溶劑回收塔相關(guān)知識(shí)

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1、0 Z8 C* n$ @( u) R8 _: C4 i6 J5 f6 ^3 ^ * w6 K& F7 g6 c8 f8 {0 v" {. e1 G4 ?0 `: M??d# n2 {! Q " Z. T3 X- f7 Y$ \" Y$ v& s1 K 精餾塔是進(jìn)行精餾的一種塔式汽液接觸裝置，又稱(chēng)為蒸餾塔。有板式塔與填料塔兩種主要類(lèi)型。根據(jù)操作方式又可分為連續(xù)精餾塔與間歇精餾塔。 . H# n& `3 X4 s3 w2 V??w* C蒸氣由塔底進(jìn)入，與下降液進(jìn)行逆流接觸，兩相接觸中，下降液中的易揮發(fā)(低沸點(diǎn))組分不斷地向蒸氣中轉(zhuǎn)移，蒸氣中的難揮發(fā)(高沸點(diǎn))組分不斷地向下降液中轉(zhuǎn)移，蒸

2、氣愈接近塔頂，其易揮發(fā)組分濃度愈高，而下降液愈接近塔底，其難揮發(fā)組分則愈富集，達(dá)到組分分離的目的。由塔頂上升的蒸氣進(jìn)入冷凝器，冷凝的液體的一部分作為回流液返回塔頂進(jìn)入精餾塔中，其余的部分則作為餾出液取出。塔底流出的液體，其中的一部分送入再沸器，熱蒸發(fā)后，蒸氣返回塔中，另一部分液體作為釜?dú)堃喝〕觥? `9 B% A4 k??a; {1 N! z9 Z( `0 R/ d 規(guī)整填料塔的分離性能取決于內(nèi)件，即填料、分布器、收集器等。同時(shí)也取決于許多參數(shù)，如氣體負(fù)荷、液體負(fù)荷、物料性質(zhì)、操作壓力、填料濕潤(rùn)性能和液體分布不均勻等等。至今不能由填料的幾何形狀來(lái)精確計(jì)算塔的分離性能，需要通過(guò)填料塔的理論和不

3、同條件下通過(guò)試驗(yàn)塔來(lái)測(cè)定準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。用戶(hù)可根據(jù)資料以一級(jí)近似程度確定塔的尺寸和需要的填料高度。如果需要經(jīng)濟(jì)、合理的結(jié)構(gòu)形式，我廠(chǎng)愿與用戶(hù)密切合作。 本帖最后由 thechrist 于 2009-8-12 18:15 編輯 & h% o% U3 ^5 h2 | 3 I5 `8 u6 |, `6 O9 d6 Y* s 填料塔1 W5 S2 v8 t: k( _+ f! d: o: A' q 7 l2 p( o% y8 R) P, S3 D. v　　摘要 3 Q8 [& u) D" c) R 1 M. w' ?: P7 f6 x0 e　　塔設(shè)備有許多種類(lèi)型，塔設(shè)備是化工、石油化工和煉油

4、生產(chǎn)中最重要的設(shè)備之一。它可使氣液或液液兩相之間進(jìn)行緊密接觸，達(dá)到相際傳質(zhì)及傳熱的目的。可在塔設(shè)備中完成常見(jiàn)的單元操作有：精餾、吸收、解吸和萃取等。此外，工業(yè)氣體的冷卻與回收、氣體的濕法凈制和干燥，以及兼有氣液兩相傳質(zhì)和傳熱的增) c, I* O' m' H, d2 O3 D 1 K# ^2 b. n# M/ }% a% Q 　　填料塔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)- [3 i" c% C( ^& W2 N " X8 ^! p7 L' q- T$ C7 K6 J　　 　圖1所示為填料塔的結(jié)構(gòu)示意圖，填料塔是以塔內(nèi)的填料作為氣液兩相間接觸構(gòu)件的傳質(zhì)設(shè)備。填料塔的塔身是一直立式圓筒，底部裝有填料支承板，填料

5、以亂堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安裝填料壓板，以防被上升氣流吹動(dòng)。液體從塔頂經(jīng)液體分布器噴淋到填料上，并沿填料表面流下。氣體從塔底送入，經(jīng)氣體分布裝置（小直徑塔一般不設(shè)氣體分布裝置）分布后，與液體呈逆流連續(xù)通過(guò)填料層的空隙，在填料表面上，氣液兩相密切接觸進(jìn)行傳質(zhì)。填料塔屬于連續(xù)接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備，兩相組成沿塔高連續(xù)變化，在正常操作狀態(tài)下，氣相為連續(xù)相，液相為分散相。 ( Z4 q& j8 z2 h' m# J, l9 f- J + P' ~/ D7 l( P- ~3 d" r6 _$ O6 X　　當(dāng)液體沿填料層向下流動(dòng)時(shí)，有逐漸向塔壁集中的趨勢(shì)，使得塔壁附近的液流量逐漸增大，這

6、種現(xiàn)象稱(chēng)為壁流。壁流效應(yīng)造成氣液兩相在填料層中分布不均，從而使傳質(zhì)效率下降。因此，當(dāng)填料層較高時(shí)，需要進(jìn)行分段，中間設(shè)置再分布裝置。液體再分布裝置包括液體收集器和液體再分布器兩部分，上層填料流下的液體經(jīng)液體收集器收集后，送到液體再分布器，經(jīng)重新分布后噴淋到下層填料上。 1 t5 A& A$ [! }& g4 } 2 M5 m??A+ K8 v! u, L??O- s' O　　填料塔具有生產(chǎn)能力大，分離效率高，壓降小，持液量小，操作彈性大等優(yōu)點(diǎn)。 2 |2 U) R" J) m; u5 z2 p5 u+ V& ]& u5 Z) {: \7 v 　　填料塔也有一些不足之處，如填料造價(jià)高；當(dāng)

7、液體負(fù)荷較小時(shí)不能有效地潤(rùn)濕填料表面，使傳質(zhì)效率降低；不能直接用于有懸浮物或容易聚合的物料；對(duì)側(cè)線(xiàn)進(jìn)料和出料等復(fù)雜精餾不太適合等。8 G7 u0 D8 v) E - y??|9 P' \& r/ y2 h 　　填料塔填料9 }???* y; @; A( c. R1 q. Z ! q4 L% o2 G% K6 K4 D　　　填料是填料塔中的傳質(zhì)元件，它可以有不同的分類(lèi)。填料的類(lèi)型有兩大類(lèi)：拉西環(huán)矩鞍填料；鮑爾環(huán)；鮑爾環(huán)是在拉西環(huán)的壁面上開(kāi)一層或兩層長(zhǎng)方形小窗。波紋填料有絲網(wǎng)形和孔板形兩大類(lèi)。??n1 {0 g# ~$ J' t 1 j# ?; f( F4 d+ b3 T4 _3

