择适当的填料类型和形状可以提供更大的表面积,促进气液接触,有利于液相的均匀分布。

3. 液相进料方式:液相进料方式也会影响液相在填料床内的分布。

采用适当的液相进料方式可以保证液相在塔内得到良好的分布。

另外,优化设计的目标应当是最大化填料塔的吸收效率。

通过优化液相分布,可以实现如下几个方面的效果:1. 提高吸收效率:均匀的液相分布可以提高气液接触的效率,进而增强吸收过程中的二氧化碳传质速率。

这将有助于提高填料塔的吸收效率。

2. 减少压降:优化液相分布可以减少充分液相的厚度,从而减小气相通过填料塔时的压降。

这将有助于降低能源消耗,提高吸收系统的经济性。

3. 避免分布不均引起的问题:优化液相分布可以避免填料塔内某些区域的液相负荷过大或过小,从而降低填料塔内的传质效率差异。

这会导致二氧化碳吸收效果的不稳定性或不理想性。

综上所述,填料塔内液相分布的优化设计对于水煤气二氧化碳吸收效率具有重要的影响。

优化液相分布可以提高吸收效率、减少压降,并避免不均匀分布引起的问题。

在设计填料塔时,应考虑塔底分布器的设计、填料类型和形状的选择以及液相进料方式等因素,以实现液相均匀分布的目标。

大型填料塔的设计及应用分析

大型填料塔的设计及应用分析

大型填料塔的设计及应用分析随着我国经济发展进程的加快,大型化工塔器也是将来发展的必然形式,目前我国中运用的大部分大型塔器都是向国外公司购买内件,茂名石化8400润滑油减压塔是我国人员自行设计,设备均为国产化的填料塔,在茂名石化8400润滑油减压塔的投产成功,是我国大型填料塔发展的重要标志。

大型填料塔在设计方面的困难在于怎么解决放大效应的情况,要想解决这个问题最起码需要高新综合技术,其中包括先进的理论、强化设备、优化工艺、制造精良等,在各个环节都需要严格的把控避免出现失误影响整体效果。

标签:大型填料塔;大型塔器设计;应用效果我国大型填料塔设计方面,工艺模拟计算相比国外的差距越来越小,以填料塔的内部构件举例来说,我国填料塔的内部构件相比国外水平近乎一致,甚至已经有赶超国外水平的趋势。

为了促进我国填料塔国产化的进程,天津大学也推出了高新技术产品,其中包括组合液体分布器、槽盘式气液分布器、托槽式液体分布器等。

高新技术产品的推出加快了我国大型填料塔国产化的进程。

1 关于我国大型塔新型填料的研制在我国70年代中期,由Sulzer公司推出了Mellapak填料,这种填料的成本较低,具有较高的工作效益,压降比较小且不易堵塞,从而在我国得到广泛的应用。

在这之后,大型塔新型填料的研制得到相关人员的重视,从而相继推出了新品种、高效的填料。

到我国经济发展高速的今天,Mellapak型金属孔板波纹填料的替代产品瑞士的Rombopak填料、德国的Raschig-Superpak填料、天津大学的Zupak填料、美国的Intalox填料相继出现。

1.1 瑞士的Rombopak填料Rombopak填料是瑞士的公司在1980年左右研发出来的垂直板网类填料,Rombopak填料的研发成功,给气液最佳流路设计规整填料提供了最佳方案。

见表1。

1.2 Raschig-Superpak填料此类填料是德国公司在英特派克、拉鲁派克填料的基础上研发出来的具有高性能的填料,Raschig-Superpak 300在比表面积相同的条件下相比传统填料,提高了通量,降低的压力降。

填料塔液体分布器的设计_续四_第五讲_液体再分布器_图文_百(精)

填料塔液体分布器的设计_续四_第五讲_液体再分布器_图文_百(精)

年第总期化工生产与技术 , 嗽翅期的选择特别适合在真空精馏中应用直径很大。

大于一 , 时无论选用哪一种液体分布器 , 构成再分布器因本身难以实现液体的良好混合都必须附加液体收集器 , 。

孔盘型液体再分布器设计要点应设置足够数量的升气管以利气体分布 , , 这对低压降填料层尤其必要数量太多不仅没型有必要而且还会阻碍液体在集液盘上的流动 , 今介扮, … ‟ 》‟ 和混合使液位升高形成过大的液面梯度直 , , 、汽丫一 , 至液体溢人升气管。

