甲醇精馏塔新型高效塔板及填料简介
甲醇精馏塔的设计及技术改造
甲醇精馏塔的设计及技术改造姓名：摘要：甲醇精馏塔是精馏工段中的关键设备，对产品的质量和产量的稳定性起着决定的作用。
精馏塔主要有2个作用，1将甲醇组分与水和重组分分离，得到精甲醇产品。
2将水分分离出来，并尽量降低其他有机杂质的含量，排出系统外。
本文将介绍塔器的产生、发展过程，塔器的几种类型，综合比较二塔跟三塔的各自优缺点，对甲醇精馏塔进行设计及改造，体现精馏技术在节能方面的意义，使甲醇的生产往节能高效的方向更加好的发展。
关键词：甲醇精馏塔、精馏塔、塔器1．塔器的简介塔器是在石油、化工、轻工等部门广泛应用的工艺设备，主要用来处理流体（气体或液体）之间的传热与传质，实现物料的净化和分离。
气-液之间的相际传质过程，如蒸馏、吸收、解吸、气提、增温等过程一般均在塔器中进行。
塔器的产生是与炼油、化工的发展相同步。
Cellier于1813年提出，最早的筛板塔产生于1832年，但只有进入20世纪，随着炼油工业的发展，才使塔器称为特有的一类传质设备而发展起来。
整个20世纪塔器技术得到不断发展和充实，塔器也始终保持了传质分离过程的首选设备。
自1904年起，填料塔用于原油蒸馏。
开始时，塔内充填碎瓦、砖块或石块作为“填料”，也有加设挡板来增进气液接触和传热、传质。
以后为提高气液接触的效果，产生了专门制作的填料，使填料塔得以更有效的应用。
1912年，筛板开始开始用于炼油工业。
1920泡罩塔引入炼油工业，此后在它们的基础上不断改进、创新，形成了各种不同型式的板式塔。
2．塔器的发展2.1塔器的发展与炼油、化学工业的发展密切相关，大致分为以下几个阶段：1）第二次世界大战结束前，炼油工业主要有泡罩塔，而无机化工（酸、碱工业）主要用直径较小的填料塔。
当时人们对筛板塔的认识是操作不稳定、弹性太小，只能用于分离要求不高的过程中，取其造价低、处理能力大的特点。
2）第二次世界大战后至20世纪50年代，随着人们对筛板塔的性能的研究和新了解，认为只要设计合理，筛板塔能够稳定操作，操作弹性也能满足要求，从而在生产中逐步推广使用。
甲醇—水分离过程填料精馏塔塔设计
课程设计题目：甲醇—水分离过程填料精馏塔塔设计1、设计简要1.1 设计任务及概述在抗生素类药物生产中，需要甲醇溶液洗涤晶体，洗涤过滤后产生废甲醇溶液，其组成为含甲醇50%、水50%（质量分数），另含有少量的药物固体微粒。
为使废甲醇溶液重复利用，拟建一套填料精馏塔，对废甲醇进行精馏，得到含水量≦0.3%（质量分数）的甲醇溶液。
设计要求废甲醇溶液处理量为日产3吨，塔底废水中甲醇含量≦0.5%（质量分数）。
操作条件：(1) 常压；(2) 拉西环，填料规格。
1.2 设计方案填料塔简介填料塔是提供气-液、液-液系统相接触的设备。
填料塔外壳一般是圆筒形，也可采用方形。
材质有木材、轻金属或强化塑料等。
填料塔的基本组成单元有：①：壳体（外壳可以是由金属（钢、合金或有色金属）、塑料、木材，或是以橡胶、塑料、砖为内层或衬里的复合材料制成。
虽然通入内层的管口、支承和砖的机械安装尺寸并不是决定设备尺寸的主要因素，但仍需要足够重视;②：填料（一节或多节，分布器和填料是填料塔性能的核心部分。
为了正确选择合适的填料，要了解填料的操作性能，同时还要研究各种形式填料的形状差异对操作性能的影响）；③：填料支承（填料支承可以由留有一定空隙的栅条组成，其作用是防止填料坠落；也可以通过专门的改进设计来引导气体和液体的流动。
