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填料塔设计讲解 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望上页左图为结构适合直上页左图为结构适合直径小于径小于800mm800mm的填料塔的填料塔 1 1、规整填料、规整填料2 2、支撑栅板、支撑栅板3 3、液体收集器、液体收集器4 4、降液管、降液管5 5、管式液体分布器、管式液体分布器 上页右图为结构适合直径大上页右图为结构适合直径大于于800mm800mm的填料塔的填料塔 1 1、规整填料、规整填料2 2、支撑栅板、支撑栅板3 3、液体收集器、液体收集器4 4、集液环、集液环5 5、多级槽式液体分布器、多级槽式液体分布器6 6、填料压圈、填料压圈7 7、支撑栅板、支撑栅板8 8、蒸汽入口管、蒸汽入口管9 9、塔底、塔底10 10、至再沸器循环管、至再沸器循环管11 11、裙座、裙座12 12、底座环、底座环 填料塔的结构bb填料塔的结构填料塔的结构bb填料：气液传质的基本填料：气液传质的基本单元。填料不仅提供了单元。填料不仅提供了气液两相的传质表面，气液两相的传质表面，而且促使气液两相分散，而且促使气液两相分散，并使液膜不断更新。并使液膜不断更新。bb液体分布装置：将进塔液体分布装置：将进塔液体均匀的喷洒在整个液体均匀的喷洒在整个塔截面上，在填料表面塔截面上，在填料表面上呈膜状流下。上呈膜状流下。填料塔bb支承装置：支承填料兼做气体分布装置。空隙率不应小于床层空隙率。bb除沫器：除去出塔气体中夹带的少量液沫。bb要使填料塔内气液两相有良好的接触，填料就必需充分润湿，优良的液体分布装置十分重要，必要时设置液体再分布装置。填料填料特性和常用类型bb比表面积比表面积a a：表征填料可供润湿的传质面积的大小。同种填料，尺表征填料可供润湿的传质面积的大小。同种填料，尺寸愈小，比表面积愈大，价格愈高寸愈小，比表面积愈大，价格愈高。bb空隙率：表征填料可供气体通过的空隙的大小。填料空隙率：表征填料可供气体通过的空隙的大小。填料层应有尽可能大的空隙率，减小流动阻力或提高允许层应有尽可能大的空隙率，减小流动阻力或提高允许气速（生产能力）。气速（生产能力）。bb填料的几何形状：要有利于液流铺展成液膜并不断更填料的几何形状：要有利于液流铺展成液膜并不断更新。新填料的开发主要是改进填料的形状。新。新填料的开发主要是改进填料的形状。bb其他：强度、耐蚀性等。填料的材质应与液体有良好其他：强度、耐蚀性等。填料的材质应与液体有良好的润湿性。的润湿性。常用填料bb常用填料：环壮填料：拉西环、鲍尔环、阶梯环；弧鞍型填料；矩鞍型填料；网体填料；规整填料等。bb乱堆填料具有液体自分布能力；规整填料取决于初始分布。bb干装填料空隙率较小，湿装填料空隙率较大。填料塔内气液两相流动特征bb液体成膜特征：液体成膜特征：选择材质要使液固表面张力较小，使等式两端差值较大，选择材质要使液固表面张力较小，使等式两端差值较大，利于液流铺展为液膜。利于液流铺展为液膜。bb填料塔内液膜更新：乱堆填料利于液流铺展成液膜并填料塔内液膜更新：乱堆填料利于液流铺展成液膜并不断更新。但接触点（面）不断更新。但接触点（面）处可能存在死角。处可能存在死角。bb填料塔内液体分布：乱堆填料具有液体自分布能力；填料塔内液体分布：乱堆填料具有液体自分布能力；规整填料取决于初始分布。塔径愈大，初始分布要求规整填料取决于初始分布。塔径愈大，初始分布要求愈高；同一塔，液量愈大，特征分布愈均匀。特征分愈高；同一塔，液量愈大，特征分布愈均匀。特征分布布-经过足够的填料高度使液体分布充分发展，充分经过足够的填料高度使液体分布充分发展，充分发展的液体分布即为特征分布。向下液流外流至壁面发展的液体分布即为特征分布。向下液流外流至壁面并沿壁流下形成壁流，称为壁流现象。如塔径与填料并沿壁流下形成壁流，称为壁流现象。如塔径与填料直径（直径（D/d)D/d)小于小于8 8，壁流现象显著。工业要求，壁流现象显著。