厂今介乡厂厂尸乃匀升气管可做成圆形方形矩形条形且上 , 、、、端均须加有盖帽度宜在尺。

方形矩形和条形造价较低 , 。

、 , 叮右产乃型从有利于流体分布讲矩形条形升气管的宽范围升气管必须合理排 , 列它们间要留有足够空间避免上升气速过 , 高雾沫夹带量过大和气流对塔壁的冲刷考虑 , 到气体能均匀地流进上层填料升气管和支承 , 板间至少要保持一一的距离最好扩大到 , , 当支承板下设支承梁时距离还要相一一图一 , 应增大型。

条形升气管的数目可参照表确定。

表塔径孔盘式液体再分布器条形升气管参数分布盘外径〕}内(勺廿亡“ 妇}』 ,『〕八比匕曰曰为【曰找月山只门勺〕巴〔沙斜板型液体收集器选用和设计要点升气管数户曰乃〕斗叹只曰心〕月除了收集器和小部分结构外液体再分布器的选用设计方法同液体分布器是类似的故、溯 , 前面有关液体分布器的讨论对再分布器同样适用本节仅介绍其特殊点 , 。

类型的选择对于直径小于 , 的小塔且再分。

布要求不高时可选用花型再分布器直径大于必须选其它型式其中直径不大于 , 再分布要求高时盘型是最好的选择因为 , 、、、。

对帽盖的设计不能吊以轻心否则会形同 , 它各项技术性能好占空间小结构相对简单 , , 虚设帽盖有多种型式平盖斜盖和槽形盖平 , 。

投资省槽型和管型再分布器它们均须由分布器和收集器相组合而成结构比较复杂本体高 , 、盖是不可取的它虽能挡液但不能阻止液体回 , 流人升气管改进措施是在平的主体周边加焊 , 度大占据许多塔内有效空间安装检修亦不 , , 宽度 , 的倾斜排液舌斜盖是常用的一 , 便但它具有优良的再分布性能压降很小斜 , 种它的周边均应向下倾斜且盖外缘应较升气管宽以利排液斜度可取 , 板型 , 便于中间加出料是大型填料塔理想, …〔, … 〕, , 也有・年第总期期化工生产与技术〕翅附大到面呈一的〔槽形盖用于长条形升气管上截 , 管的最小高度为项要求时可降低到 , 〔・… 〕, 倘若无此形或一形槽向两头短边倾斜排液 , , 、 , 〔〕。

填料塔液体分布器的设计及应用(文摘)

填料塔液体分布器的设计及应用(文摘)

[收稿日期]!""#$"%$#&[作者简介]蔡新国(#’(’$),男,河北迁安人,#’’#年毕业于河北轻化工学院,工程师,现从事化工工程设计工作。

填料塔液体分布器的设计及应用蔡新国(河北省迁安化工有限责任公司,河北迁安#())#!)[摘要]介绍了填料塔三种不同液体分布器的设计,经过几年的生产实践检验,均达到了设计期望值,对企业的高负荷生产起到了关键作用。

[关键词]填料塔;液体分布器;设计[中图分类号]*+"&,-&[文献标识码].[文章编号]#""($/’"((!""#)"($""!%$"!!概述我公司在#!"01/2合成氨、!""01/2尿素的扩产技术改造过程中,新增加了半水煤气常压脱硫塔,对变换气脱硫塔进行了技术改造,更新改造了净化34!吸收塔等填料塔,均由我公司承担设计任务。

在塔器溶液分布器的设计中,结合生产实际,灵活运用了溶液分布器设计的基本原则,在生产中收到了满意的效果。

本文对这些塔的液体分布器装置设计进行总结,以供同类型企业及相关行业改造设计时参考。

"填料塔液体分布器设计实例!5#半水煤气常压脱硫塔!5#5#设备规格!&!""667,!%("66,内装!/(667,%667!66聚丙烯阶梯环填料,共分三层,每层填料高&6,每层,%"66为整齐放置,上方乱堆。