塔的操作性能的好坏无疑会受填料支承的影响）;④：液体分布器（液体分布的好坏是影响填料塔操作效率的重要因素。
液体分布不良会降低填料的有效湿润面积，并促使液体形成沟流）；⑤：中间支承和再分布器（液体通过填料或沿塔壁流下一定的高度需要重新进行分布）；⑥：气液进出口。
塔的结构和装配的各种机械形式会影响到它的设计并反映到塔的操作性能上，应该力求在最低压降的条件下，采用各种办法提高流体之间的接触效率，并设法减少雾沫夹带或壁效应带来的效率损失。
与此同时，塔的设计必须符合由生产过程和塔的结构形式所决定的经济性原则。
1.3 填料精馏塔流程图2、设计所需基本数据本设计依据于教科书的设计实例，对所提出的题目进行分析并做出理论计算。
粗甲醇精制设备—板式精馏塔的类型
• 泡罩尺寸可根据塔径的大小选择 。泡罩的下部周边开有很 多齿缝 ，齿缝一般为三角形、矩形或梯形 。泡罩在塔板上 为正三角形排列。
塔板型式
甲醇工业的发展
塔板型式
4. 喷射型塔板
• 上述几种塔板 ，气体是以鼓泡或泡沫状态和液体接触 ， 当 气体垂直向上穿过液层时 ，使分散形成的液滴或泡沫具有 一定向上的初速度 。若气速过高 ，会造成较为严重的液沫 夹带 ，使塔板效率下降 ， 因而生产能力受到一定的限制。 为克服这一缺点 ，近年来开发出喷射型塔板。
• 喷射型塔板 ， 大致有以下几种类型： （1）舌型塔板（2）浮舌塔板（3）斜孔塔板。
喷射型塔板
喷射型塔板
◆ 操作时 ，上升的气流沿舌片喷出 。当液体流过每排舌孔 时 ， Байду номын сангаас被喷出的气流强烈扰动而形成液沫 ，被斜向喷射 到液层上方 ， 喷射的液流冲至降液管上方的塔壁后流入 降液管中 ，流到下一层塔板。
◆ 舌型塔板生产能力大 ，塔板压降低 ，传质效率较高；缺 点是： 操作弹性较小。
板式精馏塔类型
2. 筛孔塔板
• 塔板上开有许多均匀的小孔 。筛孔在塔板上为正三角形排 列 。塔板上设置溢流堰 ，使板上能保持一定厚度的液层。
• 操作时 ，气体经筛孔分散成小股气流，鼓泡通过液层，气 液间密切接触而进行传热和传质 。在正常的操作条件下 ， 通过筛孔上升的气流 ，应能阻止液体经筛孔向下泄漏
塔板型式
塔板型式
√ 浮阀开度随气体负荷而变 ，在低气量时 ，开度较小 ，气体仍能以足够的 气速通过缝隙，避免过多的漏液；在高气量时， 阀片自动浮起，开度增大，
甲醇精馏系统的简介及优化
甲醇精馏系统的简介及优化摘要：近年来，随着科学技术的发展和能源结构的改变，甲醇开辟了许多新的用途，甲醇化工已成为化学工业中一个重要的领域。
随着产量的增加，对精甲醇产品的质量也有了更高的要求，部分新上甲醇项目要求甲醇质量符合美国联邦AA级（O-M-232E）标准。
其中对乙醇的含量有了更苛刻的规定（乙醇≤10ppm）。
在这样一个形势下，甲醇精馏系统的节能降耗和精甲醇品质成为各厂家关心的主要话题。
关键词：精馏流程指标优化一、现有甲醇精馏系统简介1.两塔流程双塔流程中粗甲醇的精馏分为两个阶段，先在预塔中脱除轻馏分，主要是二甲醚。
脱除轻馏分的甲醇再送入重馏分塔-主塔，进一步把高沸点的重馏分杂质分离，从而可得到高纯度的精甲醇。
因在主塔塔顶其中有时可能混有极少的低沸点杂质，所以在距塔顶3～7块塔板上进行精甲醇采出。
双塔精馏流程对乙醇的分离程度较差，由于它的挥发度和甲醇比较接近，分离较为困难。
在一般双塔流程中，根据粗甲醇质量不同，精甲醇中乙醇含量约为400～600mg/kg。
远远达不到美国AA级标准。