8、L　　對(duì)填料的基本要求有：傳質(zhì)效率高，要求填料能提供大的氣液接觸面。即要求具有大的比表面積，并要求填料表面易于被液體潤(rùn)濕。只有潤(rùn)濕的表面才是氣液接觸表面。生產(chǎn)能力大，氣體壓力降小。因此要求填料層的空隙率大。不移引起偏流和溝流。經(jīng)久耐用具有良好的耐腐蝕性，較高的機(jī)械強(qiáng)度和必要的耐熱性。取材容易，價(jià)格便宜。 填料塔的制造與安裝% b- x??Q% z??I 總的來(lái)說(shuō),填料塔的制造與安裝應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行,不能一概而論。有些設(shè)計(jì)對(duì)制造、安裝的某些誤差精度要求較高,而另外一些設(shè)計(jì)對(duì)制造、安裝的這些誤差精度要求可能并不太高,誤差稍大,并不影響塔的正常操作。靜壓孔流式液體分布器受安裝水平度的影響,若

9、設(shè)計(jì)液位只有50mm,對(duì)水平度的要求較高,否則會(huì)導(dǎo)致液體分布不均,水平度偏差10mm,兩點(diǎn)液量相差11%;若設(shè)計(jì)液位200mm,水平度稍差,對(duì)液體分布不會(huì)有大的影響,水平度偏差10mm,兩點(diǎn)液量相差只有2.5%。$ h+ [& J3 q. \) d3 k ? ?? ???制造與安裝精度雖不可一概而論,某些精度也無(wú)標(biāo)準(zhǔn)可言,但仍有公認(rèn)的誤差精度可供參考。) U- Q6 P% n$ [+ n) A??S ? ?? ? 1、填料塔的垂直度9 R* Z* T' h+ L4 y1 O, z- z ? ?? ? 由于塔節(jié)的對(duì)接、塔節(jié)與裙座的對(duì)接、塔的基礎(chǔ)及熱變形等因素的作用,塔不可能做到絕對(duì)垂直,因

10、此使塔產(chǎn)生了垂直度偏差。 - b$ a- x& l??i& b? ?? ? 在填料塔填料層內(nèi),液體受重力的作用趨于垂直下流,因此若塔有傾斜,液體將優(yōu)先流向傾斜的下一邊塔壁,傾斜的上一邊液流小,氣體則優(yōu)先流向傾斜的上一邊塔壁,結(jié)果導(dǎo)致填料層內(nèi)的氣液分布不均,分離效率下降,許多工程實(shí)踐證明了這一點(diǎn)。多數(shù)結(jié)果認(rèn)為,每?jī)A斜一度分離效率下降5%~10%,規(guī)整填料由于塔傾斜而引起的效率下降較散裝填料要小。規(guī)整填料的傾斜度應(yīng)小于0.2°~0.5°。 5 s+ H6 ^4 t: [? ? 填料塔靜壓液體分布器的水平度要求很高,應(yīng)在塔安裝就位后現(xiàn)場(chǎng)安裝,以避免塔垂直度對(duì)分布器等水平度的影響。 5 c3 F

11、6 `??N- k9 r' s, S1 x? ? 塔的無(wú)規(guī)則小搖動(dòng),不會(huì)使塔效率有大的下降,較垂直塔的效率下降小于10%。塔的無(wú)規(guī)則搖動(dòng)會(huì)使液體分布器分布性能下降,使液體分布器溢流,使塔的效率大幅度下降,使用管式分布器可避免此類(lèi)事故發(fā)生。 / ^" Q% _+ `( k; p# W; h* B? ? 很高的塔,由于風(fēng)載的影響,塔頂搖動(dòng)很大宜采用管式液體分布器。 ! w. S; m, {6 a? ? 2、填料塔的橢圓度% q+ W1 v# ]+ c. p- N ? ? 一般認(rèn)為,填料塔的橢圓度并不影響填料塔的性能,只是影響塔內(nèi)件及填料的安裝。散裝填料的安裝并不受塔橢圓度的影響。為了便于安裝

12、,規(guī)整填料塔的塔徑誤差需予以限制,常規(guī)規(guī)整填料塔推薦誤差可以查取相應(yīng)的設(shè)計(jì)手冊(cè)。 6 D7 h??y2 Q4 W??}8 y+ w? ?3、塔填料的制造與安裝 $ }6 }0 t9 ]& @??N9 c? ? 填料的開(kāi)發(fā)、制造一般由填料制造廠(chǎng)完成,填料的性能數(shù)據(jù)也由制造廠(chǎng)提供,其質(zhì)量也應(yīng)由制造廠(chǎng)保證。9 S& Z* V) Y7 v# ^# H% c ? ? (1) 填料安裝前的處理 . F3 B6 b1 \: P& v) U# M? ? ① 填料的除油7 T! ^5 r: h+ ^0 L5 l" ] ? ? 新填料表面有一薄油層,這油層可能是金屬填料在加工過(guò)程中采用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑而形成的

13、; 也可能是為了避免碳鋼填料在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中被腐蝕而加的防銹油。這層油的存在對(duì)于某些物系是絕對(duì)不允許的,例如空分系統(tǒng)中,油層洗滌下來(lái)后與液氧共存,可引起爆炸。對(duì)于水溶液物系,這層油可妨礙液膜的形成,對(duì)于某些堿性物系還可引起溶液發(fā)泡,因此應(yīng)弄清該油的物性,在開(kāi)車(chē)之前將其除掉。為了便于清除油層,填料加工的潤(rùn)滑劑采用水溶性的較好。碳鋼填料應(yīng)儲(chǔ)存在干燥封閉處,不應(yīng)提前除,以防銹蝕。??S% F: _$ ?# c$ y ? ? ② 陶瓷填料去碎片 ' |% A8 M) F4 E- ^# O) ~? ? 新陶瓷填料和重新填充的陶瓷填料應(yīng)將其中的碎片篩掉,有時(shí)需用手工逐個(gè)除去,散裝陶瓷填料在運(yùn)輸過(guò)程中

14、難免有破碎,大塊的碎填料仍可利用,其通量有所下降,壓降有所升高,但分離效率不會(huì)下降。 # |8 ]0 r. t6 p: F% u6 `9 O1 f; L/ r? ? ③ 塔支承圈的拆除$ M+ n; \& L/ v# ]1 h ? ? 板式塔改填料塔,需將原塔板、降液管及支承圈拆除。水平支承圈應(yīng)盡可能割干凈。水平支承圈保留,在塔內(nèi)會(huì)干擾氣液分布,也減小了塔的有效截面,從而增大了阻力,減小了通量,效率也會(huì)因此而下降。?? - r/ D1 C/ \% z? ? 采用散裝填料改造板式塔,只要塔的支承圈面積小于塔截面積10%,不需拆除。( L6 D& t! r- E- P% X( E8 ?$ e

15、! a ? ? 采用規(guī)整填料改造板式塔,在安裝前應(yīng)將支承圈拆除,并打磨干凈,殘留量一般應(yīng)小于5mm,也可聽(tīng)從填料制造商的意見(jiàn)。" Q7 h2 F1 S1 Q$ y6 q! k* }; i* F5 ~ ? ? (2)、填料及塔內(nèi)件的安裝 # ~2 b. Y??j, b- n9 G( G* Z? ? 需焊接的內(nèi)件,如填料支承、液體收集器、氣液分布器等最好在填料安裝前完成,以防焊渣進(jìn)入填料內(nèi)引起火災(zāi)。金屬填料表面的油層在焊渣的高溫條件下很容易著火,塑料填料更容易引起火災(zāi)。焊渣留在塔內(nèi)還會(huì)引起液體分布器堵塞,影響塔效率。若有些部件必須在填料安裝過(guò)程中或完成后進(jìn)行,需在焊接下方鋪設(shè)石棉布、石棉板等