!5#5!液体分布器型式压力排管式液体分布器(如图#所示)。

其主要尺寸:主管!)%"667#"66;支管!#,,667)5&66,共#(根,支管下方及与垂直方向成#&8角位置,交错开!#!66的降液孔!")"个,孔间距为!"66;主管下方与垂直方向夹角#&8、,"8、)&8开(排!#!66的降液孔#))"个。

填料塔气液分布器优化设计原则

填料塔气液分布器优化设计原则

填料塔气液分布器优化设计原则1. 填料塔气液分布器优化设计原则填料塔的气液分布器约几十种,它们随着填料塔技术的发展而发展。

在大中型填料塔中,多采用槽式、盘式、管式或喷嘴式。

迄今为止,国内外尚没有一个气液分布器优化设计指导原则,塔器硬件优化进程缓慢。

一是因为维护知识产权和保护经济利益,各公司一般不肯将其高水平的专利气液分布器公开;二是世界上还没有一个公认的权威单位牵头制定这样一个硬件优化模型。

经二十多年的研发、设计和应用,我们做了一点尝试性工作,现将“填料塔气液分布器优化设计原则”———“赵汝文模型”介绍给大家。

填料塔气液分布器优化设计原则塔顶回流槽优先,抗堵喷头或槽盘。

集液布流出侧线,首选槽盘是关键。

液位太低控制难,外流盘槽换槽盘。

集液布液无侧线,筛盘、槽盘任君选。

若遇循环取热段,首推盘槽、盘槽管。

小采下边设循环,新荐环槽共槽盘。

填料上面是塔盘,优选盘槽、盘槽管。

填料下面是塔盘,梁挂一盘挺圆满。

常规盘下穿流板,连创盘槽、盘槽管。

设计改造省空间,新连通槽摘桂冠。

闪蒸进料属高难,管式、槽式有麻烦。

气液初布加槽盘,各种进料包容全。

实践是检验真理的唯一标准,实践也会给该原则作出定论。

深信随着塔器技术的深入发展,该原则将会不断得到完善和发展,并造福于人类。

2. 填料塔气液分布器优化设计原则详解2.1 塔顶回流槽优先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,以便于安装、检修,不易形成液沫挟带。

其他形式的液体分布器都不太合适。

如筛孔盘式液体分布器和槽盘式气液分布器上下都需安装空间,所占总的空间高度相对较高,并需多开一个人孔;管式液体分布器布液的均匀性较差;喷嘴式液体分布器容易形成液沫挟带,如增设捕沫器会使设计复杂化。

