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。
(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合,均已被瓷矩鞍填料所取代。
(6)金属环矩鞍填料环矩鞍填料(国外称为Intalox)是兼顾环形和鞍形结构特点而设计出的一种新型填料,该填料一般以金属材质制成,故又称为金属环矩鞍填料。
环矩鞍填料将环形填料和鞍形填料两者的优点集于一体,其综合性能优于鲍尔环和阶梯环,在散装填料中应用较多。
(7)球形填料一般采用塑料注塑而成,其结构有多种。
球形填料的特点是球体为空心,可以允许气体、液体从其内部通过。
由于球体结构的对称性,填料装填密度均匀,不易产生空穴和架桥,所以气液分散性能好。
球形填料一般只适用于某些特定的场合,工程上应用较少。
除上述几种较典型的散装填料外,近年来不断有构型独特的新型填料开发出来,如共轭环填料、海尔环填料、纳特环填料等。
工业上常用的散装填料的特性数据可查有关手册。
2.规整填料
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)格栅填料是以条状单元体经一定规则组合而成的,具有多种结构形式。
工业上应用最早的格栅填料为木格栅填料。
目前应用较为普遍的有格里奇格栅填料、网孔格栅填料、蜂窝格栅填料等,其中以格里奇格栅填料最具代表性。
格栅填料的比表面积较低,主要用于要求压降小、负荷大及防堵等场合。
(2)波纹填料目前工业上应用的规整填料绝大部分为波纹填料,它是由许多波纹薄板组成的圆盘状填料,波纹与塔轴的倾角有30°和45°两种,组装时相邻两波纹板反向靠叠。
各盘填料垂直装于塔内,相邻的两盘填料间交错90°排列。
波纹填料按结构可分为网波纹填料和板波纹填料两大类,其材质又有金属、塑料和陶瓷等之分。
金属丝网波纹填料是网波纹填料的主要形式,它是由金属丝网制成的。
金属丝网波纹填料的压降低,分离效率很高,特别适用于精密精馏及真空精馏装置,为难分离物系、热敏性物系的精馏提供了有效的手段。
尽管其造价高,但因其性能优良仍得到了广泛的应用。
金属板波纹填料是板波纹填料的一种主要形式。
该填料的波纹板片上冲压有许多
f5mm左右的小孔,可起到粗分配板片上的液体、加强横向混合的作用。
波纹板片上轧成细小沟纹,可起到细分配板片上的液体、增强表面润湿性能的作用。
金属孔板波纹填料强度高,耐腐蚀性强,特别适用于大直径塔及气液负荷较大的场合。
金属压延孔板波纹填料是另一种有代表性的板波纹填料。
它与金属孔板波纹填料的主要区别在于板片表面不是冲压孔,而是刺孔,用辗轧方式在板片上辗出很密的孔径为~小刺孔。
其分离能力类似于网波纹填料,但抗堵能力比网波纹填料强,并且价格便宜,应用较为广泛。
波纹填料的优点是结构紧凑,阻力小,传质效率高,处理能力大,比表面积大(常用的有125、150、250、350、500、700等几种)。
波纹填料的缺点是不适于处理粘度大、易聚合或有悬浮物的物料,且装卸、清理困难,造价高。
(3)脉冲填料是由带缩颈的中空棱柱形个体,按一定方式拼装而成的一种规整填料。
脉冲填料组装后,会形成带缩颈的多孔棱形通道,其纵面流道交替收缩和扩大,气液两相通过时产生强烈的湍动。
在缩颈段,气速最高,湍动剧烈,从而强化传质。
在扩大段,气速减到最小,实现两相的分离。
流道收缩、扩大的交替重复,实现了“脉冲”传质过程。
脉冲填料的特点是处理量大,压降小,是真空精馏的理想填料。
因其优良的液体分布性能使放大效应减少,故特别适用于大塔径的场合。
填料塔
精馏设计具有较高的实用价值。
在鞍的两侧各有一个直立的小翻边,增加了 填料强度;鞍形两端的下端为锯齿形边,增 加了堆积时填料间的接触点,同时,内部伸 叶片有利于液体在填料表面的分布,提高了 填料的传质性能。
其形状介于鞍环之间,侧壁开孔,环背部开 有凸缘加强筋,在筋的两侧有与鞍反方向的
两个半圆环,且一大一小,在鞍的侧面各有
