对堵型的评价具体可从以下几方面比较:①生产关于塔型的比较已有大量资料,这黑摘选若干图能力,②塔板效率,③操作弹性,①气体通过塔盘的表(图2-14~图2-16及表2-3~表2-5),供选择塔型压力降,造价,操作是否方便时参考。Kitel造蓝缔板塔盘浮阀塔盘0030.046050.0:1动能参致台/原图2-14几种板式塔盘生产能力的比较1.2吉幸塔0学啤塔盘银销.4anH06Og00020os 0lo d1s 020-025 03燕气速度,m/s充许最天速度图2-15不同塔盘的相对塔板效率图2-16各种塔板压力降比较表 2-3各种塔盘的单板压力降福A床力降.Pa塔盘压力降,Pa纯板Kitel培盘720630100013
表2-4各种塔盘的比较效率操作押性可靠性塔盘型式蒸气量乐力降价格福优优优茶优泡饰良优P超良超优优柜良创优穿流表 2-5 各种板式塔的优缺点及用途堵盘型式结优点缺点用谈①弹性好;无雅漏①费用高;②板问距大,压用于具有待定要求的场合泡 圆形迫跟复力降比较大早s形泡理简化了泡覃的形式,因此①费用商板间距大,压用于具有特定要求的场合销整单型塔性能相似力降比较大专8条形浮阀简①操作弹性较好!②塔板没有特别的缺点适用于加压及常压下的气液效率较高:③处理能力较大传质过程有简单的和陶重盘式洋闲箱复杂的KT形浮阀简蹄板①正常负替下的效率商:①稳定操作范围窄,②要么造于处理量变动少且不析出②费用最低:@压力降小(溢流式扩大孔径,否则易塔物料;③容 固体物的系统4①比糖板压力降稍高,但易发生液体准测其有同样的优点②气液分流波纹筛板布好型①处理能力大②压力降,①塔板效率低;@尊性较小适用于粗燕馆福版上③处理量少时,效率剧烈下降1设用有从以上各图表可以得出以下儿点结论。分类;如按性能分为通用填料和高效填料;按形状分(1)浮阅塔盘在蒸气负荷、操作弹性、效率和价为颗粒型填料和规整填料。在此按填料的结构分为实格等方面都比泡罩塔盘优越,这是目前浮茂塔广泛应体填料和网体填料两大类。(环 用的原因。(2)筛板塔盘造价低、压力降小,除操作弹性较差外,其他性能接近于浮阀塔盘,这是筛板塔盘近年来使用广泛的原因短拉西环二、常用填料类型鲍尔环一阶梯环填料塔以境料作为气液接触元件,气液两相在填【弧鞍(马鞍形)填料【实体玻料)料层中逆向连续接触。它具有结构简单、压力降小、鞍形填料矩(槽鞍形)填料易于用耐离蚀非金属材料制造等优点,对于气体吸【金属环矩较填料收、真空蒸罐以及处理膚蚀性流体的操作,颤为适孔板波纹填料填料人用。当塔径增大时,引起气液分布不均、接触不良栅条填料等,造成效率下降,即称为放大效应。同时,填料塔10网环还有重量大、造价商、清理检修麻烦、填料摄耗大等双层0网环缺点,以致使填料塔在很长时期以来不及板式塔使用压延孔环网体填料 网裝填料广泛。但是随着新型高效填料的出现,流体分布技术丝网波纹旗料的改进,填料塔的效率有所提高,放大效应也在逐步得以解决,新型填料塔,特别适丁真空精馏操作。(网板波纹填料(一)填料的分类(二) 对填料的基本要求填料是填料塔中传质元件,它可以有各种不同的(1)传质效率高,要求填料能提供大的气液接触
