青海大学吸收课件第二章(填料塔)(自学内容)详解.ppt

第五节 填料塔 一、填料塔的结构与填料性能 二、填料塔的流体力学性能 三、填料塔的附件 板式塔与填料塔的比较及塔设备选型 （二）选型原则 1、填料支承装置 【作用】填料支承安装在填料层底部，主要有以下几个作用： （1）阻止填料穿过气体分布装置而掉下来； （2）支承操作状况下填料床层的重量。 【分类】常用的填料支承装置有： （1）栅板型； （2）梁型； （3）升气管型等。 栅板式填料支撑装置 梁（气体喷射）式填料支撑装置 升气管式填料支撑装置 2、填料压紧装置 【作用】防止在气流的作用下填料床层发生松动和跳动而引起的填料破碎或带走。 【分类】填料压紧装置分为填料压板和床层限制板两大类，每类又有不同的型式。 填料压板自由放置于填料层上端，靠自身重量将填料压紧。它适用于陶瓷、石墨等制成的易发生破碎的散装填料。 （1）填料压板 各种填料压板 【特点】无需固定，产生的压强为1100Pa左右。 【使用对象】床层限制板用于金属、塑料等制成的不易发生破碎的散装填料及所有规整填料。 【使用方法】床层限制板要固定在塔壁上，为不影响液体分布器的安装和使用，不能采用连续的塔圈固定，对于小塔可用螺钉固定于塔壁，而大塔则用支耳固定。 【特点】产生的压强为300Pa左右。 （2）床层限制板 床层限制板 3、液体分布装置 【分类】液体分布装置的种类多样，有喷头式、盘式、管式、槽式及槽盘式等。 液体淋洒不良就不能在填料表面散布均匀，甚至出现沟流现象，严重影响填料表面的有效利用率。 要做到液体开始分布良好，在填料塔顶设置液体分布器。 【作用】使加入到塔内的吸收剂分布均匀。 【结构特点】这种填料层中主要为弧形的液体通道，填料层内的空隙较环形填料（尤其较拉西环填料）更加连续，可使气体向上流动时主要沿弧形通道流动。 【性能特点】空隙率大，压降和传质单元高度低，泛点高、汽液接触充分、比重小、传质效率高、通量大，效率高，负荷弹性性大，抗污性好等特点。 （1） 1950年出现的矩鞍形填料是改进型填料； （2）其形状仍像马鞍，但做得较厚实，形状比弧鞍形填料简单； （3）矩鞍形填料不对称，不论以何种方式接触都不会叠合。 （4）矩鞍形填料是当前应用较多的一种填料。 【矩鞍形填料】 矩鞍形填料 【球形填料】 【金属环矩鞍形填料】 ⑤波纹填料 波纹整砌填料是我国开发成功并于1971年应用的填料类型。 【结构特点】由许多具有相同几何形状的填料单元体——波纹片相互平行、叠加组成的圆柱状单元。 陶瓷波纹填料 塑料波纹填料 波纹填料实物图 【波纹填料的性能特点】 （1）由于波纹填料独特的结构，其表面的倾斜曲折通道可形成极薄的液膜及气流； （2）能促进气、液流的湍动程度，但又不阻挡气、液流； （3）极大的增大了气液两相的传质速率。 【波纹填料的材料】碳钢、不锈钢、铝、陶瓷、玻璃钢及纸浸树脂等。 （1）流通量大。新塔设计可缩小直径，老塔改造可大幅度增加处理量； （2）分离效率高，较散堆填料有大得多的比表面积； （3）压降低，可节约大量能源； （4）操作弹性大，持液量小，放大效应不明显；　 【波纹填料的优点】波纹填料与板式塔、散堆填料相比，具有以下优异的性能： 5、填料的特性 【定义】塔内单位体积填料层具有的填料表面积，m2/m3。 【影响】填料比表面积的大小是气液传质比表面积大小的基础条件。填料的比表面积愈大，所提供的气液传质面积愈大。因此，比表面积是评价填料性能优劣的一个重要指标。 （1）比表面积a 【两点说明】 （1）操作中有部分填料表面不被润湿，以致比表面积中只有某个分率的面积才是润湿面积。据资料介绍，填料真正润湿的表面积（有效表面积）只占全部填料表面积的（20～50）%。 （2）有的部位填料表面虽然润湿，但液流不畅，液体有某种程度的停滞现象。这种停滞的液体与气体接触时间长，气液趋于平衡态，在塔内几乎不构成有效传质区。 【结论】填料的比表面积并非有效的传质面积。 【定义】塔内单位体积填料层具有的空隙体积，m2/m3。 【影响】ε为一分数。ε值大则气体通过填料层的阻力小，故ε值以高为宜。 填料的空隙率越大，气体通过的能力（处理能力）越大且压降低。因此，空隙率是评价填料性能优劣的又一重要指标。 （2） 空隙率ε （3）填料因子 【定义】比表面积a与空隙率?所组成的复合量a/?3。 ①干填料因子 填料未被液体润湿时的a/?3称为干填料因子，它反映了填料的几何特性； ②湿填料因子 填料被液体润湿后，填料表面覆盖了一层液膜，空隙率变小，此时的a/? 3称为湿填料因子，用φ表示。其单位为1/m。 湿填料因子反映了填料的流体力学性能，空隙率?越大，φ值越小，表明流动阻力越小。 （1）填