2.2 抗堵喷嘴或槽盘当某段填料的液体分布器容易被脏物堵塞时,应优先选用螺旋喷嘴式液体分布器或者槽盘式气液分布器。

螺旋式喷嘴式液体分布器是压力式液体分布器,管内液体流速较高。

填料塔反应器结构、特点和适用范围

填料塔反应器结构、特点和适用范围

填料塔反应器结构、特点和适用范围填料塔反应器是一种常见的化工设备,广泛应用于催化反应、吸收分离、气体净化等工艺过程中。

它的结构特点和适用范围如下所述。

一、结构特点:1. 填料:填料塔反应器内部装有填料,填料的种类和形状不同,可以根据反应物质的性质和反应条件进行选择。

常见的填料有环状填料、球状填料、网状填料等。

填料的存在可以增加反应器的表面积,提高反应效率。

2. 反应器壳体:填料塔反应器通常由金属或非金属材料制成,具有耐高温、耐腐蚀的特性。

壳体内部通常有进料口、出料口、排气口等设备,方便反应物质的输入、产物的收集和废气的排放。

3. 分层结构:填料塔反应器内部通常采用分层结构,可以使反应物质在塔内均匀分布,增加反应效率。

分层结构可以采用板式结构或者隔板结构,使流体在塔内产生旋涡状流动,增加反应物质与填料的接触面积。

4. 冷却装置:填料塔反应器通常需要进行冷却处理,以控制反应的温度。

冷却装置可以采用内置冷却管或者外部冷却器,通过循环冷却剂来降低反应温度,确保反应的稳定进行。

二、特点:1. 高效:填料塔反应器可以通过增加填料的方式增加反应表面积,提高反应效率。

填料的存在可以使反应物质与催化剂充分接触,提高反应速率。

2. 灵活性:填料塔反应器的填料种类和形状可以根据不同的反应物质和反应条件进行选择,具有较大的灵活性。

可以适应不同的反应过程和催化剂要求。

3. 安全性:填料塔反应器通常具有较好的密封性能,可以有效地防止反应物质的外泄和废气的排放。

同时,填料塔反应器可以进行温度和压力的控制,确保反应的安全进行。

4. 经济性:填料塔反应器的结构简单,制造成本较低。

填料的存在可以提高反应效率,减少反应时间,降低能耗和生产成本。

三、适用范围:1. 催化反应:填料塔反应器广泛应用于各种催化反应过程中,如氨合成、氢化反应、裂解反应等。

填料的存在可以提高催化剂的利用率,提高反应速率。

2. 吸收分离:填料塔反应器可以用于气体吸收分离过程中,如酸气的吸收、有机物的吸附等。

填料塔设计

填料塔设计

1填料塔总体结构填料塔可用于吸收气体等。

填料塔的主要部件有:液体分布器、填料板或床层限位板、填料、填料支架、液体收集器、液体再分配器等。

2填料塔设计步骤(1)确定气液负荷、气液物性参数及特性,并根据工艺要求确定出气口的上述参数(2)填料的正确选择对塔的经济效益有重要影响。

对于给定的设计条件,有多种填料可供选择。

因此,有必要对各种填料进行综合比较,确定填料床层,以选择理想填料。

(3)塔径计算:根据填料特性数据、系统物理参数和液气比计算出排量速度,再乘以适当的系数,得到液体收集器设计的空塔气速,计算出塔径。

或直接利用经验得到的气体动能系数的设计值来计算塔径。

(4)填充层的总高度用传质单位高度法或等层高法计算。

(5)计算填料层的压降。

如果压降超过极限值,应调整填料的类型和尺寸或降低工作气体的速度,然后重复计算,直到满足条件为止。

(6)为了保证填料塔的预期性能,填料塔的其他内部部件(分配器、填料支架、再分配器、填料限位板等)必须具有适当的设计和结构。

结构设计包括塔身设计和塔内构件设计两部分。

填料塔的内部构件包括:液体分配装置、液体再分配装置、填料支承装置、填料压板或床层限位板等,这些内部构件的合理设计是保证其正常运行和预期性能的重要条件。

废气处理设备第六章小型吸收塔设计32参考33设计单位:武汉理工大学环境工程学院08环境工程去除工艺气体中更多有害成分,净化气体,并进一步处理或去除工业废气中的有害物质,以避免空气污染1.2吸收塔设备的应用是气液传质设备,广泛应用于炼油、化工、石山化工等行业的生产中。

根柱气液接触部分的结构可分为板式塔和填料塔。

根据气液接触方式的不同,吸收设备可分为水平接触和差动接触两种。

填料塔是一种差分接触气液传质设备。

塔内有一定数量的塔盘,气体以泡沫或喷雾形式通过塔盘上的液体层,进行物料输送和传热。

气相和液相组成逐渐变化,这是一个逐步接触逆流操作过程。

填料塔设有一定高度的填料层。

液体从塔顶向下流动到填料表面,气体逆流向上(也向下)与液相接触进行质量和传热。

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布器。
增加了流体 间的接触表面 , 使 其具有 了高效率 、 大通量 , 低压 降、 低持液量等优点 , 强化 了传质过 程 , 提高了塔 的生产 能力
和效率 , 在真空蒸馏 、 大气 量热 敏性物 系分 离和 节约能 源等
2 . 1 管 式分布 器
管式 分布器按结构 形状 可以分为排管 和环管两种 , 常用





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S H A N D O N G C H E M I C A L I N D U S T R Y
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2 0 1 5年第 4 4卷


