【正文】 環(huán)的場(chǎng)合，均已被瓷矩鞍填料所取代。階梯環(huán)的綜合性能優(yōu)于鮑爾環(huán)，成為目前所使用的環(huán)形填料中最為優(yōu)良的一種。其結(jié)構(gòu)為在拉西環(huán)的側(cè)壁上開(kāi)出兩排長(zhǎng)方形的窗孔，被切開(kāi)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。 填料的種類很多，根據(jù)裝填方式的不同，可分為散裝填料和規(guī)整填料兩大類。 ④粘度 吸收劑在操作溫度下的粘度越低，其在塔內(nèi)的流動(dòng)性越好，有助于傳質(zhì)速率和傳熱速率的提高。此種操作因塔內(nèi)需留較大空間，輸液、噴淋、支承板等輔助裝置增加，使設(shè)備投資加大。 ②并流操作 氣液兩相均從塔頂流向塔底，此即并流操作。填料塔的壓強(qiáng)降比板式塔小，因而對(duì)真空操作更有利。與板式塔相比，在填料塔中進(jìn)行的傳質(zhì)過(guò)程，其特點(diǎn)是氣液連續(xù)接觸，而傳質(zhì)的好壞與填料密切相關(guān)。該設(shè)計(jì)手段落后，沒(méi)有考慮經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，不符合工廠實(shí)際生產(chǎn)中成本最低要求，故提出了填料吸收塔的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。下面簡(jiǎn)要介紹一下填料塔的有關(guān)內(nèi)容。填料提供了塔內(nèi)的氣液兩相接觸面積。填料塔也有一些不足之處，如填料造價(jià)高；當(dāng)液體負(fù)荷較小時(shí)不能有效地潤(rùn)濕填料表面，使傳質(zhì)效率降低；不能直接用于有懸浮物或容易聚合的物料；對(duì)側(cè)線進(jìn)料和出料等復(fù)雜精餾不太適合等。并流操作的特點(diǎn)是，系統(tǒng)不受液流限制，可提高操作氣速，以提高生產(chǎn)能力。 ⑤串聯(lián)并聯(lián)混合操作 若吸收過(guò)程處理的液量很大，如果用通常的流程，則液體在塔內(nèi)的噴淋密度過(guò)大，操作氣速勢(shì)必很小(否則易引起塔的液泛)，塔的生產(chǎn)能力很低。 ⑤其他 所選用的吸收劑應(yīng)盡可能滿足無(wú)毒性、無(wú)腐蝕性、不易燃易爆、不發(fā)泡、冰點(diǎn)低、價(jià)廉易得以及化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等要求。 (1) 散裝填料 散裝填料是一個(gè)個(gè)具有一定幾何形狀和尺寸的顆粒體，一般以隨機(jī)的方式堆積在塔內(nèi)，又稱為亂堆填料或顆粒填料。鮑爾環(huán)由于環(huán)壁開(kāi)孔，大大提高了環(huán)內(nèi)空間及環(huán)內(nèi)表面的利用率，氣流阻力小，液體分布均勻。 ④弧鞍填料 弧鞍填料屬鞍形填料的一種，其形狀如同馬鞍，一般采用瓷質(zhì)材料制成。 ⑥環(huán)矩鞍填料 環(huán)矩鞍填料(國(guó)外稱為Intalox)是兼顧環(huán)形和鞍形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而設(shè)計(jì)出的一種新型填料，該填料一般以金屬材質(zhì)制成，故又稱為金屬環(huán)矩鞍填料。兩種，傾角為30176。該填料的波紋板片上沖壓有許多φ4 mm~φ6 mm的小孔，可起到粗分配板片上的液體。由上式可見(jiàn)，計(jì)算塔徑的核心問(wèn)題是確定空塔氣速u(mài)。由式42計(jì)算泛點(diǎn)氣速，誤差在15%以內(nèi)。泛點(diǎn)填料因子ΦF與液體噴淋密度有關(guān)，為了工程計(jì)算的方便，常采用與液體噴淋密度無(wú)關(guān)的泛點(diǎn)填料因于平均值。常見(jiàn)規(guī)整填料的適宜操作氣相動(dòng)能因子可從有關(guān)圖表中查得。應(yīng)予指出，由式41計(jì)算出塔徑D后，還應(yīng)按塔徑系列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整。h)； at——填料的總比表面積，m2/m3。若液體噴淋密度小于最小噴淋密度，則需進(jìn)行調(diào)整，重新計(jì)算塔徑。h) [1Pa計(jì)算時(shí)，先根據(jù)氣液負(fù)荷及有關(guān)物性數(shù)據(jù)，求出橫坐標(biāo)值，再根據(jù)操作空塔氣速u(mài)及有關(guān)物性數(shù)據(jù)，求出縱坐標(biāo)值。 填料塔內(nèi)件的類型與設(shè)計(jì) 塔內(nèi)件的類型 填料塔的內(nèi)件主要有填料支承裝置、填料壓緊裝置、液體分布裝置、液體收集再分布裝置、人孔及手孔等。