化工基礎(chǔ)概論第四章吸收(編輯修改稿)
2025-01-19 05:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 度 ρ 值，又可降低成本。 拉西環(huán)填料 鮑爾環(huán)與階梯環(huán)填料 弧鞍與矩鞍填料 波紋填料與波紋網(wǎng)填料 拉西環(huán)填料 拉西環(huán)是使用最早的一種人造填料，它是一個高度和外徑相等的圓環(huán)，見圖 4 6（ a ）。它除了用陶瓷材料制作外，還可用塑料及石墨等材料制作，以適應(yīng)不同介質(zhì)的要求。 拉西環(huán)在塔內(nèi)填充方式有亂堆和整砌兩種。亂堆填料裝卸方便，但氣體阻力大。通常直徑小于 50mm 的拉西環(huán)采用亂堆 方式，直徑大于 50mm 的拉西環(huán)采用整砌。 拉西環(huán)的主要缺點在于液體的溝流及壁流現(xiàn)象嚴(yán)重，因而效率隨塔徑及層高的增加而顯著下降；對氣體流速的變化敏感、操作彈性范圍較窄；氣體阻力較大。但因其結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，流體力學(xué)及傳質(zhì)方面的特性較清楚，故目前仍在廣泛采用。 鮑爾環(huán)與階梯環(huán)填料 鮑爾環(huán)是對拉西環(huán)的主要缺點加以改進(jìn)而研制出來的填料。在普通的拉西環(huán)的側(cè)壁上開有兩排長方形窗孔，被切開的環(huán)壁形成葉片，一邊仍與壁相連，另一端向環(huán)內(nèi)彎曲，并在中心與其他葉片相搭，見圖 4 6 （ c ）。由于環(huán)上開有小窗，氣體可以從小窗通過 ，這樣不僅降低了氣體流動阻力，同時使液體分布得到改善。 鮑爾環(huán)與拉西環(huán)相比具有生產(chǎn)能力大、氣體流動阻力小，操作彈性大，傳質(zhì)效率高等優(yōu)點。鮑爾環(huán)可用金屬、塑料、陶瓷等材料制造。 階梯環(huán)是對鮑爾環(huán)進(jìn)一步改進(jìn)的產(chǎn)物。階梯環(huán)的總高為直徑的 5/8 ，圓筒一端有向外翻卷的喇叭口，見圖 4 6 （ d ）。這種填料的孔隙小和傳質(zhì)效率高等特點。是目前使用的環(huán)形填料中性能最為良好的一種。階梯環(huán)多用金屬及塑料制造。 弧鞍與矩鞍填料 弧鞍形填料也稱為伯爾鞍，是一種沒有內(nèi)表面的填料，用陶瓷燒成，形如馬鞍，見圖 4 6 （ e ）。這種填料的特點 是填料表面利用率好，氣體的壓降小。其缺點是兩側(cè)形狀對稱，裝填后易出現(xiàn)局部疊合或架空現(xiàn)象，從而影響填料表面利用率，又因壁較薄，機(jī)械強(qiáng)度低而易破碎等。 矩鞍形填料是弧鞍形填料的改進(jìn)形式，即作成兩面不對稱，且大小不等，見圖4 6 (f) 。在塔內(nèi)不會互相疊合，而是處于相互勾聯(lián)的狀態(tài)，而且機(jī)械強(qiáng)度也有所提高。這種填料處理物料能力大，傳質(zhì)效果較好，液體分布均勻，氣體阻力較小，不易堵塞。矩鞍填料的制造也較簡單，是一種性能優(yōu)良的新型填料。 波紋填料與波紋網(wǎng)填料 波紋填料是由許多波紋薄板制成，各板高度相同但長短不等，搭配排列而成圓餅狀，波紋與水平方向成 45 186。傾角， 相鄰兩板反向疊靠，使其波紋傾斜方向互相垂直。圓餅的直徑略小于塔殼內(nèi)徑，各餅豎直疊放于塔內(nèi)。相鄰的上下兩餅之間，波紋板片排列方向互成 90 186。角。 見圖 4 6 (h) 。波紋填料的特點是結(jié)構(gòu)緊湊，比表面積大，流體阻力小，液體每經(jīng)過一層都得到一次再分布，故流體分布均勻，傳質(zhì)效果好。其缺點是填料裝卸及清理困難，價格較高，不適宜處理有沉淀、粘度大、易結(jié)塊的物料。 波紋填料可用金屬、陶瓷、塑料、玻璃鋼等材料制造。根據(jù)不同的操作溫度及物料的腐蝕性，選用適當(dāng)?shù)牟牧稀? 波紋網(wǎng)填料是由金屬絲網(wǎng)波紋片排列組成的波紋填料，屬于網(wǎng)體填料。它是 20 世紀(jì) 60 年代以來研究和發(fā)展起來的一種性能良好的高效規(guī)整填料。波紋網(wǎng)填料是具有比表面積大、空隙率大、流體阻力小、傳質(zhì)效率高、操作彈性大和氣液分布均勻等優(yōu)點。適用于精密精餾和真空精餾。其缺點是不適宜于處理有沉淀及有雜質(zhì)的物料，清洗、裝卸困難，造價高等，因此其推廣受到一定的限制。 填料支承裝置 液體分布裝置 液體再分布裝置 氣液體進(jìn)口及出口裝置 填料支承裝置 填料塔中，支承裝置的作用是支承填料及填料上的持液量，因此支承裝置應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，為了保證不在支承裝置上首先發(fā)生液泛，其自由截面積應(yīng)大于填料層中的空隙。常用的支承裝置有柵板式和升氣管式，如圖 4 7 所示。 柵板式支承裝置是由豎立的扁鋼條焊接而成，扁鋼條的間距應(yīng)為填料外徑的60 %~ 70% 。 為了解決支承裝置的強(qiáng)度與自由截面積之間的矛盾，特別是為了適應(yīng)高空隙率填料的要求，可采用升氣管支承裝置。氣體由升氣管上升，通過氣道頂部的孔及側(cè)面的齒縫進(jìn)入填料層，而液體則由支承裝置底板上的上孔流下，氣體、液體分道而行，彼此很小干擾。升氣管有圓形的 ，多為瓷制；也有條形的，多為金屬制。此種型式的支承裝置氣體流通面積可以很大。 液體分布裝置 液體分布裝置對填料塔的操作影響很大，若液體分布不均勻，則填料層內(nèi)的有效潤濕面積會減少，并可能出現(xiàn)偏流和溝流現(xiàn)象，影響傳質(zhì)效果。 常用的液體分布裝置有噴灑分布器、盤式分布器、齒槽式分布器和多孔環(huán)管式分布器等，如圖 4 8 所示。 噴灑式分布器（蓮蓬式）見圖 4 8 （ a ）。一般用于直徑小于 60 0mm 的塔中。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單。
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