【正文】 拆卸和檢修。 填料種類很多，根據(jù)填料方式不同，可分為散裝填料和規(guī)整填料兩大類。 規(guī)整填料規(guī)整填料是按一定的幾何圖形排列，整齊堆砌的填料。規(guī)整填料種類很多，根據(jù)幾何結(jié)構(gòu)可分為格柵填料、波紋填料、脈沖填料等。工業(yè)上應(yīng)用的規(guī)整填料絕大部分為波紋填料。波紋填料按結(jié)構(gòu)分為網(wǎng)波紋填料和板波紋填料兩大類，可用陶瓷、塑料、金屬等材質(zhì)制造。
金屬絲網(wǎng)波紋填料是網(wǎng)波紋填料的主要形式，是由金屬絲網(wǎng)制成的。其特點是壓降低、分離效率高，特別適用于精密精餾及真空精餾裝置，為難分離物系、熱敏性物系的精餾提供了有效的手段。盡管其造價高，但因性能優(yōu)良仍得到廣泛使用。 金屬板波紋填料是板波紋填料的主要形式。該填料的波紋板片上沖壓的小孔，可起到粗分配板片上的液體，加強橫向混和作用。波紋板片上軋成細小溝紋，可起到細分配板片上的液體、增強表面潤濕性能的作用。金屬孔板波紋填料強度高，耐腐蝕性強，特別適用于大氣直徑塔及氣、液負荷較大的場合。
波紋填料的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，阻力小，傳質(zhì)效率高，處理能力大，比表面積大。其缺點是不適用于處理黏度大、易聚合或有懸浮物的材料，且裝卸、清理困難，造價高。 散裝填料 散裝填料是一個個具有一定幾何形狀和尺寸的顆粒體，一般以隨機的方式堆積在塔內(nèi)，又稱為亂堆填料或顆粒填料。散裝填料根據(jù)結(jié)構(gòu)特點不同，可分為環(huán)形填料、鞍形填料、環(huán)鞍形填料及球形填料等?，F(xiàn)介紹幾種典型的散裝填料。
(1) 拉西環(huán)填料 其結(jié)構(gòu)為外徑與高度相等的圓環(huán)，可用陶瓷、塑料、金屬等材質(zhì)制造。拉西環(huán)填料的氣液分布較差，傳質(zhì)速率低，阻力大，通量小，目前工業(yè)上已很少用了。
(2) 鮑爾環(huán)填料 鮑爾環(huán)是在拉西環(huán)的基礎(chǔ)上改進而得。其結(jié)構(gòu)為在拉西環(huán)的側(cè)壁上開出兩排長方形的窗孔，被切開的環(huán)壁的一側(cè)仍與壁面相連，另一側(cè)向環(huán)內(nèi)彎曲，形成內(nèi)伸的舌葉，諸舌葉的側(cè)邊在環(huán)中心相搭，可用陶瓷、塑料、金屬等材質(zhì)制造。鮑爾環(huán)由于環(huán)壁開孔，大大提高了環(huán)內(nèi)空間及環(huán)內(nèi)表面的利用率，氣體阻力小，液體分布均勻。與拉西環(huán)相比，其通量可增加50%左右。鮑爾環(huán)是目前應(yīng)用較廣的填料之一。
(3) 階梯環(huán)填料 階梯環(huán)是對鮑爾環(huán)的改進，與鮑爾環(huán)相比，階梯環(huán)高度減少了一半，并在一端增加了一個錐形翻邊。由于高徑比減少，使得氣體繞填料外壁的平均路徑大為縮短，減少了氣體通過填料層的阻力。錐形翻邊不僅增加了填料的機械強度，而且使填料之間由線接觸為主變成以點接觸為主，這樣不但增加了填料間的間隙，同時成為液體沿填料表面流動的匯集分散點，可以促進液膜的表面更新，有利于傳質(zhì)效率的提高。階梯環(huán)的綜合性能優(yōu)于鮑爾環(huán)，成為目前使用的環(huán)形填料中最為優(yōu)良的一種。還有弧鞍填料，矩鞍填料，環(huán)矩鞍填料等。幾種實體填料如下圖所示： 圖22 幾種典型填料綜上所述，經(jīng)分析各填料特點、性能，本課程設(shè)計選擇散裝階梯環(huán)填料。
工業(yè)上，填料的材質(zhì)分為陶瓷、金屬和塑料三大類：(1) 陶瓷填料 陶瓷填料具有良好的耐腐蝕性及耐熱性，一般能耐除氫氟酸以外的常見的各種無機酸、有機酸的腐蝕，對強堿介質(zhì)，可以選用耐堿配方制造的耐堿陶瓷填料。 陶瓷填料因其質(zhì)脆、易碎，不易在高沖擊強度下使用。陶瓷填料價格便宜，具有很好的表面潤濕性，工業(yè)上，主要用于氣體吸收、氣體洗滌、液體萃取等過程。
(2) 金屬填料 金屬填料可用多種材質(zhì)制成，金屬材料的選擇主要根據(jù)物系的腐蝕性和金屬材質(zhì)的耐腐蝕性來綜合考慮。碳鋼填料造價低，且具有良好的表面濕潤性能，對于無腐蝕或低腐蝕性物系應(yīng)優(yōu)先考慮使用；鈦材、特種合金鋼等材質(zhì)制成的填料造價級高，一般只在某些腐蝕性極強的物系下使用。