16、,使焊接與填料隔離。2 ^' H6 C* \9 \" o ? ? 填料及內(nèi)件的安裝步驟： ) a; D; k/ ^' g; A: s? ?? ?? 填料支承；l???安裝$ c( r( I2 z0 v* c5 z8 w 填料；l? ?? ?? ???安裝 5 T4 i3 L& R+ r* G4 I$ E7 i- C填料固定或壓緊裝置,并調(diào)水平；l? ?? ?? ???安裝8 d9 s% C) @9 A ? ?l? ?? ? 安裝液體分布器或再分布器,固定并調(diào)水平；% g0 p4 y+ F( q7 M% q; c4 O l? ?? ?? ???安裝完畢，檢查。/ J??X0 Q3

17、p( q ? ? (3)、填料的安裝 ! h8 X5 Z0 M! \? ? 填料的安裝對(duì)保證塔的分離效率至關(guān)重要,要在填料制造廠(chǎng)技術(shù)人員的指導(dǎo)下完成。不良的安裝會(huì)引起氣液不良分布,造成分離效率和處理能力下降,壓降升高。 2 a??l; h. s% e2 }; z5 ~? ? ① 散裝填料的安裝8 S+ H/ r6 r6 O( H; d, g ? ? 散裝填料的安裝看起來(lái)很簡(jiǎn)單,將填料倒入塔中即可,其實(shí)不然,這樣簡(jiǎn)易安裝輕者會(huì)造成填料填充密度不均,重者可造成金屬填料變形,陶瓷填料破碎,從而引起氣液不均勻分布,使分離效率下降。9 f6 I; @& H9 t; A+ h7 u ? ? 陶瓷

18、填料和非碳鋼金屬填料,若條件允許,應(yīng)采用濕法填充。采用濕法填充,安裝支撐板后,往塔內(nèi)充水,將填料從水面上方輕輕倒入水中,填料從水中漂浮下落,水面要高出填料lm以上。濕法填充可減少填料破損、變形。濕法填充還增加了散裝填料的均勻性,填料用量減少約5%,填料通量增大,壓力降減小。Billet在500mm直徑塔用Dg38鮑爾環(huán)采用濕法填充和干法填充進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,采用濕法填充較干法填充少用填料5%,壓降下降10%,效率幾乎相等。因此在通量受限制的場(chǎng)合應(yīng)盡量采用濕法填充。% m* q, @) {* X1 r8 B ? ? 采用干法填充填料應(yīng)始終從離填料層一定高度倒入,對(duì)于大直徑塔采用干法填充,

19、有時(shí)需人站在填料層上填充。應(yīng)需注意人不可直接站在填料上,以防填料受壓變形及密度不均,可在填料上鋪設(shè)木板使受力分散。4 t+ }7 U" K/ G+ s. l ? ? 無(wú)論采用濕法填充還是采用干法填充,都應(yīng)由塔壁向中心填充,以防填料在塔壁處架橋, 填料不應(yīng)壓迫到位,以防變形密度不均。各段填料安裝完畢應(yīng)檢查上端填料是否推平，若有高低不平現(xiàn)象,應(yīng)將其推平。 % A0 J2 ~: V) j( |( ?? ? ② 規(guī)整填料的安裝 - }4 I4 f( ~: k0 Z# s& s??n? ? A、規(guī)整填料的外形尺寸 6 F0 d* P% v* t4 k' R* O5 B? ? 規(guī)整填料不象散裝填料

20、那樣可以不考慮塔的形狀,隨意裝入塔中,須根據(jù)塔的尺寸、形狀以及規(guī)整填料塔對(duì)塔橢圓度的要求進(jìn)行制造、安裝。采用規(guī)整填料改造老塔, 有時(shí)其橢圓度遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到此要求,這就需從填料制作和安裝方面解決,使填料適合塔體。 & O! k! j7 Y9 X) x& f, J! {( n# B? ? 對(duì)于直徑小于800mm的小塔,規(guī)整填料通常做成整圓盤(pán)由法蘭孔裝λ。對(duì)于直徑大于800mm的塔,規(guī)整填料通常分成若干塊,由人孔裝入塔內(nèi),在塔內(nèi)組圓,無(wú)論整圓還是分塊組圓,其直徑都要小于塔徑,否則無(wú)法裝入。填料與塔壁之間的間隙,應(yīng)根據(jù)采用的防壁流圈形式而定,各填料生產(chǎn)廠(chǎng)家通常有自己的標(biāo)準(zhǔn)。 8 k5 R' _0 X

21、! H/ _??A? ? B、規(guī)整填料的防壁流圈/ q7 }0 x! h2 I2 k ? ? 通常為防止由于填料與塔壁間隙而產(chǎn)生氣液壁流,在此間隙加防壁流圈。此防壁流圈可與填料做成一體,也可分開(kāi)到塔內(nèi)組裝。通常對(duì)于小直徑整圓盤(pán)填料其防壁流圈是與填料做成一體的,有時(shí)一圈兩用,既做防壁流圈,又起捆綁填料的作用。防壁流圈不應(yīng)將填料與塔壁之間的間隙在高度方向上全部封死,這樣不僅會(huì)減少塔的通量,增加阻力,特別是小直徑的塔,而且經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明還會(huì)引起分離效率的下降。 % f1 t3 Y9 z, Y4 o. d2 R? ? 防壁流圈可以使氣液以折流流動(dòng)形式通過(guò)塔壁間隙，既防止了壁流，又利用了間隙起到傳質(zhì)作用

22、。% Z??V; T7 B( o ? ? C、小直徑整盤(pán)規(guī)整填料的安裝 ? ? 安裝小直徑整盤(pán)規(guī)整填料時(shí),先將防壁流圈翻邊、擺正,將相鄰兩盤(pán)填料波紋片成90度角依次放入塔內(nèi),并用圓盤(pán)適當(dāng)壓緊。 - J" N/ d% C4 Y/ M+ j? ? 對(duì)于填料層高度較高,直徑稍大的塔,可采用推盤(pán)跟蹤填料盤(pán),將填料盤(pán)送到預(yù)定位置,但須有安裝經(jīng)驗(yàn)的人員進(jìn)行操作,也可將幾盤(pán)填料進(jìn)入塔前穿成一串,一起裝入塔內(nèi)，或兩人采用鋼筋條勾住填料,下降到預(yù)定位置。? ?? ?? ? # F??U5 r9 B: x) f! S- q6 p8 H ? ? D、大直徑規(guī)整填料的安裝 $ t# W! u. I- k-

