萍鄉(xiāng)科隆為您介紹-規(guī)整填料精餾塔

填料塔是石油、化工、輕工、制藥以及原子能工業(yè)中廣泛應(yīng)用的化工分離設(shè)備，約有一百多年的發(fā)展史。近年來，隨著分離科技的發(fā)展，填料塔不斷改進(jìn)，出現(xiàn)了不少具有高通量、率、低壓降的新型填料，同時(shí)與之相適應(yīng)的新型塔內(nèi)件也應(yīng)運(yùn)而生，從而給填料塔的發(fā)展帶來了新的生機(jī)。由于采用了率、放大效應(yīng)小的填料。同時(shí)改進(jìn)了液體分配器的結(jié)構(gòu)，使得目前波紋填料塔zui大直徑已經(jīng)可達(dá)14M。

隨著空分設(shè)備的大型化和無氫制氬技術(shù)的發(fā)展，采用微分接觸的率填料塔勢(shì)在必行，使用規(guī)整填料的空分裝置與傳統(tǒng)空分裝置相比，具有以下有點(diǎn)：

• 壓降低、能耗低、傳質(zhì)效果好；
• 裝置操作彈性高；
• 容易提取高純度氬；
• 裝置啟動(dòng)積液容易；
• 適用于各種塔徑，可通過使用填料縮小塔徑和降低塔高；

常見的填料塔結(jié)構(gòu)：它由外殼、塔填料、液體分布器、液體收集器、支撐格柵、定位格柵、氣體進(jìn)口管、帶防渦器的液體出口管以及裙座組成。

常見填料塔組件名稱

•        規(guī)整填料
•        支撐
•        液體收集器
•        帶導(dǎo)液的環(huán)形槽道
•        液體分布器
•        定位格柵
•        支撐格柵
•        氣體進(jìn)口管
•        塔底
•        帶防渦器的液體出口管
•        裙座
•        底座

• 波紋填料的幾何結(jié)構(gòu)

板波紋填料通常按照塔徑大小做成圓柱狀填料盤，每盤填料由壓成波紋狀的薄片相錯(cuò)排列組裝而成。

2.幾何特性參數(shù)計(jì)算

比表面積  指每立方米填料層所具有的填料的總幾何表面積，單位為㎡/m³；

堆積密度  指每立方米填料層的填料重量，單位為kg/m³；

空隙率  指每立方米填料層中所具有的空隙率，單位為m³/m³；

開孔率   取一片波紋片，用卡尺量取峰高、波距以及波片寬度，并讀出波紋數(shù)，計(jì)算該波紋片上一個(gè)面的表面積，然后計(jì)算該波紋片上孔的總面積，用此孔面積除以即為開孔率。

當(dāng)量直徑用已測(cè)得的峰高、波距值，計(jì)算波紋邊線長(zhǎng)度，然后算出內(nèi)接圓的半徑，兩倍之，則得該波紋填料的當(dāng)量半徑值。也可用上面測(cè)得的比表面積、空隙率和波紋片厚，用下式計(jì)算當(dāng)量半徑值。

干填料因子   可直接由上述測(cè)定并計(jì)算得的該填料比表面積和床層空隙率算出。

塔內(nèi)件設(shè)計(jì)

1、填料支撐

填料支撐的基本要求有：

• 符合承重要求，支撐板上的負(fù)荷包括填料重量、填料空隙中充滿液體的重量及可能加到裝置上沖擊壓力的總和。
• 支撐裝置的自由流動(dòng)凈截面面積應(yīng)是塔截面面積的65% ，或更大，以防止由于流體流動(dòng)受阻，壓力降增加而導(dǎo)致液乏。
• 支撐裝置上的填料層高度應(yīng)按規(guī)定設(shè)計(jì)，以免產(chǎn)生機(jī)械的、振動(dòng)的和熱的沖擊負(fù)荷，影響塔的操作。                      

2、液體分配器

塔內(nèi)液體的均布是填料塔良好操作之關(guān)鍵所在，它直接影響塔內(nèi)氣液兩相的接觸表面積及填料塔的操作效率。在空分裝置的精餾中，一般采用液體自流式（即重力型）。

填料上的液體分布器的選擇，與塔直徑的大小、填料形式及分布器的材質(zhì)有關(guān)。分布器一般為兩類：①液體自流式；②液體受壓進(jìn)料。                              

液體自流式分配器  液體受壓進(jìn)料式分配器    

篩板式液體分配器

切口形液體分配器

管式液體分配器

•  適用于較小的液體流量（≤0.72m³/㎡ h）,且限制流量的波動(dòng)范圍，即液體流量調(diào)節(jié)比2.5倍。
•   適用于較小的黏度且在操作溫度下不易凍結(jié)的非混濁液體，以防降液篩孔的堵塞。若必須使用于混濁液體，需事先充分過濾。
•   由于降液與上升氣體分道，故特別適用于易起泡的液體物系。
•   降液篩孔多而分散，故適用于裝填有不易使液體均勻分布的填料的填料塔。
•   適用于直徑≥3m的填料塔中。

• 適用于較大液體流量，否則由于單位面積液體分布點(diǎn)較少會(huì)導(dǎo)致液體分布不均。留液調(diào)節(jié)比為3~4.
• 適用于含較多固體雜質(zhì)且在操作溫度下易凍結(jié)的液體。
• 由于氣液逆向同道對(duì)流，易使液體泛出器外，故一般筒式切口形液體分配器不宜用于易起泡液體物系。
• 液體分布點(diǎn)較少，故不適用于橫向分散性差的環(huán)形填料。
• 槽式切口液體分配器適用于直徑≥0.8m填料塔中。筒式切口形液體分配器適用于直徑≤1.2m填料塔中。

• 適用于液體流量較小的情況下，且限制流量的波動(dòng)范圍，即液體流量調(diào)節(jié)比2左右。
• 適用于黏度小的清液系統(tǒng)。
• 適用于氣液兩相進(jìn)料的填料中。
• 可適用于不同塔徑的填料塔中。

2.1圓筒形升氣式液體分布器

由篩孔平底圓板及供氣體上升的圓管組成。一般圓板可分為幾塊，以便安裝。進(jìn)液管篩孔圓板中央處上方，且使管底邊高出升氣管150mm左右，以保證平板上所有篩孔上形成均勻的液面。

其設(shè)計(jì)步驟為：

• 據(jù)塔徑，確定出液體分布器的直徑，
• 升氣管：通常情況下，升氣管總截面面積的15%~45%。升氣管直徑取DN100~DN150為宜，升氣管的高度可根據(jù)要求自定。