2.三塔流程粗甲醇进入预精馏塔，在预精馏塔中除去其中残余溶解气体和低沸物，预后甲醇经加压泵升压后，进入加压塔，加压塔的操作压力约为0.5-0.6（G）MPa，塔顶操作温度约为121℃。
加压塔采用低压蒸汽加热的热虹吸式再沸器向塔内提供热量。
塔顶甲醇蒸汽进入常压塔再沸器，利用气相甲醇的冷凝潜热加热常压塔的塔釜，同时气相甲醇被冷却。
加压塔底部排出的甲醇溶液送至常压塔下部，常压塔塔顶得甲醇蒸汽冷凝后一部分回流，一部分作为产品采出。
塔釜废水泵送至污水处理装置。
二、甲醇精馏系统指标1. 甲醇蒸汽消耗一般双塔精馏蒸汽消耗为1.8吨蒸汽/吨精甲醇，但其设备投资少，流程简单。
目前新上甲醇精馏流程采用较少。
普通三塔甲醇精馏系统（预塔、加压塔、常压塔）蒸汽耗量约1.2吨蒸汽/吨精甲醇。
甲醇质量一定的情况下影响甲醇蒸汽耗量的主要因素是精馏塔操作的回流比。
精馏塔填料类型
精馏塔填料类型
精馏塔是用于分离混合物的一种设备，而填料则是塔内的分离元件。
填料种类的选择直接影响着精馏的分离效率和经济性。
下面是几种常见的精馏塔填料类型：
1. 条状填料：条状填料通常由金属、塑料或陶瓷制成，具有良好的机械强度和耐腐蚀性能。
其优点是填料体积大，对液体和气体的传质效果好，适用于低压操作。
常见的条状填料有金属条网、塑料条网和陶瓷条网等。
2. 球状填料：球状填料由金属、塑料或陶瓷制成，球形外形便于填充和分布，具有较大的表面积和良好的传质效果。
其优点是填料体积小、重量轻、气液分布均匀，适用于高压操作。
常见的球状填料有金属球、塑料球和陶瓷球等。
3. 蜂窝填料：蜂窝填料由金属或陶瓷制成，具有类似蜂窝的结构，是一种高效的传质填料。
其优点是填料表面积大、稳定性好、容易清洗维护，适用于高温高压操作。
常见的蜂窝填料有金属蜂窝和陶瓷蜂窝等。
4. 网状填料：网状填料由金属制成，具有大量的孔隙和表面积，可促进液体和气体的传质。
其优点是填料体积小、容易清洗维护，适用于较高的气液负荷。
常见的网状填料有金属丝网和金属网板等。
不同的填料类型适用于不同的操作条件和物料。
在选择填料时，需要考虑到物料的性质、操作温度和压力等因素，以及填料的成本和对分离效率的影响。
新型化工塔填料概述 天津大学传质作业
一、前言塔器作为汽-液及液-液之间进行传质与传热的重要设备，广泛应用于炼油、石化、精细化工、化肥、农药、医药、环保等行业的物系分离，涉及蒸(精)馏、吸收、解吸、汽提及萃取等化工单元操作。
塔器分为板式塔和填料塔两种。
板式塔通常结构较为简单，易于放大，造价较低；但板式塔普遍存在效率较低，压降较高，持液量大等缺点。
为了解决这种问题，填料塔应运而生，填料塔近年来发展很快，尤其是随着各种新型填料及其它新型塔内件开发成功，应用填料塔似乎成了一种潮流。
与传统的板式塔相比，填料塔具有生产能力大、分离效率高、压降小、操作弹性大、持液量小等优点，而且新型填料、新型塔内件的开发应用和基础理论研究的不断深入，使填料塔的放大效应取得了实质性的突破，填料塔在化工企业得到了很好的应用，使其与板式塔的竞争变得更为激烈。
二、适用范围填料塔应用范围极广，相对于板式塔更适用于以下工况：①传质速率受气膜控制的系统以及要求持液量小、停留时间短、压降小的物系；②有腐蚀性、热敏性、易起泡沫及粘性物料的条件；③难分离物系及产品纯度要求很高的场合；④与高效液体分布器相匹配，还可适用于10：1以上的高操作弹性条件。
