【文章內容簡介】 西環(huán)填料的氣液分布較差，傳質效率低，阻力大，通量小，目前工業(yè)上已較少應用。（2） 鮑爾環(huán)填料如圖片鮑耳環(huán)所示，鮑爾環(huán)是對拉西環(huán)的改進，在拉西環(huán)的側壁上開出兩排長方形的窗孔，被切開的環(huán)壁的一側仍與壁面相連，另一側向環(huán)內彎曲，形成內伸的舌葉，諸舌葉的側邊在環(huán)中心相搭。鮑爾環(huán)由于環(huán)壁開孔，大大提高了環(huán)內空間及環(huán)內表面的利用率，氣流阻力小，液體分布均勻。與拉西環(huán)相比，鮑爾環(huán)的氣體通量可增加50%以上，傳質效率提高30%左右。鮑爾環(huán)是一種應用較廣的填料。（3） 階梯環(huán)(Stairs wreath)填料如圖片階梯環(huán)所示，填料的階梯環(huán)結構與鮑爾環(huán)填料相似，環(huán)壁上開有長方形小孔，環(huán)內有兩層交錯 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。這樣的結構使得階梯環(huán)填料的性能在鮑爾環(huán)的基礎上又有提高，其生產能力可提高約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)于其它側壁上開孔的填料，因此獲得廣泛的應用。（4） 矩鞍填料如圖片矩鞍填料所示，將弧鞍填料兩端的弧形面改為矩形面，且兩面大小不等，即成為矩鞍填料。矩鞍填料堆積時不會套疊，液體分布較均勻。矩鞍填料一般采用瓷質材料制成，其性能優(yōu)于拉西環(huán)。目前，國內絕大多數應用瓷拉西環(huán)的場合，均已被瓷矩鞍填料所取代。（5） 金屬環(huán)矩鞍填料如圖片金屬換環(huán)聚鞍填料所示，環(huán)矩鞍填料（國外稱為Intalox）是兼顧環(huán)形和鞍形結構特點而設計出的一種新型填料，該填料一般以金屬材質制成，故又稱為金屬環(huán)矩鞍填料。環(huán)矩鞍填料將環(huán)形填料和鞍形填料兩者的優(yōu)點集于一體，其綜合性能優(yōu)于鮑爾環(huán)和階梯環(huán)，在散裝填料中應用較多。 2．規(guī)整填料 規(guī)整填料是由許多相同尺寸和形狀的材料組成的填料單元，以整砌的方式裝填在塔體中。規(guī)整填料主要包括板波紋填料、絲網波紋填料、格利希格柵、脈沖填料等，其中尤以板波紋填料和絲網波紋填料所用材料主要有金屬絲網和塑料絲網。（1）格柵填料(Space grid filler)是以條狀單元體經一定規(guī)則組合而成的，具有多種結構形式。工業(yè)上應用最早的格柵填料為如圖片所示的木格柵填料。目前應用較為普遍的有格里奇格柵填料、網孔格柵填料、蜂窩格柵填料等，其中以圖片所示的格里奇格柵填料最具代表性。格柵填料的比表面積較低，主要用于要求壓降小、負荷大及防堵等場合。（2）波紋填料(Ripples filler)目前工業(yè)上應用的規(guī)整填料絕大部分為波紋填料，它是由許多波紋薄板組成的圓盤狀填料，波紋與塔軸的傾角有30176。和45176。兩種，組裝時相鄰兩波紋板反向靠疊。各盤填料垂直裝于塔內，相鄰的兩盤填料間交錯90176。排列。波紋填料按結構可分為網波紋填料和板波紋填料兩大類，其材質又有金屬、塑料和陶瓷等之分。金屬絲網波紋填料是網波紋填料的主要形式，它是由金屬絲網制成的。金屬絲網波紋填料的壓降低，分離效率很高，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，但因其性能優(yōu)良仍得到了廣泛的應用。（d）所示，金屬板波紋填料是板波紋填料的一種主要形式。該填料的波紋板片上沖壓有許多f5mm左右的小孔，可起到粗分配板片上的液體、加強橫向混合的作用。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，特別適用于大直徑塔及氣液負荷較大的場合。（3）金屬壓延孔板波紋填料(The metals presses to postpone the bore plank ripples filler)是另一種有代表性的板波紋填料。它與金屬孔板波紋填料的主要區(qū)別在于板片表面不是沖壓孔，而是刺孔，～。其分離能力類似于網波紋填料，但抗堵能力比網波紋填料強，并且價格便宜，應用較為廣泛。波紋填料的優(yōu)點是結構緊湊，阻力小，傳質效率高，處理能力大，比表面積大（常用的有12150、250、350、500、700等幾種）。波紋填料的缺點是不適于處理粘度大、易聚合或有懸浮物的物料，且裝卸、清理困難，造價高。