【正文】 填料 (n)金屬絲網(wǎng)波紋填料 (o)金屬板波紋填料 (p)脈沖填料 圖 幾種常見填料 167。 填料塔 幾種常見填料 （ 2）填料 填料的種類很多，如圖 。 小型除沫器的絲網(wǎng)厚度根據(jù)工藝條件決定，一般為 50150mm，絲網(wǎng)應鋪平，相鄰每層絲網(wǎng)之間的波紋方向應相錯一個角度，上面用支撐板加以固定，絲網(wǎng)支撐柵板的自由截面積應大于 90%，安裝時柵板應保持水平。 圖 折板除沫器 167。增加折流的次數(shù)，能提高其對氣液的分離效率。 167。此外還有鏈條型除沫器、多孔材料除沫器及玻璃纖維除沫器等。 （ 1）除沫器 當空塔氣速較大，塔頂濺液現(xiàn)象嚴重，以及工藝過程不允許出塔氣體夾帶霧滴的情況下，設置除沫裝置，從而減少液體的夾帶損失，確保氣體的純度，保證后續(xù)設備的正常操作。 （五）塔內(nèi)件 填料塔的內(nèi)件有填料、填料支撐裝置、填料壓緊裝置、液體分布裝置和液體收集再分布裝置等。 填料塔 （四）手孔 手孔是指手和手提燈能伸入的設備孔口，用于不便進入或不必進入設備即能清理、檢查或修理的場合。 裝有填料的塔，應設填料擋板，借以保護人孔，并能在不卸出填料的情況下更換人孔墊片。 塔徑小于 Φ800mm時，在塔頂設置法蘭（塔徑小于 Φ450mm的塔，采用分段法蘭連接），不在塔體上開設人孔。設在框架內(nèi)或室內(nèi)的塔，人孔的位置可按具體情況考慮。人孔的設置應便于人員進入任一層塔板。 圖 裙式支座 1裙座圈； 2支撐板； 3角牽板； 4壓板； 5人孔； 6有保溫時排氣管； 7無保溫時排氣管； 8排液孔 167。 167。 圖 填料塔結構 167。塔體除滿足工藝條件對它提出的強度和剛度要求外，還應考慮風力、地震、偏心載荷所帶來的影響，以及吊裝、運輸、檢驗、開停工等情況。 （一）塔體 塔體是塔設備的主要部件，大多數(shù)塔體是等直徑、等壁厚的圓筒體，頂蓋以橢圓形封頭為多。填料塔的結構比較簡單，如圖 。 167。正因為如此，它們的特點具有互補性。 概述 盡管在每一種塔式反應器都不可能同時滿足上述五個要求，但可根據(jù)反應本身的特點及生產(chǎn)要求選用不同的反應器。?h)時，填料就不會全部潤濕，降膜塔反應器也有類似情況。例如，當噴淋密度低于 3m179。但在填料塔中，移熱比較困難，通常只能提高液體噴淋量，以液體顯熱的形式移除。當反應熱效應很大而又需要綜合利用時，降膜塔反應器是比較合適的。除此之外，為了造成氣、液兩相分散接觸，需要消耗一定的動力。若反應在高于室溫下進行，則應考慮反應熱量的回收。 167。 (二 )、有利于反應選擇性的提高 反應器的選型應有利于抑制副反應的發(fā)生。 概述 四，塔式反應器選型 塔式反應器選型時一般應考慮以下因素： (一 )、具備較高的生產(chǎn)能力 反應器形式應適合反應系統(tǒng)特性的要求，使之達到較高的宏觀反應速率。 （ 3）鼓泡塔反應器在鼓泡時所耗壓降較大。 鼓泡塔也有一些難以克服的缺點： （ 1）為了保證氣體沿截面均勻分布，鼓泡塔的直徑不宜過大，一般在 23米以內(nèi)。 （ 4）在塔的內(nèi)外都可以安裝換熱裝置。 （ 3）反應器具有極高的儲液量和相際接觸面積，傳質和傳熱效率高。 在實際使用中它具有以下優(yōu)點： （ 1）氣體以小的氣泡形式均勻分布，連續(xù)不斷地通過氣液反應層，保證了氣液充分混合，反應良好。 概述 4，鼓泡塔 鼓泡塔反應器適用于液相也參與反應的中速、慢速反應和放熱量大的反應。但儲液量低，液相傳質系數(shù)小，且霧滴在氣流中浮動和有氣流溝流存在，氣液二相返混嚴重。是氣膜控制的反應系統(tǒng)，適于瞬間、界面和快速反應過程。 因此，板式塔大多用于加壓操作過程。板間可設置傳熱構件，以移出和移入熱量。氣液劇烈接觸，氣液相界面?zhèn)髻|和傳熱系數(shù)大，是強化傳質過程的塔型。板式塔反應器適用于快速和中速反應過程，具有逐板操作的特點。 167。 填料塔中使用填料，對填料要求是：比表面大、空隙率高、耐腐蝕性強、強度和潤濕性能優(yōu)良。