填料塔的填料种类
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填料塔是一种应用很广泛的气液传质设备,它具有结构简单,压降低,填料易用耐腐蚀材料制造等优点
对于理想的填料应该为气液两相提供合适的通道,气体流动的压降低,通量大,且液流易于铺展成液膜,液膜表面的更新迅速,此外,还应兼顾便于制造,价格低廉,有一定的强度和耐热、耐腐蚀性能,表面材质与液体的润湿性好的要求。
常用的填料有散装填料和规整填料两大类,前者可以在塔内乱堆,也可以整砌,常见的填料有以下几类:
1、拉西环,它是一段高度和外径相等的短管,可用陶瓷和金属制造,拉西环形状简单,制造容易,其流体力学和传质方面的特性比较清楚,曾得到广泛的应用,但是拉西环由于其高径比比较大,堆积时相邻环之间容易形成线接触、填料层的均匀性较差,因此,拉西环填料层中的液体存在着严重的壁流和沟流现象


2、鲍尔环,是在拉西环的基础上发展起来的, 它是在拉西环的壁上沿周向冲出一层或两层长方形小孔,但是小孔的母材不脱离圆环,而是将其向内弯向环的中心,这种结构提高了环内空间和环内表面的 有效利用程度,使气体流动阻力大为降低,因而对真空操作尤为适用,鲍尔环上的两层方孔是错开的,在堆积时即使在相邻填料形成线接触,也不会阻碍气液两相的流动,不致产生严重的偏流和沟流现象



3、矩鞍形填料,这中填料的结构不对称,填料两面大小不等,堆积时不会重叠,填料层的均匀性大为提高,其气体流动阻力小,处理能力大,制造比较方便



4、阶梯环填料,其构造与鲍尔环类似,环壁上开有长方形孔,环内有两层交错45度的十字形翅片,阶梯环高度通常只有直径的一半,其一端制成喇叭口形状,因此,在填料层中填料之间呈多点接触,床层均匀且孔隙率大,气体流动阻力降低,生产能力较高


5、网体填料,此类填料是以金属网或多孔金属片为基本材料制成的填料,通称为网体填料,其特点是网材薄,填料尺寸小,比表面积和空隙率都大,液体均布能力强,因此,网体填料的气体阻力小,传质效率高,但是其制造价格比较高

对于理想的填料应该为气液两相提供合适的通道,气体流动的压降低,通量大,且液流易于铺展成液膜,液膜表面的更新迅速,此外,还应兼顾便于制造,价格低廉,有一定的强度和耐热、耐腐蚀性能,表面材质与液体的润湿性好的要求。
常用的填料有散装填料和规整填料两大类,前者可以在塔内乱堆,也可以整砌,常见的填料有以下几类:
1、拉西环,它是一段高度和外径相等的短管,可用陶瓷和金属制造,拉西环形状简单,制造容易,其流体力学和传质方面的特性比较清楚,曾得到广泛的应用,但是拉西环由于其高径比比较大,堆积时相邻环之间容易形成线接触、填料层的均匀性较差,因此,拉西环填料层中的液体存在着严重的壁流和沟流现象


2、鲍尔环,是在拉西环的基础上发展起来的, 它是在拉西环的壁上沿周向冲出一层或两层长方形小孔,但是小孔的母材不脱离圆环,而是将其向内弯向环的中心,这种结构提高了环内空间和环内表面的 有效利用程度,使气体流动阻力大为降低,因而对真空操作尤为适用,鲍尔环上的两层方孔是错开的,在堆积时即使在相邻填料形成线接触,也不会阻碍气液两相的流动,不致产生严重的偏流和沟流现象



3、矩鞍形填料,这中填料的结构不对称,填料两面大小不等,堆积时不会重叠,填料层的均匀性大为提高,其气体流动阻力小,处理能力大,制造比较方便



4、阶梯环填料,其构造与鲍尔环类似,环壁上开有长方形孔,环内有两层交错45度的十字形翅片,阶梯环高度通常只有直径的一半,其一端制成喇叭口形状,因此,在填料层中填料之间呈多点接触,床层均匀且孔隙率大,气体流动阻力降低,生产能力较高