23、 [/ i& v? ? 大直徑規(guī)整填料需分塊從人孔進(jìn)入塔內(nèi)安裝, 盤(pán)高通常為100~300mm,每塊長(zhǎng)度可與塔弦長(zhǎng)等長(zhǎng),也可分成若干塊。為便于制作、包裝、運(yùn)輸、拆卸,每塊長(zhǎng)度不宜超過(guò)1.8m。每塊填料中填料片采用穿釘組裝,有時(shí)也簡(jiǎn)單地采用金屬絲或打包帶捆綁。為防止絲網(wǎng)填料在運(yùn)輸中變形,采用金屬包角保護(hù)填料。 1 H) G7 z3 B; `) n: {? ? 若防壁流圈與填料一體,每塊填料安裝前需將防壁流圈按要求打開(kāi);若防壁流圈與填料分體,安裝過(guò)程中需將防壁流圈按要求放到位。通常安裝由一端開(kāi)始至另一端結(jié)束,相鄰兩盤(pán)填料波紋成90度角。每四盤(pán)填料為一個(gè)周期,這樣成順時(shí)針(或逆時(shí)針〉方向轉(zhuǎn)動(dòng)組裝填

24、料盤(pán),可以縮小填料上端面水平誤差。絲網(wǎng)填料每盤(pán)安裝完畢后再去掉包角。安裝人員不應(yīng)總站在塔截面中部,這樣易形成四周高中間低的“鍋 底”現(xiàn)象。 & }# I, Z0 j7 b$ U% Y; q; c" }? ? 各盤(pán)填料組裝最后一塊需借助滑板安裝。由于塔的不圓及其他原因有時(shí)需將填料酌情加片或減片,以使填料適合塔體。填料安裝過(guò)緊會(huì)導(dǎo)致填料片變形,填料總高“加高”,上端面不平,效率通量下降。同樣,填料安裝過(guò)松,會(huì)導(dǎo)致氣液分布不均,分離效率下降。) k9 C$ v0 v4 o" Z- N ? ? 某些特殊情況,由于時(shí)間不允許或其他原因,板式塔改規(guī)整填料塔塔圈不能割除,需制作一些直徑與塔圈相符的填料,

25、以便在塔圈處安裝,設(shè)計(jì)應(yīng)考慮由此而造成的效率和通量損失。 0 l) Z2 F; _5 d* V' e??u% c6 l(4)、封口前的檢查 " B??J" W7 v' n8 ~4 M? ? 安裝與設(shè)計(jì)不一致往往要產(chǎn)生麻煩,錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)的越早越容易改正,因此檢查應(yīng)與安裝同時(shí)進(jìn)行。檢查最好由現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)服務(wù)工程技術(shù)人員或設(shè)計(jì)人員承擔(dān),現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)工程技術(shù)人員和設(shè)計(jì)人員一般對(duì)塔內(nèi)流體流動(dòng)狀況及傳質(zhì)狀況有較好的了解,很容易發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤;再者,現(xiàn)場(chǎng)檢查也是一個(gè)很好的鍛煉,可以提高設(shè)計(jì)技巧,使以后的設(shè)計(jì)更完善。 + {1 q% O6 J4 Q7 o0 `4 b1 k8 }? ? 檢查最好事先列一檢查表,對(duì)照表逐項(xiàng)

26、檢查,以防遺漏。對(duì)于改造的塔器,應(yīng)重點(diǎn)檢查改造的部分。 ' S1 U/ M# x( }+ D' Z? ? 安裝完畢,如有條件最好采用水或其他介質(zhì)冷試,檢查液體分布器的分布情況及液體收集器的收集情況,此項(xiàng)工作可與清洗填料同時(shí)進(jìn)行。試驗(yàn)完畢,將存在液體分布器、收集器中的雜質(zhì)清出塔外,即可封塔。 塔設(shè)備概述3 \( F! e. H5 K- r + ?% f2 Q4 V, a) I塔設(shè)備是化工、石油化工和煉油等生產(chǎn)中最重要的設(shè)備之一。它可使氣（或汽）液和液液兩相之間進(jìn)行緊密接觸，達(dá)到相際傳質(zhì)及傳熱的目的?？稍谒O(shè)備中完成的常見(jiàn)的單元操作有：精餾、吸收、解吸和萃取等。此外，工業(yè)氣體的冷

27、卻與回收、氣體的濕法凈制和干燥，以及兼有氣液兩相傳質(zhì)和傳熱的增濕、減濕等。 ( K# R( X* W5 o% O1 X9 X6 Y2 @, L這些過(guò)程都是在一定的壓力、溫度、流量等工藝條件下，在一定的設(shè)備內(nèi)完成的。由于其過(guò)程中兩種介質(zhì)主要發(fā)生的是質(zhì)的交換，所以也將實(shí)現(xiàn)這些過(guò)程的設(shè)備叫傳質(zhì)設(shè)備；從外形上看這些設(shè)備都是豎直安裝的圓筒形容器，且長(zhǎng)徑比較大，形如“塔”，故習(xí)慣上稱(chēng)其為塔設(shè)備。按塔的內(nèi)件構(gòu)成結(jié)構(gòu)分為板式塔和填料塔 , N- N# K$ O??X: `8 Zl7 [$ L& ^! z3 N! m 逐級(jí)接觸式：板式塔 " K: x8 O8 Z7 B4 L " q5 W# H/ Q0

28、 N??Z$ c7 J9 f5 Bl 3 F8 {& W9 `+ Z2 f+ u( @4 L微分接觸式：填料塔 : F: f- y; t7 u8 Y + E1 H; g" a??G3 E, U2 l( N/ y, P- J( }) @0 k 一般構(gòu)造 7 I& b1 W/ q0 ]; ^3 b5 W（1）板式塔# ?, o2 |1 Y; h; b. u3 ? 4 C) M. u6 r2 a5 ~5 ~! G在板式塔中裝有一定數(shù)量的塔盤(pán)，液體借自身的重量自上而下沉向塔底(在塔盤(pán)板上沿塔徑橫向流動(dòng))，氣體靠壓差自下而上以鼓泡的形式穿過(guò)塔盤(pán)上的液層升向塔頂。在每層塔盤(pán)上氣、液兩相密

29、切接觸，進(jìn)行傳質(zhì)，使兩相的組分濃度沿塔高呈階梯式變化。' t9 }6 D/ A4 x# b! y4 @ （2）填料塔 ; R- r) W! g# x3 w7 k- D% d ( @9 q2 k* z! y+ y$ d; t' L填料塔是以塔內(nèi)的填料作為氣液兩相間接觸構(gòu)件的傳質(zhì)設(shè)備。填料塔的塔身是一直立式圓筒，底部裝有填料支承板，填料以亂堆或規(guī)整的方式放置在支承板上。填料的上方安裝填料壓板，以防被上升氣流吹動(dòng)。液體從塔頂經(jīng)液體分布器噴淋到填料上，并沿填料表面流下。氣體從塔底送入，經(jīng)氣體分布裝置（小直徑塔一般不設(shè)氣體分布裝置）分布后，與液體呈逆流連續(xù)通過(guò)填料層的空隙，在填料表面上，氣液兩相密