主要应用领域有：①炼油厂常减压塔，气体分离塔，催化裂化吸收稳定系统、脱硫塔、烷基苯分馏塔等；②乙烯装置汽油分离塔、乙烯／苯乙烯精馏塔的改造及其他石油化工产品的加工；③化肥行业脱硫、脱碳、再生塔、热水饱和塔、尿素除尘塔等；④天然气分离装置、空气分离装置；⑤制药、食品、环保、精细化工等行业。
近几年来，蒸馏装置发展趋势是现代填料塔逐步取代传统填料塔，并部分取代大型板式塔，国外有专家预言，不就的将来采用规整填料将成为蒸馏操作唯一可取的途径。
三、新型散装填料介绍散装填料是具有一定几何尺寸的颗粒体，在塔内以散堆方式堆积。
近年一些新型高效散装填料的出现以及在一些行业的成功应用，如环保行业从烟气中除去HC1和S02等，说明散装填料将在某些领域得到新的发展。
精馏塔的介绍范文
精馏塔的介绍范文精馏塔，也称为蒸馏塔，是一种用于将液体混合物分离为不同组分的设备。
它是基于物质的沸点差异原理工作的，通过连续蒸发和冷凝来实现分馏。
精馏塔广泛应用于石油化工、化学工程、制药等领域，是一种重要的分离工艺设备。
精馏塔的结构一般包括塔体、填料、进料系统、回流器、除气装置、冷凝器、提馏液收集器等部分。
1.塔体：塔体是精馏塔的主体部分，一般由管道组成。
它具有垂直结构，内部通道起到液体和气体的流动作用。
2.填料：填料是塔内的固体填充物，在塔内形成大量接触面积，增加了液气相之间的接触和混合。
常用的填料有金属网、陶瓷、塑料球等。
3.进料系统：进料系统是将待分离的液体混合物引入精馏塔的部分。
通常，液体混合物通过塔顶或塔底的喷淋装置均匀地引入塔中。
4.回流器：回流器位于塔顶，用于收集凝结的液体和气体，将液体部分回流到塔内，以提高分离效果并稳定塔内的温度和压力。
5.除气装置：精馏过程中产生的气体会通过除气装置排出，以保持塔内的压力和温度稳定。
6.冷凝器：冷凝器通常位于塔顶或塔底，用于将精馏过程中产生的蒸汽冷凝为液体，并回收和收集所需要的组分。
7.提馏液收集器：提馏液收集器位于塔底，用于收集分离后的组分。
精馏塔的工作原理是基于物质的不同沸点。
当液体混合物加热至其中一种组分的沸点时，该组分会蒸发成为蒸汽，蒸汽通过塔体内的填料时与塔内的液体进行接触和混合，随后进入冷凝器进行冷凝，得到纯净的该组分。
随着进料的继续加热，其他组分的沸点也逐渐达到，进而分别蒸发和冷凝收集。
精馏塔的工艺条件对分离效果有着重要影响。
温度、压力、塔体高度、填料选择以及进料量等参数的控制，都能影响分馏的效率和质量。
总的来说，精馏塔是一种常用的分离设备，通过控制物质的沸点差异在不同温度下进行分馏，实现了对液体混合物的有效分离。
随着工艺的不断改进和技术的发展，精馏塔在石油化工、化学工程、制药等行业中将发挥越来越重要的作用。
甲醇精馏工艺及其塔器优化设计
甲醇精馏工艺及其塔器优化设计一、本文概述甲醇精馏工艺是化学工业中一项重要的技术，主要用于从原料中分离和提纯甲醇。
随着现代化工的快速发展，对甲醇纯度的要求日益提高，因此，优化甲醇精馏工艺及其塔器设计显得尤为重要。
本文旨在深入探讨甲醇精馏工艺的基本原理、流程设计以及塔器优化的关键技术，以期为提高甲醇生产效率和纯度提供理论支持和实践指导。
本文将首先概述甲醇精馏工艺的基本原理和流程，包括原料预处理、精馏过程以及产品分离等关键步骤。
随后，将重点分析塔器设计的关键因素，如塔型选择、塔径和塔高的确定、填料或塔板的选型等，并对不同设计方案的优缺点进行比较和评价。
在此基础上，本文将探讨塔器优化设计的策略和方法，包括结构优化、热效率提升以及操作条件优化等方面。
