【文章內(nèi)容簡介】 料(3)填料層的壓降要低(4)填料抗污堵性能強，拆裝、檢修方便 填料規(guī)格的選擇填料規(guī)格是指填料的公稱尺寸或比表面積。（1）散裝填料規(guī)格的選擇 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，通量減少，填料費用也增加很多。而大尺寸的填料應用于小直徑塔中，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。因此，對塔徑與填料尺寸的比值要有一規(guī)定，一般塔徑與填料公稱直徑的比值 D/d 應大于 8。（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，通量減少，填料費用也明顯增加。選用時應從分離要求、通量要求、場地條件、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技術(shù)要求，又具有經(jīng)濟合理性。應予指出，一座填料塔可以選用同種類型，同一規(guī)格的填料，也可選用同種類型不同規(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。設(shè)計時應靈活掌握，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟統(tǒng)一的原則來選擇填料的規(guī)格。 5 填料材質(zhì)的選擇填料的類型1 拉西環(huán)填料優(yōu)點：易于制造，價格低廉，且對它的研究較為充分，所以在過去較長的時間內(nèi)得到了廣泛的應用。缺點：由于高徑比大，堆積時填料間易形成線接觸，因此液體在填料層流動時，常存在嚴重的溝流和壁流現(xiàn)象。且拉西環(huán)填料的內(nèi)表面潤濕率較低，因而傳質(zhì)速率也不高 2 階梯環(huán)填料（Stair ring）填料的階梯環(huán)結(jié)構(gòu)與鮑爾環(huán)填料相似，環(huán)壁上開有長方形小孔，環(huán)內(nèi)有兩層交錯 45176。的十字形葉片，環(huán)的高度為直徑的一半，環(huán)的一端成喇叭口形狀的翻邊。這樣的結(jié)構(gòu)使得階梯環(huán)填料的性能在鮑爾環(huán)的基礎(chǔ)上又有提高，其生產(chǎn)能力可提高約 10%，壓降則可降低 25%，且由于填料間呈多點接觸，床層均勻，較好地避免了溝流現(xiàn)象。階梯環(huán)一般由塑料和金屬制成，由于其性能優(yōu)于其它側(cè)壁上開孔的填料，因此獲得廣泛的應用。 3 鮑爾環(huán)填料在拉西環(huán)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的鮑爾環(huán)是在的側(cè)壁上開一層或兩層長方形小孔，小孔的母材并不脫離側(cè)壁而是形成向內(nèi)彎的葉片。 6同尺寸的鮑爾環(huán)與拉西環(huán)雖有相同的比表面積和空隙率，但鮑爾環(huán)在其側(cè)壁上的小孔可供氣液流通，使環(huán)內(nèi)壁面充分利用。比之拉西環(huán)，鮑爾環(huán)不僅具有較大的生產(chǎn)能力和較低的壓降，且分離效率較高，溝流現(xiàn)象也大大降低。鮑爾環(huán)填料的優(yōu)良性能使它一直為工業(yè)所重視，應用十分廣泛?？捎商沾?、金屬或塑料制成。 金屬英特洛克斯（Intalox）填料將環(huán)形結(jié)構(gòu)與鞍形結(jié)構(gòu)的特點集于一體而形成的一種獨特結(jié)構(gòu)的填料，具有生產(chǎn)能力大、壓降低、液體分布性能好、傳質(zhì)速率高及操作彈性大等優(yōu)良性能，因而獲得廣泛應用，在減壓蒸餾中其優(yōu)勢更為顯著。網(wǎng)體填料（Wire gauze packings）上述幾種形式的填料屬實體填料，與之對應的另一類金屬絲網(wǎng)制成的填料稱為網(wǎng)體填料。網(wǎng)體填料也有多種形式，如網(wǎng)環(huán)和鞍型網(wǎng)等。優(yōu)點：因網(wǎng)絲細密，填料的空隙很高，比表面積很大。由于毛細管作用，填料表面潤濕性能很好。故網(wǎng)體填料氣體阻力小，傳質(zhì)速率高。缺點：造價很高，故多用于實驗室中難分離物系的分離。 規(guī)整填料規(guī)整填料一般由波紋狀的金屬網(wǎng)絲或多孔板重疊而成。 7使用時根據(jù)填料塔的結(jié)構(gòu)尺寸，疊成圓筒形整塊放入塔內(nèi)或分塊拼成圓筒形在塔內(nèi)砌裝。優(yōu)點：空隙大，故生產(chǎn)能力大，壓降小，且因流道規(guī)則，所以只要液體初始分布均勻，則在全塔中分布也均勻，因此規(guī)整填料幾乎無放大效應，通常具有很高的傳質(zhì)效率。缺點：造價較高，易堵塞難清洗，因此工業(yè)上一般用于較難分離或分離要求很高的情況。 2．4 液體分布裝置液體分布裝置的種類多樣，有噴頭式、盤式、管式、槽式及槽盤式等。噴頭式分布器如圖 416（a）所示。液體由半球形噴頭的小孔噴出，小孔直徑為3～10mm，作同心圈排列，噴灑角 ≤80176。，直徑為 (1/3~1/5)D。這種分布器結(jié)構(gòu)簡單，只適用于直徑小于 600mm 的塔中。因小孔容易堵塞，一般應用較少。