30、切接觸進(jìn)行傳質(zhì)。填料塔屬于連續(xù)接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備，兩相組成沿塔高連續(xù)變化，在正常操作狀態(tài)下，氣相為連續(xù)相，液相為分散相。& C# D% |: ^' k/ R, k ) S' q0 A; I6 G! J6 A 當(dāng)液體沿填料層向下流動(dòng)時(shí)，有逐漸向塔壁集中的趨勢(shì)，使得塔壁附近的液流量逐漸增大，這種現(xiàn)象稱(chēng)為壁流。壁流效應(yīng)造成氣液兩相在填料層中分布不均，從而使傳質(zhì)效率下降。因此，當(dāng)填料層較高時(shí)，需要進(jìn)行分段，中間設(shè)置再分布裝置。液體再分布裝置包括液體收集器和液體再分布器兩部分，上層填料流下的液體經(jīng)液體收集器收集后，送到液體再分布器，經(jīng)重新分布后噴淋到下層填料上。 3 h/ L# g% n+ s+

31、A6 b 8 ^7 P# s) s5 H6 w, S 塔型選擇2 f0 p0 Z8 l2 {8 h' e1 u- O ; M( }. L- V& e??k$ u+ k作為主要用于傳質(zhì)過(guò)程的塔設(shè)備，首先必須使氣液兩相能充分接觸，以獲得較高的傳質(zhì)效率，除了應(yīng)滿(mǎn)足工藝條件，還應(yīng)滿(mǎn)足如下基本要求： ??`- T4 L' K; U) y9 [: u1 B+ ^0 ql??{, S??P0 ~& u3 {$ [& z6 l 生產(chǎn)能力要大。即單位塔截面上單位時(shí)間內(nèi)物料的處理量要大。在較大的氣液流速下，仍不知發(fā)生大量的霧沫夾帶、攔液或液泛等破壞正常操作的現(xiàn)象。. \??f??X# `, n$

32、e. j: Z l 4 J/ X$ m! T2 W2 d分離效率高。即氣、液相能充分接觸且分離效果好。$ I4 m! ~) O8 s* B l8 l' M3 F' I" G) P5 I+ B 操作彈性大。即有較強(qiáng)的適應(yīng)性和寬的操作范圍。能適應(yīng)不同性質(zhì)的物料且在負(fù)荷波動(dòng)時(shí)能維持操作穩(wěn)定，仍有較高的分離效率。# b2 Z1 E. H1 v* ~% j: H l ; o- A! F, Q: t9 O9 K壓降小。即流體通過(guò)時(shí)阻力小，這樣可大大節(jié)約生產(chǎn)的動(dòng)力消耗，降低成本，在減壓塔中若壓降過(guò)大系統(tǒng)將難以維持必要的真空度。8 l+ a5 E, w! q% \8 Z, E# \; w l)

33、P9 b/ ]. }* I8 t3 U1 `0 S 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耗材少，易于制造及安裝，這樣可減少投資，降低成本。1 S/ M3 ^) k& d2 j* g7 C l " m??X% v' i8 D1 ]0 k耐腐蝕不易堵塞，便于操作、調(diào)節(jié)及檢修。 7 z# ?9 X. z, i7 ?5 f" S# |! c一個(gè)塔設(shè)備要同時(shí)滿(mǎn)足以上各項(xiàng)要求是困難的，而且實(shí)際生產(chǎn)中各項(xiàng)指標(biāo)的重要性因具體情況而異，不可一概而論。所以應(yīng)從生產(chǎn)需要及經(jīng)濟(jì)合理性考慮，正確處理以上各項(xiàng)要求。. o* L# e' K$ _6 ~??I4 s 1 T0 ]2 G3 ~( M+ B+ J9 B* n+ [ 填料塔的特

34、點(diǎn) , l??|??y+ f5 W+ j6 j. b, \) F & k; z- p6 P2 d! j7 V新型高效填料的開(kāi)發(fā)，使填料塔的生產(chǎn)能力（允許氣速）和效率等于或超過(guò)了板式塔，國(guó)內(nèi)外很多裝置用新型填料改造板式塔，使生產(chǎn)能力和效率有較大幅度的提高。特點(diǎn)如下：& n) w' t* ?9 F- R l1 G( k1 C4 a. Q 當(dāng)塔徑不很大時(shí)，填料塔因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而造價(jià)便宜 8 _3 H% j( V- c. Pl ( {8 J, p% M( {4 ]( y( M9 p( X對(duì)于易起泡物系，填料塔更適合，因填料對(duì)泡沫有限制和破碎的作用。0 J! I6 a??r+ w* I& f

35、l 8 s8 o9 x$ C+ f3 N6 Y對(duì)于腐蝕性物系，填料塔更適合，因可采用瓷質(zhì)填料。4 |' I( d9 {5 E: J4 h4 S! P; N+ G l 2 o) P& `$ ]& {- A9 @; w# e對(duì)熱敏性物系宜采用填料塔，因?yàn)樘盍纤?nèi)的持液量比板式塔少，物料在塔內(nèi)的停留時(shí)間短。 5 n: Z4 q+ G% F3 e0 hl + x/ Z1 `8 [4 ~填料塔的壓降比板式塔小，因而對(duì)真空操作更為適宜。9 ?" O??f4 ]4 X' ^; } l 1 U2 P0 j, B- u4 Y填料塔不宜于處理易聚合或含有固體懸浮物的物料，而某些類(lèi)型的板式塔（如大孔徑

36、篩板、泡罩塔等）則可以有效地處理這種物質(zhì)。另外，板式塔的清洗亦比填料塔方便。# z8 @$ _$ Z* F5 C l : M7 m* p# i$ s0 M3 i2 I' U當(dāng)氣液接觸過(guò)程中需要冷卻以移除反應(yīng)熱或溶解熱時(shí)，填料塔因涉及液體均不問(wèn)題而使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。板式塔可方便地在塔板上安裝冷卻盤(pán)管。同理，當(dāng)有側(cè)線(xiàn)出料時(shí)，填料塔也不如板式塔方便。+ _/ [6 t' J0 a9 _+ ^ l! T; K8 _/ l7 |4 X- G0 o 以前亂堆填料塔直徑很少大于0.5m，后來(lái)又認(rèn)為不宜超過(guò)1.5m，根據(jù)近10年來(lái)填料塔的發(fā)展?fàn)顩r，這一限制似乎不再成立。板式塔直徑一般不小于0.6m。. ]

37、2 X5 a8 z/ K4 T$ K l6 ]9 w7 Y7 d* F5 Q 關(guān)于板式塔的設(shè)計(jì)資料更容易得到而且更為可靠，因此板式塔的設(shè)計(jì)比較準(zhǔn)確，安全系數(shù)可取得更小。 # Y/ u9 F( y1 ~' h2 [6 b " N/ R4 U3 p: r+ o6 S2 z* z5 x 填料塔 ' J! Y. d' z$ s. d' d5 W填料類(lèi)型& ~' r8 R3 b" W6 H- V- W7 c, f . w9 o4 }$ R$ D填料是填料塔的核心，是氣液兩相接觸進(jìn)行質(zhì)、熱傳遞的場(chǎng)所。填料的流體力學(xué)和傳質(zhì)性能與填料的材質(zhì)、大小和幾何形狀緊密相關(guān)。% K% H% k; ~.