通过本文的研究，期望能够为甲醇精馏工艺的改进和塔器设计的优化提供有益的参考和借鉴，推动甲醇生产技术的进步，为化工行业的可持续发展做出贡献。
二、甲醇精馏工艺概述甲醇精馏是甲醇生产过程中的重要环节，主要目的是通过精馏过程将粗甲醇提纯至符合工业或高纯度要求的产品。
甲醇精馏工艺涉及到热力学、流体力学和化学工程等多个领域的知识，是一个复杂而又精细的过程。
甲醇精馏的基本原理是利用甲醇与其他组分的沸点差异，在精馏塔内通过多次部分汽化和部分冷凝，实现不同组分的分离。
在精馏过程中，甲醇和杂质组分在塔内不同高度上达到气液平衡，通过控制操作条件和塔内各段的温度、压力以及回流比等参数，可以实现甲醇与杂质的有效分离。
甲醇精馏塔是精馏过程的核心设备，其设计优劣直接关系到甲醇产品的质量和生产效益。
塔器设计需要考虑多种因素，包括原料组成、产品纯度要求、操作条件、塔型选择、塔板结构、填料类型以及传热传质性能等。
合理的塔器设计可以提高精馏效率，降低能耗和物耗，从而实现生产过程的优化。
随着科学技术的进步和工业生产的需求，甲醇精馏工艺及其塔器优化设计已成为当前研究的热点。
新型塔板、填料以及高效传热传质技术的不断开发和应用，为甲醇精馏工艺的改进和塔器性能的提升提供了有力支持。
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第26卷第4期山 西 化 工Vol.26 No.42006年8月SHANXI CHEMICAL INDUSTR YAug.2006收稿日期:2006204227作者简介:苏 鹏,男,1965年出生,1988年毕业于太原工业大学,工程师,现主要从事化肥和化工设计工作。
知识介绍甲醇精馏塔新型高效塔板及填料简介苏 鹏(山西省化工设计院,山西 太原 030024)摘要:简要介绍了几种新型高效甲醇精馏塔塔板及填料,并分析了其工作原理和结构特点。
关键词:甲醇精馏塔;塔板;填料中图分类号:TQ051.8+1 文献标识码:A 文章编号:100427050(2006)0420076204 精馏是甲醇生产的重要后处理工序,在甲醇生产中占据重要位置。
甲醇精馏塔是精馏的核心设备,它与产品质量、收率、消耗定额、“三废”排放及处理等密切相关。
甲醇精馏塔既可采用板式塔,也可采用填料塔。
近年来,我国精馏塔内件技术有了长足发展,如高效导向筛板、新型垂直筛板、新型导向浮阀塔板及新型规整填料等技术开始被广泛采用。
以下是几种新型精馏塔内件的介绍。
1 高效导向筛板1.1 塔板结构该技术由北京化工大学开发,发挥筛板塔板结构简单、造价低廉的特点,在筛板上开设了大量筛孔及少部分导向孔,以克服普通筛板漏液点高、效率较低的缺点,并结合了塔板上流体力学与传质学的研究成果,是一种新型高效塔板。
1.2 高效导向筛板的工作原理[1]高效导向筛板工作原理见图1。
由于在筛板上开设了大量筛孔及少部分导向孔,气体通过筛孔时,在塔板上与液体错流,穿过液层垂直上升;而通过导向孔的气体,沿塔板水平前进,将动量传递给塔板上水平流动的液体。
这样的双向流动,能够推动液体在塔板上均匀稳定前进,克服了普通塔板上的液面落差和液相返混,提高了生产能力和板效率,解决了堵塔、液泛等问题。
另外,在传统塔板上,由于存在液面梯度,在塔板的上游总存着一个非活化区,在此区域内气流无法穿过液层而上升鼓泡,如对浮阀塔板,上游的几排浮阀无法打开,而对筛板塔板,上游的一个区域内无气泡鼓出。
根据实验测定,非活化区的面积往往占塔截面积的1/3左右。