（4）脈沖填料(Pulse filler)是由帶縮頸的中空棱柱形個體，按一定方式拼裝而成的一種規(guī)整填料，脈沖填料組裝后，會形成帶縮頸的多孔棱形通道，其縱面流道交替收縮和擴大，氣液兩相通過時產生強烈的湍動。在縮頸段，氣速最高，湍動劇烈，從而強化傳質。在擴大段，氣速減到最小，實現(xiàn)兩相的分離。流道收縮、擴大的交替重復，實現(xiàn)了“脈沖”傳質過程。脈沖填料的特點是處理量大，壓降小，是真空精餾的理想填料。因其優(yōu)良的液體分布性能使放大效應減少，故特別適用于大塔徑的場合。 選擇填料材質應根據吸收系統(tǒng)的介質以及操作溫度而定，一般情況下，可以選用塑料，金屬，陶瓷等材料。對于腐蝕性介質應采用相應的抗腐蝕性材料，如陶瓷，塑料，玻璃，石墨，不銹鋼等，對于溫度較高的情況，應考慮材料的耐溫性能。 綜合考慮以上各個因素,本設計中選用拉西環(huán)鋼質填料,有關特性數據如下表:表23 拉西環(huán)鋼質填料特性數據公稱直徑DN mm外徑高厚 d h δ,mm 比表面積α m2/m3空隙率 ε %個數an m3堆積密度 ρp kg/m3填料因子φ m1767676681870400105 在吸收流程中，當吸收后的溶液事作為產品或溶液排除時，則無需考慮吸收劑的揮手問題，當吸收后的溶液需要進一步回收時，如用——乙醇氨水溶液吸收二氧化碳，乙醇胺與二氧化碳溶液需進一步回收，被回收的乙醇胺可作為吸收劑循環(huán)使用，而二氧化碳可用收手制造尿素等，這時在吸收流程中，就必須考慮吸收劑再生的問題，吸收劑再生是用解吸的方法在解吸塔中進行。解吸條件與吸收條件恰恰相反，吸收是在低溫、高壓下操作，而解吸在高溫、低壓下操作，經解吸塔回收解吸劑，它講返回吸收塔循環(huán)使用。解吸塔的操作情況將直接影響到吸收情況。對于物理吸收而言,降低操作溫度,所以一般情況下,.對于化學吸收,操作溫度應根據化學反應的性質而定,既要考慮溫度對化學反應速度常數的影響,也要考慮對化學平衡的影響,使吸收反應具有適宜的反應速度.對于再生操作,較高的操作溫度可以降低溶質的溶解度,因而有利于吸收劑的再生 對于物理吸收,加壓操作一方面有利于提高吸收過程的傳質推動力而提高過程的傳質速率,另一方面,也可以減小氣體的體積流率,專門為吸收操作而為氣體加壓,從過程的經濟性角度看是不合理的,因而若在前一道工序的壓力參數下可以進行吸收操作的情況下,一般是以前道工序的壓力作為吸收單元的操作壓力.對于化學吸收,若過程由質量傳遞過程控制,則提高操作壓力有利,若為化學反應過程控制,則操作壓力對過程的影響不大,可以完全根據前后工序的壓力參數確定吸收操作壓力,但加大吸收壓力依然可以減小氣相的體積流率,(閃蒸)操作,其操作壓力應以吸收劑的再生要求而定,逐次或一次從吸收壓力減至再生操作壓力,逐次閃蒸的再生效果一般要優(yōu)于一次閃蒸效果. 第3章 吸收塔的工藝計算 對低濃度吸收過程，溶液的物性數據可近似取純水的物性數據20℃時水的有關物性數據[1]如下：密度為 kg/m3粘度為 =(mh) 表面張力為 δL=(dyn/cm)=941803(kg/h2) 查手冊得氨氣在水中的擴散系數為DL=106(m2/h)混合氣體的平均摩爾質量為混合氣體的平均密度為混合氣體的粘度可近似取為空氣的粘度,查手冊得時空氣的黏度為: 時氨氣在空氣中的擴散系數[5]為: m2/h 氣液相平衡數據 20℃時氨氣在水中的溶解度數為H=，常壓下20℃時氨氣在水中的： 亨利系數 E= 相平衡常數為 m= 溶解度系數 H=進塔氣相摩爾比為：進塔惰性氣相流量為：該吸收過程屬低濃度吸收，平衡關系為直線，最小液氣比可按下式計算，即 對于純溶劑吸收過程，進塔液相組成為，X2=0.取操作液氣比為= 全塔物料衡算: 可得填料塔直徑的計算采用式子計算 計算塔徑關鍵是確定空塔氣速 ,采用泛點氣速法確定空塔氣速. 泛點氣速是填料塔操作氣速的上限,但結果不準確,且不能用于計算機連續(xù)計算,因此可采用貝恩霍根公式[1]計算:式中 代入以上數據解得泛點氣速取則塔徑圓整后取 泛點率校核：在50%80%之間,所以符合要求.填料規(guī)格校核：有 即符合要求.液體噴淋密度校核：對于直徑不超過75的散裝填料塔,取最小潤濕速率[1]為：本設計中填料塔的噴淋密度為:最小噴淋密度: 說明填料能獲得良好的潤濕效果.經以上校核可知，填料塔直徑選用D=700mm能較好地滿足設計要求。傳質過程的影響因素十分復雜,對于不同的物系、不同的填料及不同的流動狀況與操作條件, ,在進行設計時多選用一些準數關聯(lián)式或經驗公式進行計算,其中應用較普遍的是修正的恩田()公式:液體質量通量為氣膜吸收系數有下式計算[1]：氣體質量通量為：氣膜吸收系數由下式計算液膜吸