化工设备之填料塔

2021-02-01

常用的液体再分装置有:椎体形、槽形、升气管形等。





在通常情况下,一般将液体收集器与液体分布器同时使用,构成液体收集及再分布装置。液体收集器的作用是将上层填料流下的液体收集,然后送至液体分布器进行液体再分布。



⑷除沫装置



当塔内操作气速较大或液沫夹带现象严重时,可在液体分布器的上方设置除沫装置,主要用途是除去出口气流中的液滴。





由于气体在塔顶离开填料塔时,带有大量的液沫和雾滴,为回收这部分液相,经常需要在顶设置除沫器。



常用的除沫器有以下几种:



✦折流板式除沫器,它是一种利用惯性使液滴得以分离的装置,一般在小塔中使用。



✦旋流板式除沫器,由几块固定的旋流板片组成,气体通过时,产生旋转运动,造成一个离心力场,液滴在离心力作用下,向塔壁运动实现了气液分离。适用于大塔径净化要求高的场合。



✦丝网除沫器,它由金属丝卷成高度为100-150的盘状使用。安装方式多种多样,气体通过除雾沫器的压强降约为120-250Kp,丝网除沫器的直径由气体通过丝网的最大气速决定。



⑸填料压紧装置



安装在填料层上端。作用是保持填料层为一高度固定的床层,从而保持均匀一致的空隙结构,使操作正常、稳定,防止在高压降、瞬时负荷波动等情况下,填料层发生松动或跳动。



分为:



填料压板:自由放置于填料上端,靠自身重量将填料压紧。适用于陶瓷、石墨材质的散装填料。它的作用是在高气速(高压降)和负荷突然波动时,阻止填料产生相对运动,从而避免填料松动、破损。



由于填料易碎,当碎屑淤积在床层填料的空隙间,使填料层的空隙率下降时,填料压板可随填料层一起下落,紧紧压住填料而不会形成填料的松动、降低填料塔的生产能力及分离效率。



床层限制板:固定在填料上端。







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填料塔的操作方式



填料塔的操作是从物料平衡、热量平衡、相平衡及填料塔性能等几个方面考虑,通过控制系统建立并调节塔的操作条件,使填料塔满足分离要求。



⑴填料塔的操作方式:



液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上,并沿填料表面流下;气体从塔底送入,经气体分布装置分布后,与液体呈逆流连续通过填料层的空隙;在填料表面上,气液两相接触进行传质。



⑵填料塔的操作特点:



填料塔属于微分接触式气液传质设备,两相组成沿塔高连续变化;在正常操作状态下,气相为连续相,液相为分散相。





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气液两相的流体力学特性



填料塔的流体力学性能主要包括填料层的持液量、填料层的压降、液泛等。



⑴填料层的持液量



在一定操作条件下,由于液膜与填料表面的摩擦以及液膜与上升气体的摩擦,有部分液体停留在填料表面及其缝隙中。





✦定义:单位体积填料层内所积存的液体体积,以(m3液体)/(m3填料)表示。



✦持液量的影响:一般来说,适当的持液量对填料塔操作的稳定性和传质是有益的,可以提供更大的气液相接触面积;但持液量过大,将减少填料层的空隙和气相流通截面,使压降增大,处理能力下降。



✦结论:持液量不宜太小,也不宜太大。



⑵填料层的压降



✦产生原因:在操作过程中,从塔顶喷淋下来的液体,依靠重力在填料表面成膜状向下流动,上升气体与下降液膜的摩擦阻力形成了填料层的压降。





✦影响因素:压降与液体喷淋量及气速有关:一定的气速下,液体喷淋量越大,压降越大;在一定的液体喷淋量下,气速越大,压降也越大。