化工设备 填料塔.ppt

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1、第一节概述第二节板式塔及其结构设计第三节填料塔及其结构设计第四节其它结构设计第五节塔体和裙座的强度计算21.基本特点:结构简单，压力降小，传质效率高，便于采用耐腐蚀材料制造等。对于热敏性及容易发泡、易结垢的物料，更显出其优越性。2.科技前沿:(1)开发多种形式、规格和材质的高效，低压降，大流量的填料。(2)与不同填料相匹配的塔内件结构。(3)填料层中液体的流动及分布规律。(4)蒸馏过程的模拟。填料塔31.填料填料—塔的核心内件，提供气-液两相接触的传质和换热表面，与塔的其它内件共同决定塔的性能。填料分类散装填料规整填料1)散装填料—

2、安装时以乱堆为主，也可以整砌。具有一定外形结构的颗粒体，又称颗粒填料。散装填料环形鞍形环鞍形4散装填料的发展金属Intaloxθ环十字环内螺旋环环形填料拉西环隔板环金属环阶梯环短拉西环鞍形填料弧鞍形矩鞍形改进矩鞍形环鞍形半环填料(环-鞍)(鞍-环)5拉西环a采用乱堆方式填充。特点：填料间易产生架桥，相邻填料外表面间形成线接触，填料层内形成积液、液体的偏流、沟流、股流，阻力较大，通量较小。θ环、十字环及内螺旋填料b采用乱堆和整堆方式填充。特点：表面积增加，分离效率有所提高，但总体而言，其传质效率并没有显著提高。6c开孔环形填料特点：既

3、充分利用了环形填料的表面又增加了许多窗孔，大大改善了气液两相物料通过填料层时的流动状况，增加气体通量，减少气相的阻力，增加填料层的湿润表面，提高了填料层的传质效率。金属鲍尔环的结构阶梯环的结构（金属）类似于鲍尔环，但高度减小一半，一端扩为喇叭形翻边，增加填料环的强度，且使填料在堆积时相互接触由线接触为主变成为以点接触为主，增加填料颗粒的空隙，减少气体通过填料层阻力，改善液体的分布，促进液膜的更新，提高传质效率。7d鞍形填料结构类似马鞍形。特点：弧形的液体通道，空隙率较环形填料连续，气体向上主要沿弧形通道流动，改善气-液流动状况。流体

4、通量大、压降低、滞留量小，利于液体在填料表面分布及更新，从而提高传质性能。弧鞍形填料矩鞍形填料金属环矩鞍填料82）规整填料散装填料——填料乱堆在塔内，气液两相的流动路线是随机，装填时各处不均，易产生沟流等不良分布，降低塔的效率。规整填料——填料在塔内按均匀的几何图形规则、整齐地堆砌，人为地规定填料层中气、液的流路，改善沟流和壁流的现象，大大降低压降，提高传热、传质的效果。种类主要有丝网波纹填料及板波纹填料。丝网波纹填料因上下两盘填料的板片方向交错90°，故每通过一层填料后，气液两相进行一次再分布，有时还在波纹填料片上按一定的规则开孔

5、（孔径Ф5mm，孔间距约为10mm），这样相邻丝网片间气、液分布更加均匀，几乎无放大效应。小塔径——填料整盘装填，1.5米以上大塔或无法兰连接的不可拆塔体——用分块形式从人孔吊入塔内再拼装。9金属板波纹填料金属、塑料及陶瓷板波纹填料三大类。保留了金属丝网波纹填料几何规则的结构特点相同，不同的是用表面具有沟纹及小孔的金属板波纹片代替金属网波纹片，即每个填料盘由若干金属板波纹片相互叠合而成。相邻两波纹片间形成通道且波纹流道成90°交错，上、下两盘填料中波纹片的叠合方向旋转90°。金属板波纹填料保留了金属丝网波纹填料压降低、通量高、持液量

6、小，气液分布均匀，几乎无放大效应等优点，传质效率也比较高。3）填料的选用依据—主要是效率、通量和压降。它们决定塔能力的大小及操作费用。实际应用中—一般选用具有中等比表面积（单位体积填料中填料的表积,m2/m3）的填料比较经济。还应考虑系统的腐蚀性、成膜性和是否含有固体颗粒等因素来选择不同材料，不同种类的填料。比表面积较小的填料—空隙率大，用于流体高通量，大液量及物料较脏的场合。2.填料塔内件的结构设计1）填料的支承装置安装在填料层的底部。防止填料穿过支承装置而落下；支承操作时填料层的重量；保证足够的开孔率，使气液两相能自由通过。具备

7、足够强度及刚度，结构简单，便于安装，耐腐蚀。整体式应用于小直径塔分块式应用于大直径塔栅板支承11波纹式支撑装置驼峰式支撑装置孔管式填料支承装置高通量低压降；为气体及液体提供了不同的通道，避免了栅板式支承中气液从同一孔槽中逆流通过；避免了液体在板上的积聚，利于液体的均匀再分配。122）填料塔的液体分布器作用—液相加料及回流液均匀地分布到填料的表面上，形成液体的初始分布。设计—液体分布点密度，分布点布液方式，布液的均匀性等因素。包括分布器结构形式、几何尺寸确定、液位高度或压头大小、阻力等。液体分布点密度1）散堆填料D≤400mm时，每3

8、0cm2的塔截面设一个喷淋点；D≤750mm时，每60cm2的塔截面设一个喷淋点；D≤1200mm时，每240cm2的塔截面设一个喷淋点；2）规整填料：对液体分布均匀要求高，按每20～50cm2塔截面设置一个喷淋点。位置—高于填料层表