一个翻边,加强筋和翻边增加了填料的刚性, 而不同直径的半环,避免了填料堆积时的重
叠,有利于填料在液体层内的横向扩散,提
高了填料的表面利用率。
此填料具有环形和鞍形填料的优点,采用了 共轭曲线肋片的结构,填料间或填料 与塔壁间均为点接触,不会产生重叠,空隙 均匀、阻力小,乱堆时取定向排列, 故具有了规整填料的特点,得出较好的流体
断,为一内弯的弧形筋片。这种结构,促进
了液滴群的分散、汇合以及再分散的循环过 程,有效降低了填料层的轴向返混,使得液 液两相的传质效率得到提高
在结构上属于开孔环、鞍环,既包含了环形 矩鞍的结构,又融入了纳特环的构思,突破 一般填料的对称性的禁锢,有利于形成较为 均衡的床层。此填料在性能上优于环矩鞍, 且负载能力提高约 10%,压降减少,这对于 塔的节能改造、热敏性物系的分离以及真空
填料的开发和利用,仍然是沿着散装填料与规整填料,两个方 向进行的。
比表面积 填料特性
散装填料 填料类型 规整填料
孔隙率
填料因子
填料种类的选择:填料种类的选择要考虑分离工艺的要求,通常考
虑以下几个方面: (1)传质效率要高 一般而言,规整填料的传质效率高于散装填料
(2)通量要大 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 (3)填料层的压降要低 (4)填料抗污堵性能强,拆装、检修方便
化工原理第五章(填料塔)
2013-7-14
(3)填料因子 【定义】比表面积a与空隙率所组成的复合量a/3。 ①干填料因子 填料未被液体润湿时的a/3称为干填 料因子,它反映了填料的几何特性; ②湿填料因子 填料被液体润湿后,填料表面覆盖了 一层液膜,空隙率变小,此时的a/ 3称为湿填料因 子,用φ表示。其单位为1/m。 湿填料因子反映了填料的流体力学性能,空隙率
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二、填料层内气液两相的流体力学特性
填料塔的流体力学性能主要包括填料层的持液量、 填料层的压降、液泛等。 1、填料层的持液量 在一定操作条件下,由于液膜与填料表面的摩擦
以及液膜与上升气体的摩擦,有部分液体停留在填
料表面及其缝隙中。
【定义】单位体积填料层内所积存的液体体积,以
(m3液体)/(m3填料)表示。
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6、填料的性能评价 【评价依据】填料性能的优劣通常根据效率、通量 及压降三要素衡量。 (1)效率要高。在相同的操作条件下,填料的比表 面积越大,气液分布越均匀,表面的润湿性能越好 ,则传质效率越高; (2)通量(处理量)要大,压降要小。填料的空隙 率越大,结构越开敞,则通量越大,压降亦越低。
(3)极大的增大了气液两相的传质速率。
【波纹填料的材料】碳钢、不锈钢、铝、陶瓷、玻
璃钢及纸浸树脂等。
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【波纹填料的优点】波纹填料与板式塔、散堆填料 相比,具有以下优异的性能: (1)流通量大。新塔设计可缩小直径,老塔改造可 大幅度增加处理量; (2)分离效率高,较散堆填料有大得多的比表面积;
)更加连续,可使气体向上流动时主要沿弧形通道
流动。
【性能特点】空隙率大,压降和传质单元高度低,
泛点高、汽液接触充分、比重小、传质效率高、通
化工原理5.6 填料塔
选择气体输
送设备
设计填料塔
的塔径
5.6
5.6.4
填料塔
填料塔的附件
5.6.4.1 支承板
(1)支承板是用以支撑填料和塔内持液的部件。
(2)基本条件:
① 足够的机械强度
② 支承板的自由截面积不应小于填料层的自由截面积,以免气液在通过支承板时
流动阻力过大,在支承板处首先发生液泛。
,1
L ,1
B
Τ
2
2′
பைடு நூலகம்2
∗ =
A
2′ 2
1′
1
X
5.6
填料塔
【例5-12】 填料塔逆流吸收,2 降低,其余操作条件不变,2 、1 、吸收操作线如何
变化?
