【正文】 料層內(nèi)的那部分液體 。與填料表面積 ， 表面特征及潤濕性有關(guān) 。 持液量對填料的壓降 、 氣液通量以及分離效率均有影響 。 液體在填料層中的停留時間與持液量成正比 ， 故熱敏性物系分離不宜采用持液量大的填料 。 對間歇蒸餾不宜采用持液量大的填料 。 填料塔穩(wěn)定操作時持液量越小 ， 靈敏度越高 。 理想的操作： 大傳質(zhì)表面 ， 較小持液量 。 填料塔內(nèi)的氣、液分布 氣 、 液兩相分布不均勻?qū)λ蕰a(chǎn)生不利的影響 。 小尺度不良分布： 單個填料尺度或規(guī)整填料的通道尺度上的不均勻分布 。 原因： 由于氣體的彌散性 ， 氣體在小尺度上容易分布均勻 。而液體能否在填料表面擴展成膜與填料的潤濕性直接相關(guān) 。即使填料潤濕性很好 ， 液體的初始分布也很均勻 ， 但在向下流過一定高度的填料層后部分液體必然會匯集為細股流 ， 使另一部分填料表面不能為液體所潤濕 。 小尺度的不良分布是填料的特性 ， 當液體流經(jīng)一定距離后 ，這種不良分布特性保持穩(wěn)定 ， 稱為特征分布 。 通常散裝填料的小尺度不良分布較規(guī)整填料突出 。 填料塔內(nèi)的氣、液分布 大尺度不良分布： 由液體初始分布不均 、 填料層結(jié)構(gòu)不均和塔體傾斜等非正常因素所引起 。 壁效應： 若塔壁附近空隙率顯著大于填料主體區(qū) ， 則會造成液體向壁區(qū)偏流并最終形成沿塔壁垂直向下的壁流 ， 減少了填料氣體區(qū)的液流量 。 塔體傾斜 會造成液體優(yōu)先流向下方塔壁而匯集 ， 上方塔壁及靠壁區(qū)液體分布則不足 。 填料破碎 、 變形 等也會造成大范圍的液流分布不均 。 大尺度液流不均還會引發(fā)氣流分布不均 ， 造成氣體走短路 ，使填料塔操作惡化 。 改進措施： 加強液流入塔的初始分布均勻性 ， 在塔內(nèi)設(shè)臵 液體再分布器 ， 填料充填均勻 ， 對大型塔填料尺寸與塔徑之比不大于 1/30 以避免壁效應等 。 填料塔塔徑與塔高的計算 塔徑 填料塔的直徑可根據(jù)圓形管道內(nèi)的流量公式計算 uVD s?4=式中： Vs —— 操作條件下氣體體積流量 ， m3/s； u —— 操作條件下的空塔氣速 ， m/s。 一般取 u = (~) uf 。 對一定氣體負荷 ， 塔徑計算關(guān)鍵在于空塔泛點氣速的求取 。當缺乏實測數(shù)據(jù)時 ， 泛點氣速 uf 可用?？颂?(Eckert)壓降關(guān)聯(lián)圖估算 。 一般填料塔的操作氣速大致在 ~ m/s。 按上式算出的塔徑 ， 應按壓力容器公稱直徑進行圓整 ， 如圓整為 600、 800、 1000、 1200 mm 等 。 塔徑 驗算液體噴淋密度 ， 以確保填料能得到充分的潤濕 。 填料塔的液體最小噴淋密度與填料的比表面積 a 有關(guān) ， 其關(guān)系為： ? ? aLU w m inm in =式中： Umin —— 最小噴淋密度 ， m3/(m2?s)； (Lw)min —— 最小潤濕速率 ， m3/(m?s)。 最小潤濕速率： 在塔橫截面上 ， 單位長度的填料周邊上潤濕填料所需最少液體的體積流量 。 直徑 75mm 的拉西環(huán)及其它填料 ， (Lw)min= m3/(m?h)； 直徑 75mm 的環(huán)形填料 ， (Lw)min= m3/(m?h)。 實際噴淋密度應大于最小噴淋密度 。 若不能滿足此條件 ， 可采用增大回流比或液體再循環(huán)等方法加大塔內(nèi)液體流量 ， 或適當提高氣速 ， 減小塔徑等 。 塔高 取決于所需的 填料層高度 及塔內(nèi) 附屬構(gòu)件 所需的高度 。 附屬構(gòu)件 (如氣液分布裝臵 ， 除沫器及液體再分布器等 )的高度要由所選的類型和計算的尺寸來確定 。 填料層的高度通常采用傳質(zhì)單元法 (第 9章吸收計算 ) 或等板高度法進行計算 。 等板高度 (HETP)： 與一層理論塔板的分離效果相當?shù)奶盍蠈痈叨?。 等板高度的大小 ， 表明填料效率的高低 。 等板高度一般由實驗測定 ， 或取生產(chǎn)設(shè)備的經(jīng)驗數(shù)據(jù) 。 若完成分離任務所需的理論板數(shù)為 N， 則填料層高度 Z 為 ? ?H E T PNZ ?