第4章气液传质设备-4.ppt

第三节 填料塔 （Packed Tower） 一、填料塔结构及填料的作用 二、填料的性能评价 三、填料塔的设计 四、填料塔的流体力学特性 五、气液传质设备的比较和选用 第三节 填料塔 （Packed Tower） （2）鲍尔环（Pall ring）填料 (3)阶梯环填料（Stair ring） (4)弧鞍形(Berl saddle)矩鞍形(Intalox saddle)填料 第三节 填料塔 （Packed Tower） (2)空隙率ε : 第三节 填料塔 （Packed Tower） 4.填料塔的附属结构 液体分布装置（Liquid distributor） （2）液体再分布器（Liquid redistributor） 气体出口的除雾装置（Demister） 四、填料的流体力学性能 第三节 填料塔 （Packed Tower） 第三节 填料塔 （Packed Tower） 五、气液传质设备的比较和选用 第三节 填料塔 （Packed Tower） （1）塔径较大时采用板式塔； （2）当所需的传质单元数或理论板数较多时考虑用板式塔； （3）需取出热量时需用板式塔； （4）液相流量较小时适用板式塔； （5）液体中含有固体颗粒时宜用板式塔； （6）侧线出料时宜用板式塔； （7）减压塔可考虑用填料塔； （8）有腐蚀，易发泡的物系可采用填料塔。 一、填料塔结构及填料的作用 液体入口 塔体 液体分布器 填料 液体再分布器 填料支承板 气体出口 气体入口 液体出口 1.填料塔结构 第三节 填料塔 （Packed Tower） 2.填料的作用 分散液体，增大气液相接触面积。 3.填料的类型 填料 散装填料 规整填料 （1）拉西环（Raschig ring）填料 优点：易于制造，价格低廉，且对它的研究较为充分，所以在过去较长的时间内得到了广泛的应用。 缺点：液体常存在严重的沟流和壁流现象。且拉西环填料的内表面润湿率较低，因而传质速率也不高。 在拉西环基础上衍生了θ环、十字环等，其基本改进是在拉西环内增加一结构，以增大填料的比表面积。 拉西环 常见散装填料 鲍尔环填料的优良性能使它一直为工业所重视，应用十分广泛。可由陶瓷、金属或塑料制成。 同尺寸的鲍尔环与拉西环虽有相同的比表面积和空隙率，但鲍尔环在其侧壁上的小孔可供气液流通，使环的内壁面得以充分利用。 比之拉西环，鲍尔环不仅具有较大的生产能力和较低的压降，且分离效率较高，沟流现象也大大降低。 鲍尔环 第三节 填料塔 （Packed Tower） 阶梯环填料的性能在鲍尔环的基础上又有提高，其生产能力可提高约10%，压降则可降低25%，且由于填料间呈多点接触，床层均匀，较好地避免了沟流现象。 阶梯环一般由塑料和金属制成，由于其性能优于其它侧壁上开孔的填料，因此获得广泛的应用。 第三节 填料塔 （Packed Tower） 优点：空隙率高，气体阻力小，液体分布性能较好，填料性能优于拉西环。 矩鞍填料的两端为矩形，且填料两面大小不等。克服了弧鞍填料相互重叠的缺点，填料的均匀性得到改善。液体分布均匀，气液传质速率得到提高。瓷矩鞍填料是目前采用最多的一种瓷质填料。 缺点：相邻填料易相互套叠，使填料有效表面降低，从而影响传质速率。 第三节 填料塔 （Packed Tower） 有环形与鞍形的结构特点，生产能力大、压降低、液体分布性能好、传质速率高及操作弹性大，在减压蒸馏中其优势更为显著。 (5)金属英特洛克斯（Intalox）填料 第三节 填料塔 （Packed Tower） 规整填料一般由波纹状的金属网或多孔板重叠而成。 使用时根据填料塔的结构尺寸，叠成圆筒形整块放入塔内或分块拼成圆筒形在塔内砌装。 规整填料 第三节 填料塔 （Packed Tower） ? 6400金属板波纹规整填料 ? 300脉冲规整填料 各种陶瓷规整填料 优点：空隙大，生产能力大，压降小。液体分布均匀，几乎无放大效应，通常具有很高的传质效率。 缺点：造价较高，易堵塞难清洗，因此工业上一般用于较难分离或分离要求很高的情况。 第三节 填料塔 （Packed Tower） 单位体积填料层的空隙体积称为空隙率，其单位为m3/m3。值大，气液通过能力大，流动阻力小，压强降低。 (3)填料因子 (σ/ε3) : 填料因子代表填料的流体力学特性。值小，表明流动阻力小，液泛速度较高。 单位体积填料层的填料表面积称为比表面积，单位为m2/m3。显然，值大有利于增大