5、网体填料,此类填料是以金属网或多孔金属片为基本材料制成的填料,通称为网体填料,其特点是网材薄,填料尺寸小,比表面积和空隙率都大,液体均布能力强,因此,网体填料的气体阻力小,传质效率高,但是其制造价格比较高

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1、填料塔塔型选择一般原则:
塔填料是填料塔的核心构件,它为气液两相间热、质传递提供了有效的相界面,只有性能优良的塔填料再辅以理想的塔内件,才有望构成技术上先进的填料塔。
下列情况优先选用填料塔:
在分离程度要求高的情况下,因某些新型填料具有很高的传质效率,故可采用新型填料以降低塔的高度;
对于热敏性物料的蒸馏分离,因新型填料的持液量较小,压降小,故可优先选择真空操作下的填料塔;
具有腐蚀性的物料,可选用填料塔。因为填料塔可采用非金属材料,如陶瓷、塑料等;
容易发泡的物料,宜选用填料塔。
2、填料塔填料的选择:
填料的几何特性数据主要包括比表面积、空隙率、填料因子等,是评价填料性能的基本参数。
①比表面积
单位体积填料的填料表面积称为比表面积,以a表示,其单位为m2/m3。填料的比表面积愈大,所提供的气液传质面积愈大。因此,比表面积是评价填料性能优劣的一个重要指标。
②空隙率
单位体积填料中的空隙体积称为空隙率,以ε表示,其单位为m3/m3,或以%表示。填料的空隙率越大,气体通过的能力越大且压降低。因此,空隙率是评价填料性能优劣的又一重要指标。
③填料因子
填料的比表面积与空隙率三次方的比值,即a∕ε3,称为填料因子,以Ф表示,其单位为1/m。它表示填料的流体力学性能,Ф值越小,表明流动阻力越小。
3、填料性能的优劣通常根据效率、通量及压降三要素衡量。
在相同的操作条件下,填料的比表面积越大,气液分布越均匀,表面的润湿性能越好,则传质效率越高;
填料的空隙率越大,结构越开敞,则通量越大,压降亦越低。
塔填料是填料塔的核心构件,它为气液两相间热、质传递提供了有效的相界面,只有性能优良的塔填料再辅以理想的塔内件,才有望构成技术上先进的填料塔。
下列情况优先选用填料塔:
在分离程度要求高的情况下,因某些新型填料具有很高的传质效率,故可采用新型填料以降低塔的高度;
对于热敏性物料的蒸馏分离,因新型填料的持液量较小,压降小,故可优先选择真空操作下的填料塔;
具有腐蚀性的物料,可选用填料塔。因为填料塔可采用非金属材料,如陶瓷、塑料等;
容易发泡的物料,宜选用填料塔。
2、填料塔填料的选择:
填料的几何特性数据主要包括比表面积、空隙率、填料因子等,是评价填料性能的基本参数。
①比表面积
单位体积填料的填料表面积称为比表面积,以a表示,其单位为m2/m3。填料的比表面积愈大,所提供的气液传质面积愈大。因此,比表面积是评价填料性能优劣的一个重要指标。
②空隙率
单位体积填料中的空隙体积称为空隙率,以ε表示,其单位为m3/m3,或以%表示。填料的空隙率越大,气体通过的能力越大且压降低。因此,空隙率是评价填料性能优劣的又一重要指标。
③填料因子
填料的比表面积与空隙率三次方的比值,即a∕ε3,称为填料因子,以Ф表示,其单位为1/m。它表示填料的流体力学性能,Ф值越小,表明流动阻力越小。
3、填料性能的优劣通常根据效率、通量及压降三要素衡量。
在相同的操作条件下,填料的比表面积越大,气液分布越均匀,表面的润湿性能越好,则传质效率越高;
填料的空隙率越大,结构越开敞,则通量越大,压降亦越低。
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