38、u6 S 填料可以分為亂堆填料、規(guī)整填料和高效填料，其中每種填料里又依據(jù)其形狀不同，而分為各種類(lèi)型填料，詳見(jiàn)表1、2、3。2 U: M1 |4 z! c0 X8 ?2 i, x ??C- M4 S$ Q/ }+ m+ {9 y) O表1 亂堆填料(random packing)：以亂堆的方式進(jìn)行裝填; H4 c6 f( R: q- b 環(huán)形填料 & I- M: H* f" o) X6 o??@* j 鞍形填料 4 s2 y; F# \, j6 G0 y4 v) f1 U/ b" d 其它填料& J+ t% {+ }( S0 J2 w/ E, I; K??M 拉西環(huán)- \4

39、T! _0 ~+ @" g( } Rasching Ring* ]' M+ }??[) O$ e 倍爾(弧)鞍 8 J- I& [5 j) x& n, u' y2 n0 h$ F! WBerl Saddle ; u, G* d5 \# { 球形 ' B; z$ J+ C4 g" Q6 oI-Ball,TRI 3 J9 M8 X, l' V: N4 w. b2 X 勒辛環(huán)4 F* ]. {9 l& ~- y) \0 U Lessing Ring5 T, r9 _& y/ \ 英特洛克斯(矩)鞍 9 }, F1 |8 r, G' x+ i6 uIntalox Saddle

40、- o. |8 t& `/ |7 z 泰勒花環(huán)形: r5 l3 r8 u: W1 _ Teller Rosett ; L: o; a! o) q8 b' E6 e) L 十字隔環(huán) + ?- Y' A, r1 c7 g9 o! pCross-Patition Ring 8 X, h& q9 S( {& V, K 超級(jí)矩鞍(Norton)* Z* R+ ~3 R" x2 }5 _ Super Intalox Saddle* ~7 _" ]- f0 ~6 K$ h; T, |) L 多角螺旋形 3 B' `' t; H' [0 B 螺旋環(huán)7 p3 k# s; \/ ^2 N7

41、G" {. { Spiral Ring - t/ f7 D# [7 P8 E8 W9 B3 Q 改進(jìn)矩鞍(Glitsch), |2 |1 F" v& L Ballast Saddle' b) Z; i/ p* O; M! O1 S: \+ Q) L 1 B: `' t( p+ \: Q9 P 鮑爾(開(kāi)孔)環(huán) " D??J! M# ]& @8 [: e; s 2 [, L' k??m# [5 MPall (Slotted)Ring 6 g* k' `5 u9 `" B; [ 改進(jìn)矩鞍(Koch). R: X8 F# u' G1 }% t Flexi+ w/ r9 e0

42、_7 |2 c: ` Saddle" \" O) y1 X1 w$ Q0 s4 ? 7 F$ C+ W; F9 |! s 哈埃派克(Norton) 5 ^$ U7 J% j) E+ E. n, @& kHy-Pak 9 h$ X4 g$ c2 q+ A/ V# g, w5 c 改進(jìn)矩鞍(Hydronyl): ]) a9 _! @) h% O Hydronyl + a+ I1 Z- G5 }* u6 E: [, \9 C& h/ W % U% B5 h# _9 h! A- @: K8 V9 d. b8 G 半環(huán)(Leva公司), t. p! u& [- r Levapa

43、k,Chempak 9 T9 {3 V# d" a; m" ~1 S: G" o, c 金屬環(huán)矩鞍(Norton), m9 f; c( m! T; e??\/ N IMTP 9 X" L1 `: d2 l5 F; {4 G9 W " K0 l" ^& f7 O1 I* S) p( h3 a 階梯環(huán)(傳質(zhì)公司)5 e1 n$ U4 G9 Y, l2 H7 n6 l$ b Cascade Ring 0 q/ J6 D$ w; m( ]' P : h8 D/ [3 G. `5 c! D 4 _) z??t" `& b+ V ' C3 b; m: Z) O1 K: P

44、2 M6 v$ ?+ G" m: b( J 表2 規(guī)整填料(structured packing)：排列整齊。& I8 o. }: \" b6 S; d- C& _ 繞卷型 0 H??Y! V/ `. P7 Y! W9 q 水平波紋板型1 @" }; h3 j: L" q3 `- I# X! {- K 垂直波紋板型 2 D: M, Z/ p, P3 V. o. o; n% B( t5 O 格柵型 ; x- F7 l) E4 F5 Y 其它形式 * R??u' u* m0 l 古德洛 % ~& C' X9 m8 F- NGoodloe8 V4 B9 F- t" Z8 J$

45、f& `8 d 帕納帕克??y. ]8 e- [. L Panapak ! n0 f. T7 G, P( p) E 蘇爾壽 ; X% E* k+ I! e6 KSulzer ( ^; P??~3 \% D: V2 l 格里奇 % S2 _, _$ D. J6 bGlitsch $ B1 j8 [0 _) }1 d0 w 斯特曼 3 A0 J5 [8 O2 {, E# U1 J( oStedman : e9 v! t; X8 d??j% t9 x& Y5 @ 海泊菲爾! p??\4 a1 i$ g; a' [& D Hyperfil" E??^0 A+ @# U" Z9

46、 A 斯普雷帕克 . k1 c6 d* x! ], D4 OSpraypak' h' f/ ~( [' h 墨拉帕克 3 _, [( n- w9 l. \; |# T' L' JMellapak ??S2 V7 {4 z1 u" V6 J) ]$ ` 鉆石 # d: W) @2 o( W( v. u5 t' T) }4 nDiamond $ C7 p! v, u: @4 }2 _; l+ f$ m( u/ ] 壓延. N4 n' s9 o' z; O, ]: Z% V, K1 w7 u Expanded5 A' e5 ]4 I5 ^' L- a2 ?! s& J4 f: G

47、 新克洛斯8 g0 B7 f% |. D1 Y5 v! ? New-Kloss ???; X/ ^6 c% o8 u1 a 坎農(nóng)5 i8 B+ h: |$ c5 b??B" g' f% l! L Cannon 6 N, {??l6 x/ T: P 凱雷帕克 2 B" w8 y/ c; ]& a" ?Kerapak- v" D% `& q+ R: B' R% Z 網(wǎng)孔 7 l5 Q' r) ^, B??p- L7 J4 }; _7 \Perform(PFG)- u$ l! s3 r+ f. Y1 r% o 脈沖# \# }5 C" f$ \( ^' Y4 I' G Impu

48、lse7 P# n0 |0 ~: |8 W4 f 2 _+ @* }- Z. \# b ??R6 t0 m7 Q) i- m2 g7 x4 c( N 6 I. l& o1 M3 }+ |, v; W/ e+ d表3 高效填料(effective packing)：有較大的比表面積和自由空間。 , @% X# F: a% @) D8 T8 x* [- i# ]! E 絲網(wǎng)1 D( L) @# v# {8 | 薄金屬片 ( t( t, Z6 m0 s! c. I$ K/ W: l- A 金屬絲7 j* i) V4 ]+ [. f% o * C; n# G! q; ` 彈簧

49、形絲網(wǎng)' V$ ?4 |$ A% a" F7 l3 t# I0 A Fenske 9 `: p/ n( H# }4 J+ l 坎農(nóng)( W" v7 N3 c4 [ Cannon! r) h& p$ l; d- n 方形彈簧 4 i2 n2 [/ O7 SHeli-pak( ]) y6 U% Q# q6 r1 b" Q1 L8 X5 h7 y : b3 S: P$ G! e% P$ w 麥克馬洪絲網(wǎng)% D# c$ P" e# \4 V0 \ McMahon + x- t+ h4 H) _& E8 F- U" b + r; T. K- B5 \??W 4 j& h:

50、G' y4 y- M) X6 _" Z , Q1 E5 c1 ^- o7 d8 x 狄克松環(huán)7 o' q* d9 L+ Y) k0 k' F2 M Dixon : Y. [& T" |" Q, e3 T" F. y5 Q5 [ + g6 Q& E' _0 j7 k; d+ T& Q $ ?5 Z??A' F0 x9 R6 Y# J7 W / H, ]: ^2 A9 _1 D( Y" t' b. ? 0 a0 E' q/ F$ l, a4 V8 e8 X) P??r/ G : _% }7 H; }??N+ M' z) [ ; X8 h' N1 c* Y- p4 \

51、 # z3 x- x0 `2 J, S3 o$ B. B表征填料特性的數(shù)據(jù)：" o/ O* f$ t) G1 p l* \0 J, E0 ^6 k% T 比表面積 a：?jiǎn)挝惑w積填料層所具有的表面積(m2/m3)。被液體潤(rùn)濕的填料表面就是氣液兩相的接觸面。大的 a 和良好的潤(rùn)濕性能有利于傳質(zhì)速率的提高。對(duì)同種填料，填料尺寸越小，a 越大，但氣體流動(dòng)的阻力也要增加。 2 d7 w, ?" F+ ll * C8 ]: ]- V. n0 y, t# J空隙率 e：?jiǎn)挝惑w積填料所具有的空隙體積(m3/m3)。代表的是氣液兩相流動(dòng)的通道， e* h3 ?1 |/ @! a2 C 大，氣、液通過(guò)

52、的能力大，氣體流動(dòng)的阻力小。 e+ a* d& e8 c. W# E2 \ =0.45~0.95。, t8 A" {2 @) {7 I! o# y l % _6 |" h8 G7 B1 B1 d5 l" g5 W! j填料因子 f：填料比表面積與空隙率三次方的比值(1/m)，a/e3，表示填料的流體力學(xué)性能，值越小，流動(dòng)阻力越小。有干填料因子與濕填料因子之分。5 z' H! [5 F, ~3 |+ n7 p4 A, W l ??V0 G) f$ z1 H$ a堆積密度 rp + H4 C( z' ^% U7 {; p：?jiǎn)挝惑w積填料的質(zhì)量(kg/m3)。在機(jī)械強(qiáng)度允許的條件下，填料壁

53、要盡量薄，以減小填料的堆積密度，從而既可降低成本又可增加空隙率。??I/ g" @/ U' Y5 z6 t1 l7 l0 O 機(jī)械強(qiáng)度大，化學(xué)穩(wěn)定性好以及價(jià)格低廉等也是優(yōu)良填料應(yīng)盡量兼有的性質(zhì)。 * I1 A: l, k: z2 h7 @4 a* q% ?一些難以定量表達(dá)的因素(幾何形狀)對(duì)填料的流體力學(xué)和傳質(zhì)性能也有重要的影響。新型填料的開(kāi)發(fā)一般是改進(jìn)填料幾何形狀使之更為合理，從而獲得高的填料效率。 ) i7 m??j( T$ ?. q. ~- C/ L# q' p 4 p) b4 i& G0 h- h??A???+ _# ]' e ) v; o) V! n/ C$ T2 U9 o

54、: j6 x1 H, X2 x 流體力學(xué)性質(zhì)! O' x! o0 ^* z??C! p5 E2 U 填料塔效率主要取決于填充填料流體力學(xué)性能和傳質(zhì)性能。壓降、液泛氣速、持液量及氣液分布對(duì)填料塔的設(shè)計(jì)和操作參數(shù)的確定至關(guān)重要。 : ~' D- I5 Q5 U; o8 ? ( |0 l# ~/ e' Q7 W# u& F（1）+ a+ W& n3 L2 i* L) z# ~& p 壓降 + y' c% ?/ O: X3 S表面摩擦阻力+形體阻力，前者是氣體在空隙中流動(dòng)時(shí)在填料表面和氣液界面上產(chǎn)生的粘性應(yīng)力，后者是由于氣體流道的突然增大或縮小，方向的改變等造成的動(dòng)能損失。' u2 l8

55、 Y7 G. _ 影響因素：填料特性(幾何形狀、比表面積、e8 E4 N/ q+ y5 O! \! Y9 w! w 等)，流體物性(m、s % }& c6 U) X9 C% X2 g- p8 W等)以及操作條件(氣液流量、T 等)。 2 ?! I- x/ E% G0 H+ Q# n2 e難以進(jìn)行準(zhǔn)確的理論計(jì)算，迄今仍然只能由各種經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式或關(guān)聯(lián)圖進(jìn)行估算。; ~5 Q7 Y2 M0 H$ P8 }1 `2 u ' S% {7 D3 K3 ?( u( ^, q- z% d- p- C0 S+ q : J( x; X; N: L7 }) _4 `（2）泛點(diǎn) " N??W6 P

56、! g# R5 e# a在逆流操作的填料塔內(nèi)，壓降突然直線(xiàn)上升，表明塔內(nèi)已發(fā)生液泛現(xiàn)象的過(guò)程轉(zhuǎn)折點(diǎn)，或在不影響精餾效率前提下的最大操作負(fù)荷,是填料塔的操作極限$ k" U! l* m$ Y/ b8 T" A 泛點(diǎn)氣速：開(kāi)始發(fā)生液泛時(shí)的氣速，泛點(diǎn)的直接表達(dá)參數(shù)。3 ???b3 r0 ]2 \8 D2 C5 L% v l ??H* u4 P0 W& z9 P8 f為防止液泛發(fā)生，最大操作氣速應(yīng) < 95%泛點(diǎn)氣速，設(shè)計(jì)點(diǎn)的氣速通常取泛點(diǎn)氣速的50%~80%。故正確估算泛點(diǎn)氣速對(duì)填料塔的設(shè)計(jì)和操作都十分重要。 & @& q7 ?7 ~1 q) }l % f" b1 ~4 B0 k5 X7

57、`8 g??B7 ~填料的種類(lèi)，物系的物性以及氣、液相負(fù)荷等因素對(duì)泛點(diǎn)都有一定的影響。泛點(diǎn)氣速的估算式通常仍是借助于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所得的各種經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式或關(guān)聯(lián)圖。+ y6 r/ M2 i0 R& ` l $ y: Q% f- @! `" v對(duì)于散裝填料，目前廣泛采用埃克特(Eckert)壓降和氣速通用關(guān)聯(lián)圖中的泛點(diǎn)曲線(xiàn)。( M4 L5 ^3 D5 g8 M( h+ T l9 t# f5 ]: H" E+ r5 L0 I( R' H' f 規(guī)整填料有類(lèi)似的泛點(diǎn)實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)圖，可參考有關(guān)文獻(xiàn)。 1 C2 |. D1 b/ @; F6 v ' D' {" x" x3 D/ p（3）持液量 # j

