填料塔-培训课件.pptVIP

填 料 塔 填料塔是是塔设备中另一种被广泛采用的类型。填料塔的基本特点是结构简单、压力降小、传质效率高、便于采用耐腐蚀材料制造等。 近年来，随着高效新型填料和其它高性能塔内件的开发，以及人们对填料流体力学及传质机理的深入研究，使填料塔技术得到了迅速发展，在增加产量、提高产品质量、节能等方面取得了巨大的成效，在某些场合，甚至取代了传统的板式塔。 填 料 塔 一、填料塔的总体结构 1、结构： 填料塔由塔体、喷淋装置、填料、液体再分布器、填料支撑装置、支座以及进出口等部件组成。 各层之间设置液体再分布器的目的是将液体重新均匀分布于塔截面上，以防止壁流的产生。在不同部位设置的液体分布装置作用相同，结构不同，为区别将最上层填料上部的液体分布装置称为喷淋装置，而将填料层之间设置的分布装置称为液体再分布器。 2、工作原理： 液体自塔上进入，通过液体喷淋装置均匀淋洒在塔截面上，气体由塔底进入塔内，通过填料缝隙中的自由空间上升，从塔上部排出，气液两相在填料塔内呈逆流，得到充分接触，从而达到传热和传质的目的。 填 料 塔 二、填料塔主要零部件 (一) 填料 填料分为实体填料和网体填料两大类 1．拉西环填料 常用的拉西环为外径与高度相等的空心圆柱体 拉西环的特点是形状简单、制造容易、价格较廉、使用经验丰富，主要缺点在于液体的壁流现象较严重，因而效率随塔径及层高的增加显著下降；对气速的变化也较敏感，操作弹性范围较窄；气体阻力较高，通量较低。 2．θ环和十字环填料 θ环及十字环填料是在拉西环内分别增加一竖直隔板及十字隔板而形成的，如图3-37 (c)、(d)所示。与拉西环比较，虽然它们表面积增加，分离效率有所提高，但总体而言，其传质效率并没有显著改善。 填 料 塔 3．鲍尔环填料 鲍尔环填料是在拉西环的基础上经改进而得到一种性能优良的填料，并有逐渐用其代替其它填料的趋势。其形状是在拉西环的侧壁上开有两层长方形窗孔，每层几个，每个孔的舌叶弯向环心，上下两层窗孔的位置是错开的，如图3-37（b）所示。开孔的面积占环壁总面积的35%左右。 由于环壁窗孔可供气、液流通，使环的内壁面得以充分利用，因此同样尺寸与材质的鲍尔环与拉西环相比，其相对效率要高出30%左右；由于气、液流通截面积增加，通过填料层的气流阻力大为降低，流体的分布状况也有所改善，因此在相同条件下，鲍尔环比拉西环处理能力大、压力降小。 填 料 塔 填 料 塔 4．阶梯环填料 是对鲍尔环加以改进的产物。其结构类似于鲍尔环，如图3-38所示，是在环壁上开窗孔，被切开的环壁形成叶片向环内弯曲，填料的一端扩为喇叭形翻边。这样不仅增加了填料环的强度，而且使填料在堆积时相互的接触由线接触为主变成为以点接触为主，从而不仅增加了填料颗粒的空隙，减少了气体通过填料层的阻力，而且改善了液体的分布，有利于液膜的不断更新，提高了传质效率。因此，阶梯环填料的性能较鲍尔环填料又有了进一步的提高。目前，阶梯环填料可由金属、陶瓷和塑料等材料制造而成。 填 料 塔 5、鞍形填料 鞍形填料分为两类，即弧鞍形填料和矩鞍形填料，形状类似马鞍，它们都是敞开式填料， 弧鞍形填料通常由陶瓷制成。这种填料虽然与拉西环比较性能有一定程度的改善，但由于相邻填料容易产生叠合和架空的现象，使一部分填料表面不能被湿润，即不能成为有效的传质表面，目前基本被矩鞍形填料所取代。 矩鞍形填料是在弧鞍型填料的基础上发展起来的，可用瓷质材料、塑料制成。它是将弧鞍填料的两端由圆弧改为矩形，克服了弧鞍填料容易相互叠合的缺点。这种填料因为在床层中相互重叠的部分较少，空隙率较大，填料表面利用率高，传质效率提高。 近年来出现了矩鞍填料的改进型填料，其特点是将原矩鞍填料的平滑弧形边线改为锯齿状，并在表面增加皱裙和开有圆孔，结构如图3-39(c)所示。由于结构上进行了上述改进，改善了流体的分布，增大了填料表面的湿润率，增强了液膜的湍动，降低了气体阻力，处理能力和传质效率得到了提高。 填 料 塔 填 料 塔 6．金属环矩鞍填料 1978年美国Norton公司首先开发出金属环矩鞍填料。这种填料将开孔环形填料和矩鞍填料的特点相结合，吸取了环形和鞍形填料的优点，结构如图3-37(f)所示。由于这种填料是一种开敞的结构，所以流体的通量大、压降低、滞留量小，也有利于液体在填料表面的分布及液体表面的更新，从而提高传质效率。金属环矩鞍填料是综合性能较好的新型填料，特别适用于乙烯、苯乙烯等减压操作。 填 料 塔 7．波纹填料 波纹填料是属于整砌类型的规则填料，它是将许多波纹形薄板叠在一起，组成盘状，如图3-37(g)。各层薄板的波纹成45o角，而盘与盘之间填料成90o角交错排列。这样有利于液体重新分布和气液接触。气体沿波纹槽内上升，其压力降较乱堆填料低。另外由于结构紧凑，比表面积大