高效导向筛板在液流入口处增加了向上凸成斜台状的鼓泡促进器,促使液体一进入塔板就能鼓泡,改善气液接触与传质状况。
图1 高效导向筛板工作原理示意图1.3 高效导向筛板的特点[2]1.3.1 生产能力大、效率高该塔板克服了液流上游的非活化区、液相返混,提高了塔板效率;消除了液面梯度,使得气速均匀;减小了雾沫夹带,提高了气速和生产能力。
由于导向筛板效率高、回流比低,因而塔的负荷与生产能力可比传统塔板高出50%以上。
1.3.2 压降低由于结构简单,气流通道顺畅,阻力降、压降比普通筛孔板分别低20%和10%左右。
1.3.3 结构简单,造价低廉由于高效导向筛板只是在钢板上开些筛孔和导向孔,而无其他组件,结构简单,拆装方便,而造价只相当于泡罩塔板的40%～50%,浮阀塔板的60%～70%。
2 新型垂直筛板[2]2.1 塔板结构新型垂直筛板是在塔板上开设直径较大的升气孔,孔上设置圆筒形罩体,其侧壁上部开有筛孔,下端与塔板保持一定距离。
该技术由河北工业大学研制开发,是一种液相为分散相和气相为连续相的高效分离塔板。
2.2 新型垂直筛板的工作原理[3]传统的板式塔大多是以鼓泡状态完成气液传质和传热的,而新型垂直筛板是在高速喷射状态下进行气液接触,从帽罩喷射出来的液体分散成大量的小液滴,为气液接触提供了非常大的比表面积,传质效率大大提高。
操作时,液体从底隙进入罩体,气体经升气孔进入罩体,其动能将液体拉成液膜并破碎成液滴,两相在罩体内进行传热传质,然后从筛孔喷出,气体上升,液体落回板面,液相在塔板上前进过程中,重复上述过程,最后由降液管流至下一层塔板。
与一般鼓泡型板式塔相比,新垂直筛板塔的关键是连续相和分散相发生了相转变,即气相转为连续相,液相转为分散相,使相际面积明显增加,从而强化传质。
2.3 新型垂直筛板的主要特点[4]新型垂直筛板工作原理见图2。
图2 新型垂直筛板工作原理示意图1)传质效率高、处理能力大。
新型垂直筛板板孔气速高,气液接触是在气液剧烈碰撞、混合、喷射状况下进行的,罩内与罩外都是重要的气液传质区域,使塔板立体空间形成有效的传质区,塔板效率高,处理能力大。
2)操作弹性高。
该塔板的操作上限为雾沫夹带,操作下限为塔板漏液,操作弹性很大,与浮阀塔板相当。
3)设备投资小(低于规整填料),使用寿命长、易于检修。
3 新型组合导向浮阀塔板新型导向浮阀塔板示意图见图3。
图3 新型导向浮阀塔板示意图3.1 塔板结构组合导向浮阀塔板是一种新型浮阀塔板,是由华东理工大学开发的专利技术。
其结构特征是:塔板上配有矩形导向浮阀和梯形导向浮阀,并按一定比例组合而成;浮阀上设有导向孔,导向孔的开口方向与塔板上的液流方向一致。
3.2 工作原理[5]组合导向浮阀塔板的基本工作原理与常用的F1(V1)型塔板类似,也是在塔板开孔上设有浮动的浮阀,浮阀可根据气体流量上下浮动,自行调节,使气缝速度稳定在某一数值。
不同的是:由于设有与塔板上液流方向一致的导向孔,喷出的气体可以推动塔板液流动,从而可以消除液面梯度;此外,由于梯形导向浮阀适当排布在塔板两侧的弓形区内,从梯形导向浮阀两侧流出的气体有向前的推力,可以加速该区域的液体流动,从而消除塔板上的液体滞止区。
3.3 新型组合导向浮阀塔板的主要特点[6]1)塔板效率高。
由于可消除塔板上的液面梯度、液体滞止区和液面梯度且液体返混很小,使塔板效率大大提高。
2)浮阀不易脱落。
由于矩形和梯形导向浮阀在操作中不转动,因而浮阀无磨损,不脱落,使塔板长期处于良好的工作状况。