l 化- / - 设计 i
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填 料 塔 液 体 分 布 器 的设 计 与 应 用
王 秋 英
De s i g ni ng a n d Ap p l i c a t i o n o f Li q u i d Di s t r i bu t o r o f Pa c ke d To we r
W a n g Q i u y i n g
( S h a n d o n g P r o v i n c e F a n g m i n g C h e m i c a l C o . , L t d ., D o n g m i n g o 5 6 5 0 0 , C h i n a )
良的新型塔填料相继 问世 , 8 0 年 代后期 和 9 o 年 代初期 出现
的分离效率高 、 压降 低等特 点 d的高 效新 型填料 , 以及 新型
塔 内件 的不 断 开 发 应 用 , 对填 料塔 的性能 有 了更 充分 的认
小, 设计 的工艺计算 比较 复杂 , 对进料条 件要求 比较苛刻 , 不
Ab s t r a c t : De s c i r b e s t h e c h a r a c t e i r s t i c s a n d c l a s s i i f c a t i o n o f i mp o r t a n c e f o l i q u i d d i s t r i b u t o r i n p a c k e d t o we r ,t h e d e s i n g s t a n d a r d f o r t h e d e t e r mi n a i t o n o f p r o c e s s p a r a me t e r s f o l i q u i d d i s t i r b u t o r i s na a l y z e d . Ke y wo r d s : p a c k e d t o w e r ;l i ui q d d i s t r i b u t o r ;d e s i g n ;印 p l i c a t i o n
Байду номын сангаас
的是排管 , 排管式分布器具有 以下优 点 : 气 体通道大 , 占地 空
间小 , 结构简单 、 加工方便 、 易 于支 撑。不足之处是允许的喷 淋密度不大 , 一般 控制 在 1 0 m ’ / ( m ・h ) 以下 , 操作 弹性 较
方面有其特有的优越性 … 。在 2 0世 纪 7 O年 代初期 , 性 能优
塔器作 为一种非标设备 , 专门为满 足某 种生产工艺要 求 而设计制造 , 在炼油 、 化工 、 医药等领域 中有广 泛的应用 。塔 器按结 构分为两大类 : 板 式塔 和填料塔 。而填料塔 中的填料
都有其独特 的优 点。液 体分 布器按 照不 同的分类 方法分 为
很多类别 , 下面根据结 构形 状分 类 , 介绍 几种传统 的液体 分
2 . 2 盘 式液体分 布器
盘式分布器是常用 的液 体分 布器 , 它是在底盘上开布液
孔 和升气管 , 经塔板填料缩流加速后 的高速气体从升气管提 拉上 升 , 而液体从分液孔 中流下 , 底盘 固定在塔 圈上 , 升气管
截 面 为 圆形 或 矩 形 , 其高度在 2 0 0 m m 以下 , 由物系性质和操
的填料 高度或增加塔板数才能得到 纠正 。在新 型填料塔 中, 液体的预分 布和再 分布都 十分 重要 , 生 产实践 表 明, 工业 生
变大 , 易受泵 压头的变化 及塔 操作 变化 的影 响 , 故分 布质量 较差 。这种分布器一般常用 于填料萃 取塔 中, 精馏塔一般不 适用这种分布器 。
允 许 物 料 中有 多 种 相 态 ( 不 允许 含 固体杂 质或夹 带气 ( 汽) 体等 ) , 需 要 采 取 措 施 防 止 介 质 对 孔 口的 腐 蚀 和 侵 蚀 使 孔 口
识, 使填料塔有 了更广泛工业应用 范围。
l 液体 分布器 的重 要性
在精馏 、 吸收 、 解析填 料塔 操作 中, 液体分布器都是重要 的塔内件 , 不 良的液 体初 始分 布将 导致填料塔 效率 的大 幅下 降, 当流体初始分布不均 匀 的情况严 重 时 , 需 要数倍 于塔径
( 山东方 明化工股份有限公司 , 山东 东 明 0 5 6 5 0 0 )
摘要 : 描述了填料塔 的液体分布器的重要性及分类特点 , 对液体分布器工艺参数 的设计标准确定进行 了分析。
关键词 : 填料塔 ; 液体分布器 ; 设计 ; 应用
中图分类号 : T Q o 5 3 . 5 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 8— 0 2 1 X( 2 0 1 5 ) 0 4—0 1 1 0—0 3
产 中出现的填料塔无 法满 足正常 生产 要求 的各种 问题很 多
都是由于相际接触面积得不到持续更 新造成 的 , 而直接 原因
就是分布器 的设计 不合 理 造成 的。特 别 对 于大直 径 、 多侧
线、 浅床层塔器 , 如果 出现液体分布 不 良的现 象 , 可 能使 填料 的性能大幅下降 , 最高会降低 5 0 %一 7 0 %。
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