特別是在常壓和低壓下，當壓降成為主要矛盾和反應溶劑易與起泡時采用填料塔反應器是合適的。例如，水吸收 NO2生成硝酸、水吸收 HCI生成鹽酸、吸收 SO3生成硫酸等。 概述 幾種主要塔式反應器結構示意圖如圖 ： （ a）填料塔反應器 (b)板式塔反應器 (c)噴淋塔反應器 (d)鼓泡塔反應器 圖 167。 常見的塔式反應器按氣液相接觸形態(tài)可分為： 氣體以氣泡形態(tài)分散在液相中的鼓泡塔反應器和板式反應器； 液體以液滴狀分散在氣相中的噴淋塔反應器； 液體以膜狀運動與氣相進行接觸的填料塔反應器。精細化工過程與設備 授課教師 張大德 代 第四章 塔式反應器 167。 概述 塔式反應器基本類型 塔設備除了廣泛應用于精餾、吸收、解吸和萃取等方面外，它也可以作為反應器應用于氣液相反應，例如，加氫、磺化、鹵化、氧化等化學反應過程。 167。 概述 二， 塔式反應器的特點 1，填料塔 填料塔反應器主要用于氣液相反應，由于液體沿填料表面下流，在填料表面形成液膜而與氣相接觸進行反應，故液相主體量較少，適用于快速和瞬間反應過程，能獲得較大的液相轉化率。 填料塔反應器具有結構簡單、壓降小、能適應各種腐蝕介質和不易造成溶液氣泡的優(yōu)點。 缺點是：其一，液體在填料床層停留時間短，不能滿足慢反應的要求，同時存在壁流和液體分布不均等問題；其二，它較難從塔體中直接移去熱量，當反應熱較高時，必須增加液體噴淋量帶出熱量。常用的填料有拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、矩鞍等，材質有陶瓷、不銹鋼、石墨和塑料。 概述 2，板式塔 其液體是連續(xù)相而氣體是分散相，借助于氣體通過塔板分散成小氣泡而與板上液體相接觸進行化學反應。由于采用多板，可將軸向返混降到最低，并可采用最小的液體流速進行操作，從而獲得極高的液相轉化率。因此適用于傳質過程控制的化學反應過程。 缺點是：反應器結構復雜，氣相流動壓降大，且塔板需要用耐腐蝕材料制作。 3，噴霧塔 噴霧塔結構較為簡單，液體以細小液滴的方式分散于氣體之中，氣體為連續(xù)相，液體為分散相，具有相接觸面積大和氣相壓降小等優(yōu)點。也適用于生成固體產(chǎn)物的體系。 167。例如：各種有機化合物的氧化反應、各種石蠟和芳烴的氯化反應、各種生物化學反應、污水處理曝氣氧化和氨水碳化生成固體碳酸氫銨等反應。 （ 2）反應器結構簡單，容易清理，操作穩(wěn)定，投資和維修費用低。適用于緩慢化學反應和高度放熱的情況。 （ 5）和填料塔比較，鼓泡塔能處理懸浮液體。 （ 2）鼓泡塔內(nèi)液相軸向返混很嚴重，在不太大的高徑比情況下，可認為液相處于理想混合狀態(tài)，因此較難在單一連續(xù)反應器中達到較高的液相轉化率。 167。在一般情況下，當氣液相反應過程的目的是用于生產(chǎn)化工產(chǎn)品時，應考慮選用填料塔；如果 反應速率極快可以選用填料塔和噴淋塔；如果反應速率極快，同時熱效應又很大，可以考慮選用膜式塔；如果反應速率為快速或中速時，宜選用板式塔；對于要求在 反應器內(nèi)能處理大量液體而不要求較大相界面積的動力學控制過程，宜選用鼓泡塔。如平行反應中副反應較主反應為慢，則可采用持液量較少的設備，以抑制液相主體進行緩慢的副反應；如副反應為連串反應，則應采用液相返混較少的設備（如填料塔）進行反應，或采用半間歇（液體間歇加入和取出）反應器。 概述 (三 )、有利于降低能量消耗 反應器的選型應考慮能量綜合利用并盡可能降低能耗。如反應在加壓條件下進行，則應考慮壓力能量的綜合利用。 (四 )、有利于反應溫度的控制 氣液相反應絕大部分是放熱的，因而如何移熱，防止溫度過高是經(jīng)常碰到的實際問題。除此之 外，板式塔和鼓泡塔反應器可借助于安置冷卻盤管來移熱。 (五 )、能在較少液體流率下操作 為了得到較高的液相轉化率，液體流率一般較低，此時可選用鼓泡塔和板式塔反應器，但不宜選用填料塔、降膜塔反應器。/(m178。 167。鼓泡塔反應器和填料塔反應器均適用于氣液相反 應，鼓泡塔反應器在操作時液相是連續(xù)相，氣相是分散相；而填料塔反應器在正常操作時氣相是連續(xù)相，液相是分散相。和其