解:
Y
′
(1) 和S 的变化情况:
Y1
=
/
1
=
=
+
1
Ω
率的三次方之比。
② 特点:反映气体通过湿填料时的流动特性。当流体流过填料时,填料实际空
隙率变小,填料的实际比表面积也发生变化。
5.6
5.6.2.2
填料塔
填料的类型
(1)按装填方式来分——乱堆填料和整砌填料
(2)按使用效率来分——普通填料和高效填料
(3)按结构类型来分——实体填料和网体填料
(4)常见的填料:
(2)逆流操作与并流操作平均吸收推动力的比。(1.83倍)
5.6
填料塔
(2)吸收剂的流量 L
若填料塔的入口条件 , , 一定,吸收剂流量 ↑,即Τ ↑ ,则吸收操作
化工原理下册第三章-填料塔-本科
四、液体收集及再分布装置
斜板式液体收集器
51
第3章 蒸馏和吸收塔设备
3.2 填料塔 3.2.5 填料塔的设计
52
一、填料的选择
1.填料类型的选择 填料类型的选择考虑因素: ①填料的传质效率要高; ②填料的通量要大; ③填料的压降要低; ④填料抗污堵性能强; ⑤填料便于拆装、检修。
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一、填料的选择
一、填料的类型
海尔环填料
12
花环填料
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一、填料的类型
•纳特环填料是一种形似环型 与鞍型填料,这种填料才用 薄板冲压制成侧壁开孔的环 鞍型填料。在鞍的背部有一 个开着数个圆孔的凸缘加强 筋,在筋的两侧有两个与鞍 反向的半圆环,半圆环的直 径一个大,一个小。直径不 同,可避免填料堆积时套叠, 形成均匀开敞的填料层。
42
三、液体分布装置
液体分布装置作用是将进塔液体均匀分布,以 喷洒在填料层的上方。
喷头式 盘式 液体分布 装置类型 管式√ 槽式√
槽盘式 √
43
三、液体分布装置
喷头式液体分布器
44
三、液体分布装置
盘式液体分布器
45
管式液体分布器
46
三、液体分布装置
槽式液体分布器
47
三、液体分布装置
槽盘式液体分布器
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二、填料的性能及其评价
(2)空隙率 单位体积填料层的空隙体积称为空隙率,以 表示,其单位为 m3/m3,或以%表示。 分析
~ 流动阻力 ~ 塔压降 ~ 生产能力 ~ 流动阻力 ~ 传质效率
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二、填料的性能及其评价
(3)填料因子 填料的比表面积与空隙率三次方的比值称为填 料因子,以 表示,其单位为1/m。
填料料塔的结构
填料塔一、填料塔的结构特点【图片3-10】填料塔的结构示意图图片3-10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。
二、填料的类型填料的种类很多,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。
【图片3-11】几种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,如图片拉西环所示。
填料塔PPT课件
现象,容易产生沟流。
强度差,易破碎。应用
较少。
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❖ ⑤矩鞍型(intolox
saddle):矩鞍形填料
结构不对称,堆积时
不重叠,均匀性更高。
该填料气流阻力小,
处理能ห้องสมุดไป่ตู้大,性能虽
不如鲍尔环好,但构
造简单,是一种性能
优良的填料。
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❖ ⑥环矩鞍(Intalox):兼具 环型、鞍型填料的优点。 敞开的侧壁有利于气体 和液体通过,减少了填 料层内滞液死区。填料 层内流体孔道增多,使 气液分布更加均匀,传 质效率得以提高。
❖ 一般采用金属材质,机 械强度高。
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❖ ⑦球型:球体为空心,气体和液体从其内 部经过。由于球体结构的对称性,填料装 填密度均匀,不易产生空穴和架桥,故气 液分散性能好。
❖ 常采用塑料材质。一般用于特定场合,工 程上应用较少。
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❖ ⑧格栅填料:以条状单 元体经一定规则组合而 成,其结构随条状单元 体的形式和组合规则而 变,具有多种结构形式。 特点是比表面积较低, 主要用于低压降、大负 荷、防堵的场合。
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❖ 与同样尺寸的拉西环相比,鲍尔环的气液通 量可提高50%,而压降仅为其一半,分离效 果也得到提高。其改进为阶梯形鲍尔环,圆 筒部分的一端制成喇叭口形状。这样填料间 呈现点接触,床层均匀且空隙率大,与鲍尔 环相比气体阻力减少25%,生产能力提高 10%。
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❖ ③阶梯环:鲍尔环基础上改 造得出的。环壁上开有窗孔, 其高度为直径的一半。由于 高径比的减少,使得气体绕 填料外壁的平均路径大为缩 短,减少了阻力。