58、6 c8 v/ o' G) ?4 T4 {8 Al % p4 E' P5 q. o4 q4 W8 E填料的持液量：操作時(shí)單位體積填料在表面和空隙中所積存的液體體積量。由靜持液量和動(dòng)持液量?jī)刹糠纸M成。 ??|5 }' j) d6 B% I8 u" |7 i. Zl( W' C" A" a/ {% p( @ 動(dòng)持液量：停止氣液兩相進(jìn)料后從填料中排放出來(lái)的液體。與填料特性，物性及氣液兩相流量有關(guān)。 5 Z9 x' `3 |& W- V0 E- wl 0 s, r) V??K) J" I4 ]% r靜持液量：液體排放完后仍保留在填料層內(nèi)的那部分液體。與填料表面積，表面特征及潤(rùn)濕性有關(guān)。 5

59、 I8 `, l/ j( V+ W- Pl- i??X7 H8 s+ B6 } 持液量對(duì)填料的壓降、氣液通量以及分離效率均有影響。/ q4 ~7 l/ i5 ^. J' P0 I: \ l??j- r. e6 b$ h: T* c: i2 x 液體在填料層中的停留時(shí)間與持液量成正比，故熱敏性物系分離不宜采用持液量大的填料。 ! E: W2 O* |4 y& S! z" _4 v/ ul! i5 v; K8 S3 Z3 t$ B* a 對(duì)間歇蒸餾不宜采用持液量大的填料。 - I9 t! g/ s: fl* s8 `3 D0 U$ R9 t$ }9 c& [0 C 填料塔穩(wěn)定操作時(shí)持

60、液量越小，靈敏度越高。( L& X4 n7 c( B l1 |3 \. O7 Z/ u& E; v* P: g 理想的操作：大傳質(zhì)表面，較小持液量。 % R% z3 Q9 j! ?7 v5 _: @% x6 h3 X 8 i) ???}??r) z8 H4 Y1 c' T, X（4）氣、液兩相分布 ) B! N# ?* g1 T& R2 j4 D氣、液兩相分布不均勻?qū)λ蕰?huì)產(chǎn)生不利的影響。- E: U, t. U3 |+ Q7 O# R 小尺度不良分布：?jiǎn)蝹€(gè)填料尺度或規(guī)整填料的通道尺度上的不均勻分布。! g8 v% |5 r: B+ Q- m 原因：由于氣體的彌散性，氣體在

61、小尺度上容易分布均勻。而液體能否在填料表面擴(kuò)展成膜與填料的潤(rùn)濕性直接相關(guān)。即使填料潤(rùn)濕性很好，液體的初始分布也很均勻，但在向下流過(guò)一定高度的填料層后部分液體必然會(huì)匯集為細(xì)股流，使另一部分填料表面不能為液體所潤(rùn)濕。 $ {5 k) X, u! t& W% C4 _/ y4 `??f. F小尺度的不良分布是填料的特性，當(dāng)液體流經(jīng)一定距離后，這種不良分布特性保持穩(wěn)定，稱(chēng)為特征分布。通常散裝填料的小尺度不良分布較規(guī)整填料突出。 $ e- n/ V% K( J6 b: I0 A) F大尺度不良分布：由液體初始分布不均、填料層結(jié)構(gòu)不均和塔體傾斜等非正常因素所引起。 ' I4 T* t* n4 x8

62、}" x6 i: M+ U0 b* t: ? 壁效應(yīng)：若塔壁附近空隙率顯著大于填料主體區(qū)，則會(huì)造成液體向壁區(qū)偏流并最終形成沿塔壁垂直向下的壁流，減少了填料氣體區(qū)的液流量。 塔體傾斜會(huì)造成液體優(yōu)先流向下方塔壁而匯集，上方塔壁及靠壁區(qū)液體分布則不足。 填料破碎、變形等也會(huì)造成大范圍的液流分布不均。 大尺度液流不均還會(huì)引發(fā)氣流分布不均，造成氣體走短路，使填料塔操作惡化。 改進(jìn)措施：加強(qiáng)液流入塔的初始分布均勻性，在塔內(nèi)設(shè)置液體再分布器，填料充填均勻，對(duì)大型塔填料尺寸與塔徑之比不大于 1/30 以避免壁效應(yīng)等。 " o. F; y- z% h; G) q. w# C) C4 E 附屬結(jié)構(gòu)

63、 0 S% ]1 }1 y4 |l " A) Y2 c. G3 o/ L填料支承裝置* s4 p; D+ ^* E: d??R （1） ! J: D??E: L/ ???H3 v4 B柵板 - |2 P0 z??t3 }& R: ~& `3 V（2） ; E2 }. I! y0 \0 C- h4 A升氣管6 ^" v8 p5 ^8 o: a( j6 C. k l( D% j0 K4 T' Q 液體分布及再分布裝置) M. {+ k1 f( d; v) a l, d1 V6 u# {( d??k$ O2 s 氣體進(jìn)口分布裝置7 a- {# N. {( r% n l6 W'

64、J$ T" _: Y 出口除沫裝置 4 c* K; }" ^6 Q1 y0 d* `1 E - g* }, h# f( L! ~2 _ 5 u: p6 o* |! `0 j9 v+ g . v& Z5 \; x& ^( |# b" ?! y7 ~設(shè)計(jì)步驟 ! A??J4 Q4 m' {% U7 e1、選擇填料 ; P# A. P( z9 d7 [% w! O0 t( s: l; k( ~2 H (1) 根據(jù)所處理物系的腐蝕及操作溫度確定材質(zhì)；2 \$ k& Q# |8 l - d& P) e8 e0 ?2 P(2) 根據(jù)塔徑確定填料公稱(chēng)直徑；5 V5 B$ U2 w7

65、 A1 p8 Y$ ] 5 A. R' L# U( l1 }( u* @# | (3) 根據(jù)生產(chǎn)能力，所處理物系的粘度和表面張力以及氣體輸送裝置的功率等選用不同填料。 , J; p$ x2 z, B2、確定塔徑 % |7 d1 t: g$ e若無(wú)現(xiàn)場(chǎng)或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)，可根據(jù)公式計(jì)算泛點(diǎn)氣速，從而計(jì)算塔徑。 ' L' ~% G, N( C- e* b0 T3 E " ^( S5 I: G??]3、計(jì)算壓降0 U4 F# v* D* h" |& j 若無(wú)現(xiàn)場(chǎng)或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)，可根據(jù)填料廠(chǎng)商提供的負(fù)荷因子FS～單板壓降DP關(guān)聯(lián)圖表計(jì)算壓降。 5 M( X! G% ?0 p' b4、計(jì)算填料層高度$ K: L& `( v& P" T4 T2 O3 _& N 若無(wú)現(xiàn)場(chǎng)或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)，可根據(jù)填料廠(chǎng)商提供的負(fù)荷因子FS～等板高度HETP關(guān)聯(lián)圖表計(jì)算。$ ~" v( g2 I7 P( l, L. h 5、確定填料的分段數(shù)，選定液相再分布裝置。 ( K2 d0 @" s" E. u% M/ F, q" X6、選定液相噴淋裝置，設(shè)置除霧/沫器。+ N7 M' V- f- J% I, m/ W