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1、填料塔填料发展现状与趋势XXX（北京化工大学化学工程学院，北京100029）摘要：填料塔是化工类企业屮最常用的气、液传质设备之一，具有效率高、压降低、持液贵小、构造简单、安装容易、投资少等优点，广泛用丁•分离操作。而塔填料又是填料塔技术发展的关键。本文论述了国A外塔填料的发展现状及发展趋势，详细介绍丫各种新型敗堆填料、规整填料结构特点、流体力学性能和传质性能,并比较丫各£1的优缺氐说明丫塔填料在填料塔技术中的i要性。关键词：填料塔；散堆填料；规整填料引言填料塔具有效率高、压降低、持液量小、构造简单、安装容易、投资少等
2、优点，是石油、化工、化纤、轻工、制药及原子能等工业中广泛应用的气液接触传质没备之一。塔填料是填料塔的核心构件,是气液两相进行热和质交换的场所，它为气液两相间热、质传递提供了有效的相界而。塔填料的性质决定了填料塔的操作，只有性能优良的塔填料再辅以理想的塔内件,才有望构成技术上先进的填料塔。因此，人们对塔填料的研究十分活跃。对塔填料改进与更新的目的在于：改善流体的均匀分布，提高传递效率，减少流动阻力，增大流体的流量以满足降耗、节能、设备放大、高纯产品制备等各种需要。本文就是对填料塔填料的一个综述。1塔填料分类及特点塔填料
3、主要分两大类：散装填料和规整填料。散堆填料是具有一定几何尺寸的颗粒体，在塔内以散堆方式堆积。散堆填料及其塔设备主要川在吸收、解吸、精馏、干燥和萃取等气-液或液-液接触的传质传热过程。近年来一些新型高效散堆填料的出现以及在一些行业的成功应用，说明散堆填料将在某些领域得到新的发展m。另外，国N外最新的研究表明,在液液萃取、液气比很大的吸收和岛压精馏情况下，应用散堆填料的操作性能优于规整填料和塔盘
4、2］。因此在合成氨的气体净化、石汕化工和焦化等领域,散堆填料得到广泛的应用。此外，反应蒸馏、硫化干燥和超重力分离等领域也在使用
5、散堆填料。规整填料是一种在塔内按均匀儿何图形排布、整齐堆砌的填料。规整填料塔以其处理能力大、效率高、压降低、能耗小等特点，在填料塔的应用及塔盘的改造中得到广泛的应用。规整填料塔不仅在一般惜况下可提商分离效率，降低能耗,而且尤其适合一些特殊情况，如难分离物系、热敏物系、真空蒸馏等。规整填料上的网孔或波纹便于液膜形成，其波纹的导向性有良好的细分布作用，且使液体的沟流大大减少。规整填料塔中壁流仍是影响塔内介质反应效率的主要因素之•一，特别是填料层过高吋尤其如此。所以，掌握塔内的壁流量并设法降低是十分必要的。目前规整填料种类
6、多、形状不同、特性各异。但理想的规整填料应具备以下特点：尽可能大的比表面积，填料表面均匀润湿,液膜能不断更新，气流可高度湍动，气、液分布良好，K11力压降小,通i大，操作弹性大,适应性强,放大效应低［3］。2最新填料的发展水平及主要性能2.1散装填料近年来散堆填料的研宂方向主要集中在以下几个方面％:①散堆填料的自规整化；②开发适用于新塔型的散堆填料；③填料功能复合化；④对填料表而加以改性以提高传质效率；⑤复合填料塔。从近些年的理论和工业开发来看,散堆填料的发展趋势是朝增大空隙率和减少压降、增大比表面积、改善润湿性能以
7、及功能多样化的方向发展。(1)IMPAC填料［s］IMPAC填料采用多褶壁面、多层筋片、消除床内死角和单体互相嵌套等技术,所以该填料兼有规整填料和散堆填料之特性。与一般的散堆填料相比通量可以提高10%—30%，具有高比表面积，单元传质高度低，无翻边结构，避免了气液滞留，多层翅片，自分布性能优良，故对气液分布器的要求远不如规整填料严格，压降小，单位外形呈扁环,填料单元立放最稳,有利于加强气液湍动，活化内表面，既具有一般散堆填料拆装方便、维修改造灵活的特性，又具有规整填料比表而积大、空隙率商、流体分布均匀的优点。(2)双
8、鞍环填料北京化工大学研发的双鞍环新型填料具有如下特点：双鞍环在结构上属于开孔环、鞍环，既包含环矩鞍的构成，又融入纳特环的构思。由于突破一般填料的对称性，有利于构成较为均衡的床层，提供良好的水力学和传质的硬件条件；双鞍环的基本性能全而优于环矩鞍，负载能力提高约10%,压降减少10%—20%，分离效率提高约17%。尤其是传质单元压降减少近40%,这对于塔的节能改造、热敏性物系的分离以及真空精馏设计具有较高的实用价值：在若干技术经济指标的对比上，双鞍环不仅有较高的综合技术指标,而且在节省材耗和提高强度重量比等方面也呈现山较
9、强的经济性，比环矩鞍更具有竞争力。(3)阶梯短环填料阶梯短环填料(CascadeMiniRing,CMR)与其前身阶梯环相比，高径比从原有的0.5降到0.3。这种看似简单的儿何特性却是CMR性能优越的关键。大量试验表明，CMK的性能确实明显优于鲍尔环和筛板塔,其压降约为拉丙环的30%,传质系数比拉丙环大约提高50%。因此，CMR的应用很广泛，已