3)具有处理能力大、压降小、塔板效率高、操作弹性大等突出优点,与F1型浮阀塔板相比,塔板效率、处理能力可分别提高15%和30%以上,塔板压降减少20%～30%。
4 几种高效金属波纹规整填料传统填料塔存在填料造价高、液体负荷小、传质效率低等缺点。
随着新型高效规整填料的不断开・77・ 2006年8月 苏 鹏 ,甲醇精馏塔新型高效塔板及填料简介 发,具有生产能力大、分离效率高、压降小、持液量小、操作弹性大等优点的新型填料塔开始在甲醇精馏装置上广泛采用。
4.1 结构及工作原理规整填料是一种在塔内按均匀几何图形排布,整齐堆砌的填料,它规定了气液流路,改善了沟流和壁流现象,压降可以很小,同时可以提供更大的比表面积,从而达到更好的传质、传热效果。
目前甲醇精馏中使用的规整填料绝大部分为波纹填料。
4.2 金属丝网波纹填料[7～9]金属丝网波纹填料是网波纹填料的主要形式,由金属丝网制成。
其主要特点是:理论板数高。
理论板数随气体负荷的降低而增加,几乎没有低负荷极限,放大效应不明显;流通量大、塔体阻力小、压力降低;比表面积大,液体均布能力强,传质、传热效率高,操作弹性大,安装检修方便。
与同等规模的板式塔相比,能使主精馏塔、预塔的塔高降低约三分之一。
尽管其造价高,但因其性能优良仍得到了广泛的应用。
4.3 金属孔板波纹填料该填料是板波纹填料的一种主要形式,又称麦勒派克填料,是在金属薄板表面打孔、轧制小纹、大波纹,最后组装而成。
波纹板片上冲压的小孔,可起到粗分配板片上的液体、加强横向混合的作用;而轧成的细小沟纹,可起到细分配板片上的液体、增强表面润湿性能的作用,特别适用于大塔径及气液负荷较大的场合。
该填料保持了金属丝网波纹填料压降低、通量高、持液量低和几乎无放大效应等优点,增加了液体的均布和填料润湿性能,提高了传质效率和抗堵能力,造价却比丝网波纹填料低很多。
4.4 峰谷搭片式波纹填料该填料是在常见波纹填料的基础上,在波纹填料的每一完整波纹棱线上分段间隔、反向进行切割和冲压,产生多个凹坑和切口,成为不完整的断续波纹。
该填料每一周期的波峰上规则间断地开设截面积形状呈三角形的谷段,构成谷段的两个谷面为上小下大的梯形或平行四边形,谷段的深度小于1/2波峰高度;而在每一周期波纹的波谷上规则间断地开设截面积形状呈三角形的峰段,构成峰段的两个峰面为上大下小的梯形或平行四边形,峰段的高度小于1/2波谷深度。
该填料压降小、通量大、横向透气性好、分离能力较大、综合性能优良且易于制造,填料片之间不存在“互咬”现象,组盘安装,使用方便,与常见波纹填料相比,效率高约10%,通量大20%,压降小30%,壁流减少30%,综合性能更为优良。
目前,国内一些大型甲醇项目的精馏塔已开始采用这种填料。
4.5 组片式波纹填料和双向曲波填料这两种填料均由天津大学开发。
组片式波纹填料能使气液路流动最优化,解决了效率与通量的矛盾。
该填料的每一周期波纹由位于四个平面上的四个以上薄片相交所组成,其侧向投影形状为两条互相交错的波纹状折线。
填料上均匀分布的平行四边形通道完全取代了常见规整填料上的圆形通孔,不仅能节约材料,同时增加了比表面积。
与普通波纹填料相比,分离效率约提高10%,通量增大20%,压降降低30%以上。
双向曲波填料是金属孔板波填料的最新进展,其结构特点是:通量更高,压降更低,与麦勒派克250Y 填料相比,通量提高25%～50%,压降降低30%～60%,显示出广阔的应用前景。
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