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板式塔和填料塔該如何選擇?各自都有哪些特點?
發布時間:2022-05-25 10:48:35瀏覽次數:

填料塔與板式塔的比較


在化工操作中,精餾塔分為板式塔和填料塔兩種主要類型。對于操作要求、設備行性能、設備維修、試用場合都有各自的特點。

板式塔和填料塔該如何選擇?各自都有哪些特點?

設備性能

空塔速度(亦即生產能力)高,效率高且穩定;壓降大,液氣比的適應范圍大,持液量大,操作彈性小

大尺寸空塔氣速較大,小尺寸空塔氣速較小;低壓時分離效率高,高壓時分離效率低,傳統填料效率較低,新型亂堆及規整填料效率較高;

大尺寸壓力降小,小尺寸壓力降大;

要求液相噴淋量較大,持液量小,操作彈性大

制造與維修

直徑在600mm以下的塔安裝困難,安裝程序較簡單,檢修清理容易,金屬材料耗量大

新型填料制備復雜,造價高,檢修清理困難,可采用非金屬材料制造,但安裝過程較為困難

結構特點

每層板上裝配有不同型式的氣液接觸元件或特殊結構,如篩板、泡罩、浮閥等;塔內設置有多層塔板,進行氣液接觸

塔內設置有多層整砌或亂堆的填料,如拉西環、鮑爾環、鞍型填料等散裝填料,格柵、波紋板、脈沖等規整填料;填料為氣液接觸的基本元件

適用場合

處理量大,操作彈性大,帶有污垢的物料

處理強腐蝕性,液氣比大,真空操作要求壓力降小的物料


板式塔和塔盤的選型


板式塔塔型選擇一般原則:


選擇時應考慮的因素有:物料性質、操作條件、塔設備性能及塔的制造、安裝、運轉、維修等。


下列情況優先選用板式塔:


  • 塔內液體滯液量較大,操作負荷變化范圍較寬,對進料濃度變化要求不敏感,操作易于穩定;
  • 液相負荷較小;
  • 含固體顆粒,容易結垢,有結晶的物料,因為板式塔可選用液流通道較大的塔板,堵塞的危險較小;


  • 在操作過程中伴隨有放熱或需要加熱的物料,需要在塔內設置內部換熱組件,如加熱盤管,需要多個進料口或多個側線出料口。這是因為一方面板式塔的結構上容易實現,此外,塔板上有較多的滯液以便與加熱或冷卻管進行有效地傳熱;
  • 在較高壓力下操作的蒸餾塔仍多采用板式塔。


板式塔塔盤的類型與選擇:


1、塔板種類


根據塔板上氣、液兩相的相對流動狀態,板式塔分為穿流式和溢流式。目前板式塔大多采用溢流式塔板。穿流式塔板操作不穩定,很少使用。


2、各種塔盤性能比較


工業上需分離的物料及其操作條件多種多樣,為了適應各種不同的操作要求,迄今已開發和使用的塔板類型繁多。這些塔板各有各的特點和使用體系,現將幾

板式塔和填料塔該如何選擇?各自都有哪些特點?

填料塔及填料的選型


1、填料塔塔型選擇一般原則:


塔填料是填料塔的核心構件,它為氣液兩相間熱、質傳遞提供了有效的相界面,只有性能優良的塔填料再輔以理想的塔內件,才有望構成技術上先進的填料塔。


下列情況優先選用填料塔:


  • 在分離程度要求高的情況下,因某些新型填料具有很高的傳質效率,故可采用新型填料以降低塔的高度;


  • 對于熱敏性物料的蒸餾分離,因新型填料的持液量較小,壓降小,故可優先選擇真空操作下的填料塔;


  • 具有腐蝕性的物料,可選用填料塔。因為填料塔可采用非金屬材料,如陶瓷、塑料等;


  • 容易發泡的物料,宜選用填料塔。


2、填料塔填料的選擇:


填料的幾何特性數據主要包括比表面積、空隙率、填料因子等,是評價填料性能的基本參數。


①比表面積


單位體積填料的填料表面積稱為比表面積,以a表示,其單位為m2/m3。填料的比表面積愈大,所提供的氣液傳質面積愈大。因此,比表面積是評價填料性能優劣的一個重要指標。


②空隙率


單位體積填料中的空隙體積稱為空隙率,以ε表示,其單位為m3/m3,或以%表示。填料的空隙率越大,氣體通過的能力越大且壓降低。因此,空隙率是評價填料性能優劣的又一重要指標。


③填料因子


填料的比表面積與空隙率三次方的比值,即a∕ε3,稱為填料因子,以Ф表示,其單位為1/m。它表示填料的流體力學性能,Ф值越小,表明流動阻力越小。


3、填料性能的優劣通常根據效率、通量及壓降三要素衡量。


  • 在相同的操作條件下,填料的比表面積越大,氣液分布越均勻,表面的潤濕性能越好,則傳質效率越高;
  • 填料的空隙率越大,結構越開敞,則通量越大,壓降亦越低。


國內學者采用模糊數學方法對九種常用填料的性能進行了評價如表所示:

板式塔和填料塔該如何選擇?各自都有哪些特點?


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