萍乡科隆为您介绍-规整填料精馏塔

萍乡科隆为您介绍-规整填料精馏塔

填料塔是石油、化工、轻工、制药以及原子能工业中广泛应用的化工分离设备，约有一百多年的发展史。近年来，随着分离科技的发展，填料塔不断改进，出现了不少具有高通量、率、低压降的新型填料，同时与之相适应的新型塔内件也应运而生，从而给填料塔的发展带来了新的生机。由于采用了率、放大效应小的填料。同时改进了液体分配器的结构，使得目前波纹填料塔zui大直径已经可达14M。

随着空分设备的大型化和无氢制氩技术的发展，采用微分接触的率填料塔势在必行，使用规整填料的空分装置与传统空分装置相比，具有以下有点：

• 压降低、能耗低、传质效果好；
• 装置操作弹性高；
• 容易提取高纯度氩；
• 装置启动积液容易；
• 适用于各种塔径，可通过使用填料缩小塔径和降低塔高；

常见的填料塔结构：它由外壳、塔填料、液体分布器、液体收集器、支撑格栅、定位格栅、气体进口管、带防涡器的液体出口管以及裙座组成。

常见填料塔组件名称

•        规整填料
•        支撑
•        液体收集器
•        带导液的环形槽道
•        液体分布器
•        定位格栅
•        支撑格栅
•        气体进口管
•        塔底
•        带防涡器的液体出口管
•        裙座
•        底座

• 波纹填料的几何结构

板波纹填料通常按照塔径大小做成圆柱状填料盘，每盘填料由压成波纹状的薄片相错排列组装而成。

2.几何特性参数计算

比表面积  指每立方米填料层所具有的填料的总几何表面积，单位为㎡/m³；

堆积密度  指每立方米填料层的填料重量，单位为kg/m³；

空隙率  指每立方米填料层中所具有的空隙率，单位为m³/m³；

开孔率   取一片波纹片，用卡尺量取峰高、波距以及波片宽度，并读出波纹数，计算该波纹片上一个面的表面积，然后计算该波纹片上孔的总面积，用此孔面积除以即为开孔率。

当量直径用已测得的峰高、波距值，计算波纹边线长度，然后算出内接圆的半径，两倍之，则得该波纹填料的当量半径值。也可用上面测得的比表面积、空隙率和波纹片厚，用下式计算当量半径值。

干填料因子   可直接由上述测定并计算得的该填料比表面积和床层空隙率算出。

塔内件设计

1、填料支撑

填料支撑的基本要求有：

• 符合承重要求，支撑板上的负荷包括填料重量、填料空隙中充满液体的重量及可能加到装置上冲击压力的总和。
• 支撑装置的自由流动净截面面积应是塔截面面积的65% ，或更大，以防止由于流体流动受阻，压力降增加而导致液乏。
• 支撑装置上的填料层高度应按规定设计，以免产生机械的、振动的和热的冲击负荷，影响塔的操作。                      

2、液体分配器

塔内液体的均布是填料塔良好操作之关键所在，它直接影响塔内气液两相的接触表面积及填料塔的操作效率。在空分装置的精馏中，一般采用液体自流式（即重力型）。

填料上的液体分布器的选择，与塔直径的大小、填料形式及分布器的材质有关。分布器一般为两类：①液体自流式；②液体受压进料。                              

液体自流式分配器  液体受压进料式分配器    

筛板式液体分配器

切口形液体分配器

管式液体分配器

•  适用于较小的液体流量（≤0.72m³/㎡ h）,且限制流量的波动范围，即液体流量调节比2.5倍。
•   适用于较小的黏度且在操作温度下不易冻结的非混浊液体，以防降液筛孔的堵塞。若必须使用于混浊液体，需事先充分过滤。
•   由于降液与上升气体分道，故特别适用于易起泡的液体物系。
•   降液筛孔多而分散，故适用于装填有不易使液体均匀分布的填料的填料塔。
•   适用于直径≥3m的填料塔中。

• 适用于较大液体流量，否则由于单位面积液体分布点较少会导致液体分布不均。留液调节比为3~4.
• 适用于含较多固体杂质且在操作温度下易冻结的液体。
• 由于气液逆向同道对流，易使液体泛出器外，故一般筒式切口形液体分配器不宜用于易起泡液体物系。
• 液体分布点较少，故不适用于横向分散性差的环形填料。
• 槽式切口液体分配器适用于直径≥0.8m填料塔中。筒式切口形液体分配器适用于直径≤1.2m填料塔中。

• 适用于液体流量较小的情况下，且限制流量的波动范围，即液体流量调节比2左右。
• 适用于黏度小的清液系统。
• 适用于气液两相进料的填料中。
• 可适用于不同塔径的填料塔中。

2.1圆筒形升气式液体分布器

由筛孔平底圆板及供气体上升的圆管组成。一般圆板可分为几块，以便安装。进液管筛孔圆板中央处上方，且使管底边高出升气管150mm左右，以保证平板上所有筛孔上形成均匀的液面。

其设计步骤为：

• 据塔径，确定出液体分布器的直径，
• 升气管：通常情况下，升气管总截面面积的15%~45%。升气管直径取DN100~DN150为宜，升气管的高度可根据要求自定。