6
❖ 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。
化工原理下册第三章-填料塔-本科
二、填料的性能及其评价
(2)空隙率 单位体积填料层的空隙体积称为空隙率,以 表示,其单位为 m3/m3,或以%表示。 分析
~ 流动阻力 ~ 塔压降 ~ 生产能力 ~ 流动阻力 ~ 传质效率
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二、填料的性能及其评价
(3)填料因子 填料的比表面积与空隙率三次方的比值称为填 料因子,以 表示,其单位为1/m。
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二、填料塔工艺尺寸的计算
2.填料层高度的计算 (1)传质单元高度法
Z H OG NOG
(2)等板高度法
Z NT HETP
注意问题: ①填料层的分段; ②设计填料层高度 Z 1.3 ~ 1.5 Z。
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三、填料层压降的计算
1.散装填料压降的计算
计算方法:由埃克特通用关联图计算。 2.规整填料压降的计算 计算方法: ①由压降关联式计算; ②由实验曲线计算。
2.填料规格的选择 (1)散装填料规格的选择 散装填料常用的规格(公称直径)有 DN16 DN25 DN38 DN50 DN76 填料规格
~ 传质效率 ~ 填料层压降
填料 公称 直径
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选择原则:D/d ≥ 8
塔 径
一、填料的选择
(2)规整填料规格的选择 规整填料常用的规格(比表面积)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,通量减少,填料费用 也明显增加。故选用时,应从分离要求、通量要 求、场地条件、物料性质以及设备投资、操作费 用等方面综合考虑。
经验值
39
第3章 蒸馏和吸收塔设备
3.2 填料塔 3.2.4 填料塔的内件
40
一、填料支承装置
填料塔设计讲解
要使填料塔内气液两相有良好的接触, 填料就必需充分润湿,优良的液体分布 装置十分重要,必要时设置液体再分布 装置。
填料
填料特性和常用类型
比表面积a: m2 /m3 表征填料可供润湿的传质面积的大小。同种填料,尺
寸愈小,比表面积愈大,价格愈高。
填料塔的结构
填料塔的结构 填料:气液传质的基本
单元。填料不仅提供了 气液两相的传质表面, 而且促使气液两相分散, 并使液膜不断更新。 液体分布装置:将进塔 液体均匀的喷洒在整个 塔截面上,在填料表面 上呈膜状流下。
填料塔
支承装置:支承填料兼做气体分布装置。 空隙率不应小于床层空隙率。
规整填料取决于初始分布。塔径愈大,初始分布要求 愈高;同一塔,液量愈大,特征分布愈均匀。特征分 布----经过足够的填料高度使液体分布充分发展,充分 发展的液体分布即为特征分布。向下液流外流至壁面 并沿壁流下形成壁流,称为壁流现象。如塔径与填料 直径(D/d)小于8,壁流现象显著。工业要求 D/d>30.
2.气速达到泛点以后,两相交互作用恶性 发展,液体难以下流,气体变为分散相 以气泡形式穿过液层,形成液泛。液泛 特征为噪音很大,压降剧增。仍可操作, 但传质效果极差。
3. 填料塔操作气速应在载点和泛点之间。
填料塔的传质Biblioteka 影响泛点气速的因素:1.填料因子a/ 还与填料形状有关。填料因子小表明所允许的 泛点气速高。2.流体的物性:液体密度愈大, 泛点气速愈高;气体密度、液体粘度愈大、摩 擦阻力愈大。3.液气比愈大,泛点气速愈小。
乱堆填料具有液体自分布能力;规 整填料取决于初始分布。
干装填料空隙率较小,湿装填料空 隙率较大。
填料塔
填料塔一、填料塔的概念及示意图填料塔是以塔内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(如上图所示),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。
二、填料塔的特点优点:生产能力大。
填料塔内件开孔率大,空隙率大,液泛点高。
分离效率高填料每米论级远大于板式塔,尤其在减压及常压条件下。
压降小。
空隙率高,阻力小。
持液量小、操作弹性大缺点: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。
三、填料的类型及性能评价1 填料(packings)的类型1).分类按填料形状分:网体填料、体填料按填料的装填方式分:散装填料、整填料按材质分:金属填料、料填料、瓷填料、墨填料2).常用的几种填料①拉西环(Rasching ring) :拉西环是工业上最早使用的一种填料,为外径与高度相等的圆环,通常由陶瓷或金属材料制成。
拉西环结构简单,制造容易,但堆积时相邻环间易形成线接触,填料层的均匀性差,因而存在严重的向壁偏流和沟流现象,致使传质效率低。
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(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。