=默奇 (Murch) 等板高度經(jīng)驗公式 GG —— 氣體的空塔質(zhì)量速度 ， kg/(m2?h)； ? —— 相對揮發(fā)度； D —— 塔徑 ， m； ?L —— 液體粘度 ， mPa?s； Z —— 填料層高度 ， m； ?L —— 液體的密度 ， kg/m3； c1, c2, c3 —— 常數(shù) ， 取決于填料類型及尺寸 。 LLccG ZDGcH E T P ???31321=適用范圍： (1) 常壓操作 ， 操作氣速為泛點氣速的 25~85%； (2) 高回流比操作； (3) ? 值不大于 3的碳氫化合物蒸餾系統(tǒng)； (4) 填料層高度為 ~， 塔徑為 ~， 填料尺寸不大于塔徑的 1/8。 默奇 (Murch) 等板高度經(jīng)驗公式 LLccG ZDGcH E T P ???31321=默奇 （ Murch） 等板高度經(jīng)驗公式中的常數(shù) 填料類型 尺寸 mm c1 c2 c3 陶瓷拉西環(huán) 9 104 104 25 103 弧鞍 50 103 0 104 25 103 填料塔的附屬結(jié)構(gòu) 填料支承板 （ Packing support plate ） 主要包括： 填料支承裝臵 、 液體分布及再分布裝臵 、 氣體進口分布裝臵及出口除沫裝臵等 。 附屬結(jié)構(gòu)的選型 、 設(shè)計 、 安裝是否正確合理 ， 對填料塔的操作和傳質(zhì)分離效果都會有直接影響 ， 應給予足夠的重視 。 用以支承填料的部件 。 它應具有： (1) 足夠的機械強度以承受設(shè)計載荷量 ， 支承板的設(shè)計載荷主要包括填料的重量和液泛狀態(tài)下持液的重量 。 (2) 足夠的自由面積以確保氣 、 液兩相順利通過 。 總開孔面積應盡可能不小于填料層的自由截面積 。 開孔率過小可導致液泛提前發(fā)生 。 一般開孔率在 70% 以上 。 常用的支承板有柵板 、 升氣管式和氣體噴射式等類型 。 填料支承板（ Packing support plate ） 柵板 (support grid)： 優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單 ， 造價低；缺點是柵板間的開孔容易被散裝填料擋住 ， 使有效開孔面積減小 。 填料支承板（ Packing support plate ） 升氣管式： 具有氣 、 液兩相分流而行和開孔面積大的特點 。氣體由升氣管側(cè)面的狹縫進入填料層 。 填料支承板（ Packing support plate ） 氣體噴射式 (multibeam packing support plate)： 具有氣 、 液兩相分流而行和開孔面積大的特點 。 氣體由波形的側(cè)面開孔射入填料層 。 床層限位圈和填料壓板 (Bed limiter and hold down plate) 填料壓緊和限位裝臵安裝在填料層頂部 ， 用于阻止填料的流化和松動 ， 前者為直接壓在填料之上的填料壓圈或壓板 ， 后者為固定于塔壁的填料限位圈 。 規(guī)整填料一般不會發(fā)生流化，但在大塔中，分塊組裝的填料會移動，因此也必需安裝由平行扁鋼構(gòu)造的填料限制圈。 液體分布器（ Liquid distributor） 作用： 將液體均勻分布于填料層頂部 。 液體初始分布質(zhì)量將直接影響到液體在整個填料層的分布 ，從而影響填料塔的分離效率和操作彈性 ， 因此液體分布器是填料塔的一個極為重要的內(nèi)部構(gòu)件 。 蓮蓬頭分布器： 噴頭的下部為半球形多孔板 ， 噴頭直徑為塔徑的 1/3~1/5， 一般用于直徑在 。 它的主要缺點是噴灑孔易堵塞 ， 且氣量較大時液沫夾帶量大 。 液體分布器（ Liquid distributor） 壓力型多孔管式分布器： 有環(huán)形和梯形兩種 。 優(yōu)點： 結(jié)構(gòu)簡單 、 造價低 、 易于支承 。 自由面積較大 (一般在 70%以上 )， 氣體阻力小 ， 適用于氣體流量很大的場合 。 其操作彈性在 2:1~:1 之間 。 缺點： 也存在小孔易堵塞的問題 ， 故被噴淋的液體不能有固體顆粒或懸浮物 。 液體分布器（ Liquid distributor） 梯形 二級槽式液體分布器 液體分布器（ Liquid distributor） 優(yōu)點： 具有較多的噴淋點數(shù) ， 分布質(zhì)量比較高 ， 且操作彈性可高達 4:1。 缺點： 結(jié)構(gòu)較復雜 ， 造價較高 ， 對安裝水平度要求高 。 