金屬填料可制成薄壁結(jié)構(gòu)（~），與同種類型、同種規(guī)格的陶瓷、塑料填料相比，它的通量大、氣體阻力小，且具有很高的抗沖擊性能，能在高溫、高壓、高沖擊強度下使用，工業(yè)應(yīng)用主要以金屬填料為主。
(3) 塑料填料 塑料填料的材質(zhì)主要包括聚丙烯、聚乙烯及聚氯乙烯等，國內(nèi)一般多采用聚丙烯材質(zhì)。塑料填料的耐腐蝕性能較好，可耐一般的無機酸、堿和有機溶劑的腐蝕。其耐溫性良好，可長期在100℃以下使用。聚丙烯填料在低溫（低于0℃）時具有冷脆性，在低于0℃的條件下使用要謹慎，可選用耐低溫性能好的聚氯乙烯填料。 塑料填料具有輕質(zhì)、廉價、耐沖擊、不易破碎等優(yōu)點，多用于吸收、解吸、萃取、除塵等裝置中。塑料填料的缺點是表面潤濕性能較差，在某些特殊應(yīng)用場合，需要對其表面進行處理，以提高表面潤濕性能。經(jīng)以上分析得本次課程設(shè)計選用聚丙烯填料。
通常，散裝填料與規(guī)整填料的規(guī)格標(biāo)示方法不同，選擇地方法亦不盡相同。 (1) 散裝填料規(guī)格的選擇 散裝填料的規(guī)格通常是指填料的公稱直徑。工業(yè)塔常用的散裝填料主要有DN1DN2DN3DN50、DN76等幾種規(guī)格。同類填料，尺寸越小，分離效率越高，但阻力增加，通量減小，填料費用也增加很多。而大尺寸的填料應(yīng)用于小塔徑中，又會產(chǎn)生液體分布不良及嚴重的壁流，使塔的分離效率降低。考慮到本課程設(shè)計處理量，所用的塔直徑可選用25mm。(2) 規(guī)整填料規(guī)格的選擇 工業(yè)上常用規(guī)整填料的型號和規(guī)格的表示方法很多，國內(nèi)習(xí)慣用比表面積表示，主要有12150、250、350、500、700等幾種規(guī)格。同種類型的規(guī)整填料，其比表面積越大，傳質(zhì)效率越高，但阻力增加，通量減小，填料費用也明顯增加。選用時應(yīng)從分類要求、通量要求、場地要求、物料性質(zhì)及設(shè)備投資、操作費用等方面綜合考慮，使所選填料既能滿足工藝要求，又具有經(jīng)濟合理性。應(yīng)當(dāng)指出，一座填料塔可以選用同種類型、同一規(guī)格的填料，也可以使用同種類型、不同規(guī)格的填料；可以選用同種類型的填料，也可以選用不同類型的填料；有的塔段可選用規(guī)整填料，而有的塔段可選用散裝填料。綜上所述選用25mm聚丙烯階梯環(huán)塔填料（亂堆），：比表面積at：228m2/m3空 隙 率 ε：干填料因子?：313m1表21 階梯環(huán)性能參數(shù)材質(zhì)外徑d，mm外徑高厚dHδ比表面積at，m2/m3空隙率ε，m3/m3個數(shù)n，個/m3堆積密度ρp，kg/m3干填料因子at/ε3，m1填料因子Φ，m1塑料25385076253819150307637322881500272009980342031311224012080723 工藝計算 氣液平衡用水吸收NH3會產(chǎn)生很大的熱效應(yīng)，使塔內(nèi)的溫度顯著升高，對氣液平衡關(guān)系和吸收速率產(chǎn)生明顯影響。所以此吸收過程為非等溫吸收。 非等溫吸收的熱量衡算用水吸收NH3，會產(chǎn)生很大的熱效應(yīng)，使塔內(nèi)溫度顯著升高，對氣液平衡關(guān)系和吸收速度產(chǎn)生明顯影響，這種吸收過程稱為非等溫吸收。非等溫吸收過程的熱效應(yīng)主要包括：(1) 不考慮熱損失；(2) 吸收劑帶走的潛熱不計；(3) 氣相帶走的熱量不計。 上面的三點假設(shè)過程所釋放出的熱量全部用來加熱液體。對于高濃度氣體的非等溫吸收，由塔頂?shù)剿椎臐舛燃盀闇囟茸兓^大，平衡的確定常采用近似法。將吸收塔按液相濃度（全塔濃度變化范圍）x的變化分成若干段，每段濃度變化為?x，對第i段作熱量衡算：溶質(zhì)被吸收時放出的熱量： Q1=LHd(xixi1) (31) 液相溫度由升至?xí)r吸收的熱量： Q2=LCL(titi1) (32) 根據(jù)前面的假設(shè)，吸收過程中放出熱量全部用于液相升溫，故： Q1=Q2 (33) LHdxixi1=LCL(titi1) (34