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1、填料塔,上页左图为结构适合直径小于800mm的填料塔 1、规整填料2、支撑栅板3、液体收集器4、降液管5、管式液体分布器,上页右图为结构适合直径大于800mm的填料塔 1、规整填料2、支撑栅板3、液体收集器4、集液环5、多级槽式液体分布器6、填料压圈7、支撑栅板8、蒸汽入口管9、塔底10、至再沸器循环管11、裙座12、底座环,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。
2、除沫器:除去出塔气体中夹带的少量液沫。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: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。空隙率:表征填料可供气体通过的空隙的大小。填料层应有尽可能大的空隙率,减小流动阻力或提高允许气速(生产能力)。填料的几何形状:要有利于液流铺展成液膜并不断更新。新填料的开发主要是改进填料的形状。其他:强度、耐蚀性等。填料的材质应与液体有良好的润湿性。,常用填料,常用填料:环壮填料:拉西环、鲍尔环、阶梯环;弧鞍型填料;矩鞍型填料;网体填
3、料;规整填料等。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。,填料塔内气液两相流动特征,液体成膜特征:选择材质要使液固表面张力较小,使等式两端差值较大,利于液流铺展为液膜。填料塔内液膜更新:乱堆填料利于液流铺展成液膜并不断更新。但接触点(面)处可能存在死角。填料塔内液体分布:乱堆填料具有液体自分布能力;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
4、8,壁流现象显著。工业要求D/d30.,填料塔内气液两相流动特征,填料塔中的持液量:操作时单位填充体积所具有的液体体积,称为持液量。希望保持传质面积的同时持液量较小。持液量取决于液膜厚度,喷淋量愈大,持液量愈大。气量过大,使液膜增厚,持液量增大。气液两相逆流流动,气液之间呈交互影响。液量增大,液膜增厚,使实际气速增大,压降增大;液量一定,气量增大,也会使液膜增厚,压降增大,填料塔内气液两相流动特征,填料层内,压降正比于气量的1.82.0次方。气液两相逆流流动,气液之间呈交互影响。液量增大,液膜增厚,使实际气速增大,压降增大;液量一定,气量增大,也会使液膜增厚,压降增大1.低气速时,气液之间呈交
5、互作用不大。随气速增大,液膜增厚使压降增大,压降曲线变陡,斜率远大于2,持液量增大,称为载点(图中A点)。气速继续增大,两相交互作用增大,液膜迅速增厚,持液量继续增大,压降曲线近于垂直,图中B点为泛点。液量愈大,达到载点和泛点的气速愈小。,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,影响泛点气速的因素:1.填料因子 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。液泛气速关联,操作气速下的压降关联 最小喷淋密度-为使填料润湿良好,液体流量必须大于最小喷淋密度。必要时,可采用液体再循环或加大回流比以满足最小喷淋密度的要求。,板式塔与填料塔比较,板式塔 填料塔操作范围 宽 窄清洗、侧线中间换热 方便 不方便大塔径 易 难易聚合、含固体物料 方便 不方便设计资料 多 少压降 大 小易起泡物料 更合适热敏性、腐蚀性物料 更合适精密分离 用高效填料,