氣體通過阻力較大 ， 一般適用于氣體負荷不太大的場合 。 孔流分布器： 有盤式和槽式兩種 。 盤式孔流分布器： 氣 、 液流道分離 ， 液體自盤底的噴淋孔流下 ， 盤中維持有一定高度的液位 ， 氣體則從盤中設(shè)臵的圓管中上升 。 液體分布器（ Liquid distributor） 優(yōu)點： 抗堵 、 抗腐蝕能力強 ， 操作可靠 ， 可處理含固體的物料 ， 操作彈性和處理量較大 ， 操作彈性可達到 4:1。 缺點： 分布質(zhì)量極易受液面的波動和分布器水平度的影響 ，故通常必須裝有水平調(diào)節(jié)裝臵 。 槽式溢流分布器： 液體從通常為 V字形的溢流口中溢出 。 一般適用于直徑大于 m 的填料塔中 。 液體再分布器（ Liquid redistributor） 隨液體流經(jīng)的填料層厚度的增加 ， 偏流程度增加 ， 液體的 大尺度不良分布 就越嚴重 。 解決方法： 每隔一定高度設(shè)臵一液體再分布器 。 偏流效應越嚴重 ， 設(shè)臵液體再分布器的填料間隔應越小 ， 如拉西環(huán)每段填料高度一般約為塔徑的 3 倍 ， 而鮑爾環(huán)和鞍形填料可分為塔徑的 5~10 倍 。 再分布器的形式： 有盤式 、 槽式及截錐式等 。 盤式液體再分布器 截錐式再分布器 氣體分布器（ Gas distributor） 對于直徑小于 ?3000塔 ， 可采用單管底部雙排孔分布器 。 不僅氣體分布均勻 、 阻力小 ， 而且結(jié)構(gòu)簡單 、 造價低 。 超過 ?3000塔可采用多排管式或升氣管式氣體分布器 。 還可以采用雙效氣體分布器 ， 既提供良好的氣體分布 ， 又具有較高的傳質(zhì)效率 。 液體收集器（ Liquid collector） 氣液流率的偏差會造成局部氣液比不同 ， 使塔截面出現(xiàn) 徑向濃度差 ， 如不及時重新混合 ， 就會越來越壞 。 一般 15～ 20個理論級需進行一次氣液再分布 。 在各床層間用液體收集器將流下的液體完全收集并混合，再進入液體分布器，以消除塔徑向質(zhì)與量的偏差。 斜板式液體收集器 盤式液體收集器 除沫器（ Demister） 當塔內(nèi)氣速較高 ， 液沫夾帶較嚴重時 ， 在塔頂氣體出口處需設(shè)臵除沫裝臵 。 折板除沫器 (Angle Vanetype Demisters)： 阻力較小 (50~100Pa)， 但只能除去 50?m 以上的液滴 。 Horizontal flow Vertical flow 除沫器（ Demister） 絲網(wǎng)除沫器 (Wire gauze demister)： 造價較高 ， 可除去 5?m 的液滴 ， 但壓降較大 (約 250Pa)。 除沫器（ Demister） TJCW型除霧器 （ TJCW Demister） ： 結(jié)構(gòu)簡單 、 造價低 、 易安裝 、 除霧效率高 、 操作彈性大 。 對于 5?m 的液滴除霧率達到 %以上 ， 對 8~40?m 的液滴 ， 除霧效率可達 100%。 TJCW型除霧器除霧機理 各種形式 TJCW型除霧器 ?5400 TJCW型除霧器 防壁流圈 在填料安裝過程中 ， 填料與塔壁之間存在一定的縫隙 ， 為防止產(chǎn)生氣液因壁流而短路 ， 需在此間隙加防壁流圈 。 防壁流圈可與填料做成一體 ， 也可分開到塔內(nèi)組裝 。 小直徑整圓盤填料的防壁流圈常與填料做成一體 ， 有時身兼兩職 ， 既做防壁流圈 ， 又起捆綁填料的作用； 216。300板波紋填料防壁流圈 分塊式防壁流圈 對于大直徑的塔 ， 可采用分塊的防壁流圈 。 催化蒸餾技術(shù) 將催化反應過程和蒸餾分離過程合為一體反應工程方法 ， 在同一個催化蒸餾塔反應器中同時進行反應和分離的操作 。 該過程可以不斷地將反應活性中心上生成的反應產(chǎn)物及時轉(zhuǎn)移離開反應區(qū) ， 使反應平衡向生成目的產(chǎn)物的方向移動 ， 反應熱也可以同時用來作為蒸餾過程所需的氣化熱 。 優(yōu)點： 轉(zhuǎn)化率高 、 選擇性好 、 產(chǎn)品純度高 、 能耗低 、 投資省 板式催化蒸餾塔 1 升氣孔 2 塔板 3 底隙 4 催化劑筐 5 集液板 6 催化劑 7 提液管 8 填料 9 填料筐 10 塔板液層 (1)在塔板的進口堰 、 出口堰附近規(guī)則排列裝有催化劑包的多孔盒 ， 利用塔板上液體的自然流動 ， 在催化劑表面進行反