工业要求D/d30.D/d30.填料塔内气液两相流动特征bb填料塔中的持液量：操作填料塔中的持液量：操作时单位填充体积所具有的时单位填充体积所具有的液体体积，称为持液量。液体体积，称为持液量。希望保持传质面积的同时希望保持传质面积的同时持液量较小。持液量取决持液量较小。持液量取决于液膜厚度，喷淋量愈大，于液膜厚度，喷淋量愈大，持液量愈大。气量过大，持液量愈大。气量过大，使液膜增厚，持液量增大。使液膜增厚，持液量增大。bb气液两相逆流流动，气液之间气液两相逆流流动，气液之间呈交互影响。液量增大，液膜呈交互影响。液量增大，液膜增厚，使实际气速增大，压降增厚，使实际气速增大，压降增大；液量一定，气量增大，增大；液量一定，气量增大，也会使液膜增厚，压降增大也会使液膜增厚，压降增大填料塔内气液两相流动特征bb填料层内，压降正比于气量的填料层内，压降正比于气量的1.82.01.82.0次方。次方。bb气液两相逆流流动，气液之间呈交互影响。液量增大，气液两相逆流流动，气液之间呈交互影响。液量增大，液膜增厚，使实际气速增大，压降增大；液量一定，液膜增厚，使实际气速增大，压降增大；液量一定，气量增大，也会使液膜增厚，压降增大气量增大，也会使液膜增厚，压降增大bb1.1.低气速时，气液之间呈交互作用不大。随气速增大，低气速时，气液之间呈交互作用不大。随气速增大，液膜增厚使压降增大，压降曲线变陡，斜率远大于液膜增厚使压降增大，压降曲线变陡，斜率远大于2 2，持液量增大，称为载点（图中持液量增大，称为载点（图中A A点）。气速继续增大，点）。气速继续增大，两相交互作用增大，液膜迅速增厚，持液量继续增大，两相交互作用增大，液膜迅速增厚，持液量继续增大，压降曲线近于垂直，图中压降曲线近于垂直，图中B B点为泛点。液量愈大，达到点为泛点。液量愈大，达到载点和泛点的气速愈小。载点和泛点的气速愈小。bb2.气速达到泛点以后，两相交互作用恶性气速达到泛点以后，两相交互作用恶性发展，液体难以下流，气体变为分散相发展，液体难以下流，气体变为分散相以气泡形式穿过液层，形成液泛。液泛以气泡形式穿过液层，形成液泛。液泛特征为噪音很大，压降剧增。仍可操作，特征为噪音很大，压降剧增。仍可操作，但传质效果极差。但传质效果极差。bb3.3.填料塔操作气速应在载点和泛点之间。填料塔操作气速应在载点和泛点之间。填料塔的传质bb影响泛点气速的因素：影响泛点气速的因素：1.1.填料因子填料因子 还与填料形状有关。填料因子小表明所允许的还与填料形状有关。填料因子小表明所允许的泛点气速高。泛点气速高。2.2.流体的物性：液体密度愈大，流体的物性：液体密度愈大，泛点气速愈高；气体密度、液体粘度愈大、摩泛点气速愈高；气体密度、液体粘度愈大、摩擦阻力愈大。擦阻力愈大。3.3.液气比愈大，泛点气速愈小。液气比愈大，泛点气速愈小。bb液泛气速关联，操作气速下的压降关联液泛气速关联，操作气速下的压降关联 bb最小喷淋密度最小喷淋密度-为使填料润湿良好，液体为使填料润湿良好，液体流量必须大于最小喷淋密度。必要时，可采用流量必须大于最小喷淋密度。必要时，可采用液体再循环或加大回流比以满足最小喷淋密度液体再循环或加大回流比以满足最小喷淋密度的要求。的要求。板式塔与填料塔比较bb 板式塔板式塔 填料塔填料塔bb操作范围操作范围操作范围操作范围 宽宽宽宽 窄窄窄窄bb清洗、侧线中间换热清洗、侧线中间换热清洗、侧线中间换热清洗、侧线中间换热 方便方便方便方便 不方便不方便不方便不方便bb大塔径大塔径大塔径大塔径 易易易易 难难难难bb易聚合、含固体物料易聚合、含固体物料易聚合、含固体物料易聚合、含固体物料 方便方便方便方便 不方便不方便不方便不方便bb设计资料设计资料设计资料设计资料 多多多多 少少少少bb压降压降压降压降 大大大大 小小小小bb易起泡物料易起泡物料易起泡物料易起泡物料 更合适更合适更合适更合适bb热敏性、腐蚀性物料热敏性、腐蚀性物料热敏性、腐蚀性物料热敏性、腐蚀性物料 更合适更合适更合适更合适bb精密分离精密分离精密分离精密分离 用高效填料用高效填料用高效填料用高效填料