對(duì)于散裝填料，可選用壓緊網(wǎng)板，也可選用壓緊柵板，在其下方，根據(jù)填料的規(guī)格敷設(shè)一層金屬網(wǎng)，并將其與壓緊柵板固定；對(duì)于規(guī)整填料，通常選用壓緊柵板。但小孔易堵塞，操作彈性一般較小。近年來(lái)應(yīng)用非常廣泛，在設(shè)計(jì)中建議優(yōu)先選用。 （5）人孔及手孔設(shè)置人孔及手孔是為了檢查設(shè)備和便于安裝于拆卸設(shè)備內(nèi)部構(gòu)件。截面11 式中，為人孔截面的截面積，查相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)得：截面22 其中。我們的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟大致分為三部分：(1)根據(jù)GB150規(guī)定，通過(guò)已知條件，按計(jì)算壓力確定塔體圓筒及封頭的有效厚度。（3）按照規(guī)定依次對(duì)各個(gè)方面進(jìn)行校核計(jì)算并滿足相應(yīng)的要求。截面22 其中， 塔體和裙座危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度與穩(wěn)定校核（1）塔體的最大組合軸向拉應(yīng)力校核截面22塔體的最大組合拉應(yīng)力軸向發(fā)生在正常操作的22截面上。手孔的結(jié)構(gòu)一般是在容器上接一短管，并在其上蓋一盲板。 最簡(jiǎn)單的液體再分布裝置為截錐式再分布器。在減壓精餾及絲網(wǎng)波紋填料塔中，由于液體負(fù)荷較小，設(shè)計(jì)中通常用管式液體分布器。 為了便于安裝和檢修，填料壓緊裝置不能與塔壁采用連續(xù)固定方式，對(duì)于小塔可用螺釘固定于塔壁，而大塔則用支耳固定。 (1) 填料支承裝置 填料支承裝置的作用是支承塔內(nèi)的填料。 應(yīng)予指出，用?？颂赝ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖計(jì)算壓降時(shí)，所需的填料因子為操作狀態(tài)下的濕填料因子，稱為壓降填料因子，以φp表示。h)]； ρV、ρL——?dú)怏w、液體的密度，kg/m3； DV、DL——溶質(zhì)在氣體、液體中的擴(kuò)散系數(shù)，m2/s； R——通用氣體常數(shù)， (m3在工程設(shè)計(jì)中，對(duì)于吸收、解吸及萃取等過(guò)程中的填料塔的設(shè)計(jì)，多采用傳質(zhì)單元數(shù)法；而對(duì)于精餾過(guò)程中的填料塔的設(shè)計(jì)，則習(xí)慣用等板高度法。其值可由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算(見(jiàn)有關(guān)填料手冊(cè))，也可采用一些經(jīng)驗(yàn)值。圓整后，再核算操作空塔氣速u(mài)與泛點(diǎn)率。 ③氣相負(fù)荷因子(Cs因子)法 氣相負(fù)荷因于簡(jiǎn)稱Cs因子，其定義為 (44)氣相負(fù)荷因子法多用于規(guī)整填料空塔氣速的確定。 圖45 填料塔泛點(diǎn)和壓降的通用關(guān)聯(lián)圖 圖中 u0——空塔氣速，m /s； φ——濕填料因子，簡(jiǎn)稱填料因子，1 /m； ψ——水的密度和液體的密度之比； g——重力加速度，m /s2； ρV、ρL——分別為氣體和液體的密度，kg /m3； wV、wL——分別為氣體和液體的質(zhì)量流量，kg /s。 對(duì)于散裝填料，其泛點(diǎn)率的經(jīng)驗(yàn)值為u/uF=~對(duì)于規(guī)整填料，其泛點(diǎn)率的經(jīng)驗(yàn)值為u/uF=~泛點(diǎn)率的選擇主要考慮填料塔的操作壓力和物系的發(fā)泡程度兩方面的因素。波紋板片上軋成細(xì)小溝紋，可起到細(xì)分配板片上的液體、增強(qiáng)表面潤(rùn)濕性能的作用。以代號(hào)CY(或Y)表示。 工業(yè)上常用散裝填料的特性參數(shù)列于附錄五中，可供設(shè)計(jì)時(shí)參考。其缺點(diǎn)是易發(fā)生套疊，致使一部分填料表面被重合，使傳質(zhì)效率降低。鮑爾環(huán)是目前應(yīng)用較廣的填料之一。環(huán)鞍形填料及球形填料等。 (3)操作溫度與壓力的確定 ①操作溫度的確定 由吸收過(guò)程的氣液平衡關(guān)系可知，溫度降低可增加溶質(zhì)組分的溶解度，即低溫有利于吸收，但操作溫度的低限應(yīng)由吸收系統(tǒng)的具體情況決定。 總之，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)、工藝特點(diǎn)，結(jié)合各種流程的優(yōu)缺點(diǎn)選擇適