盤式分布器有盤式篩孔型分布器、盤式溢流管式分布器等形式。如圖 316（b） 、 （c）所示。液體加至分布盤上，經(jīng)篩孔或溢流管流下。分布盤直徑為塔徑的 ～ 倍，此種分布器用于 D800mm 的塔中。管式分布器由不同結(jié)構(gòu)形式的開孔管制成。其突出的特點是結(jié)構(gòu)簡單，供氣體流過的自由截面大，阻力小。但小孔易堵塞，彈性一般較小。管式液體分布器使用十分廣泛，多用于中等以下液體負荷的填料塔中。在減壓精餾及絲網(wǎng)波紋填料塔中，由于液體負荷較小故常用之。管式分布器有排管式、環(huán)管式等不同形狀，如圖片 316（d） 、 （e）所示。根據(jù)液體負荷情況，可做成單排或雙排。槽式液體分布器通常是由分流槽（又稱主槽或一級槽） 、分布槽（又稱副槽或二級槽）構(gòu)成的。一級槽通過槽底開孔將液體初分成若干流股，分別加入其下方的液體分布槽。分布槽的槽底（或槽壁）上設(shè)有孔道（或?qū)Ч埽?，將液體均勻分布于填料層上。如圖片 316（f）所示。槽式液體分布器具有較大的操作彈性和極好的抗污堵性，特別適合于大氣液負荷及含有固體懸浮物、粘度大的液體的分離場合。由于槽式分布器具有優(yōu)良的分布性能和抗污堵性能，應用范圍非常廣泛。槽盤式分布器是近年來開發(fā)的新型液體分布器，它將槽式及盤式分布器的優(yōu)點有機地結(jié)合一體，兼有集液、分液及分氣三種作用，結(jié)構(gòu)緊湊，操作彈性高達 10:1。氣液分布均勻，阻力較小，特別適用于易發(fā)生夾帶、易堵塞的場合。槽盤式液體分布器的結(jié)構(gòu)如圖片 316（g）所示。 8 吸收劑再生方法的選擇依據(jù)所用的吸收劑不同可以采用不同的再生方法，工業(yè)上常用的吸收劑再生方法主要有減壓再生，加熱再生及氣提再生等。（一）減壓再生（閃蒸）吸收劑的減壓再生是最簡單的吸收劑再生方法之一。在吸收塔內(nèi)，吸收了大量溶質(zhì)后的吸收劑進入再生塔并減壓，使得溶如吸收劑中的溶質(zhì)得以再生。該方法最適用于加壓吸收，而且吸收后的后續(xù)工藝處于常壓或較低壓力的條件，如吸收操作處于常壓條件下進行，若采用減壓再生，那么解吸操作需在真空條件下進行，則過程可能不夠經(jīng)濟。（二）加熱再生加熱再生也是吸收劑再生最常用的方法。吸收了大量溶質(zhì)后的吸收劑進入再生塔內(nèi)并加熱使其升溫，溶入吸收劑中的溶質(zhì)得以解吸。由于再生溫度必須高于解吸溫度，因而，該方法最適用于常溫吸收或在接近于于常溫的吸收操作，否則，若吸收溫度較高，則再生溫度必然更高，從而，需要消耗更高品位的能量。一般采用水蒸汽作為加熱介質(zhì)，加熱方法可以依據(jù)具體情況采用直接蒸汽加熱或采用緝間接蒸汽加熱。 9第三章 吸收塔的工藝計算 [2] 基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù) 液相物性數(shù)據(jù) (/)Lkgm?? 6104()3.(/)LPaskgmh??????: 276dync94086(/)kgh?? 氣相物性數(shù)據(jù) 混合氣體平均密度： (/)vkgm??空氣黏度： (/)vPash????:273K，： (/)Ds? 物料衡算，確定塔頂、塔底的氣液流量和組成20℃， 下氨氣在水中的溶解度系數(shù) 111 ?: ???進塔氣相摩爾比：.??出塔氣相摩爾比： 2(9).?對于純?nèi)軇┪者^程，進塔液相組成： X混合氣體流量 ： kmol/h1??進塔惰性氣體流量： kmol/h65(10).547??吸收過程屬于底濃度吸收，平衡關(guān)系為直線，最小氣液比可按下式計算： 10 (/4)eYLVxX?????????? 1eYxm?取操作氣掖比為最小氣液比的 2 倍，可得吸收劑用量為： ???根據(jù)全塔物料衡算式: ???????????液氣比 ： . 塔徑的計算 塔徑的計算考慮到填料塔內(nèi)塔的壓力降,塔的操作壓力為 ??????????????液 體 密 度 可 以 近 似 取 為采用貝恩霍夫泛點關(guān)聯(lián)式: 12 vLLvuaWA????????????????????2 ()..??????????????? 11 ?????? 取泛點率為 . 即 ?? 圓整后取 ??430/(.).sVDu?? ???? 泛點率校核 ??39。 239。???在(50%80%)之間,所以符合要求. 填料規(guī)格校核 700 ,又根據(jù)填料與塔m徑的對應關(guān)系及實際操作要求,區(qū)尺寸為 50 的塑料階梯環(huán),此填料規(guī)格如下:公稱直徑:50 孔隙率 :?比表面積 a: 填料因子:89 填料常數(shù) A:??23/ 1m?所以有 ,：31/60/51Dd? 液體噴淋密度校核最小的噴淋密度 ??()WLh??2314.(/)ta? ??()tUah?? 12()???:? 填料層高度計算 傳質(zhì)單元高度計算273K， 下，氨氣在空氣中的擴散系數(shù) .由 ,(/)oDcms?3/20VpTD???????293K， 下，氨氣在空氣中的擴散系數(shù) 293K， 下，氨氣在水中的擴散系數(shù) (查化工原理附錄)??1760Ls??*???2脫吸因數(shù)為： .?氣相總傳質(zhì)單元數(shù)為： ??*2lnOG