面,即婴求具有大的比表面积,并要求填料表面易被(1)空像率与抢西环相网,但由于气综能整小牌液体测望,只有测准了的表面才是气液接触面。通过环内空间,因此阻力比拉西环断,从而能提高操(2)生产能力大,气体的压力障小,因此要求境作气速料层的空斯半大,(2)开小酵后表面积比拉西环大些,且环的内表3)不易引起偏流和沟流南得以充分利用(4)经久耐用,即具有良好的耐腐蚀性、较高的(3)由于小窗的叶片亭向环中心,便滚体分布较机械强度和必要的耐热性为均匀,所以沟靠和壁读情况比拉西环有所政善,5)取材客易,价格便宜(4))操作弹性较大(三)常用填料及其特点医此,在阿样压力降时,熊尔环的处理量可比拉填料品种张多,最吉老的填料是拉西环:在国外西环大50%以上:在同样处理量下,压为降可降低,拔认为较理懋的是随尔环、矩栽填料和波纹境料等工传质效车能操高20%左右,故编尔环是一种性能良业填料,现经测试验证,已被推春为我国令后推广使好的实体填料用的通用型填料,填料的材质可为全属,网瓷塑料1.拉西环拉匹环【图2-17(a)]在填料有板重要的地位,至令仍有采用,这是由于控西环!史悠久,数据贷料比较先整,设计、操作的经验丰高,以及它具有外形菌单、制造方便,取材容易,造价低康、能用丰金属耐离谜材料制造等优点,但由于同瓷环)解年e型师拉西环的比表面积较小,传质效能较低,更为严重的图2-18塑尔环缺点是由于它自身的形状引起的严重沟和睡道气液分布不匀,相际接触不良3,矩鼓填料整酸璃料(群2-19)为颜开式填释,形状决定了它在填料屋中租互重叠接益的部分钱拉西环的衔生型有8环、十因雨填料层的空鼠李较大,填料表面的利用车较等,比表面积确有增加,住本质的缺点没有解决。与同尺寸的拉香环相比,传质数率商,压力降,且不易鼓悬浮物所堵室。与绍尔环相比,精造容S名,送度较好,因此国内外都在推广使用、它可用间4、望料制盗,但金属矩秩填料应用较广()拉西井o(C)十字年黑2-17控函环及其衔生型近年来人们发现若将拉西环的高度减少(即长径比小于1将明显地增加分离效率和降低压力降,图2-19短数玻料因此具有额大的经济意义,这种截短了的控西环称为4.弧板填料弧极填料(图2-20)延是酸开式短拉西环填料,它的性能优于控西环,但因其结构对称,在填熊尔环朗制施尔环[图2-18(a)]与拉西环科层中易相互重爱,使填料表面不能充分利用,因之相款,其高度和外轻都相等,只是在侧墅上规则地开性能不如妊筷填料,工业上已很少使用。出长方形小窗,并将精出的叶片享向环中心,25mm及更小的环开一层小窗,48mm,$50mm的环开两层错开布的小窗他尔环还可由海变及塑料制成,形状类似弱制能尔环[图2-18(b)、()],由于能环不容易制作。故不推荐使用。电尔环是针对拉西环的缺点加以改进而出现的因此它具有以下餐点。图2-20张技旗料15
浮阀塔的操作弹性5.波纹填料波纹填料属于规整填料,它分为,鲍尔环效率高于浮阅塔盘。波纹板填料与波纹网填料。波纹板填料(图2-21)的高,但鲍尔环的理论板压力降远比浮阀塔低单片是具有波纹的薄片,波纹方向与水平成45°。组170装时单片竖直安放,且相邻单片的波纹方向互相垂直尔环(金属交错、如此叠合组成圆盘或其分块:填料装人塔内短鞍(图制)时,上下填料盘的板片方位互相垂直。波纹板境料的弧鞍(制优点如下金(1)压力降小,生产能力大。由于它是规整结西珠构,故压力降较一般乱堆填料低,因而空塔速度可以提高。(2)由于其结构紧凑,具有很大的比表面、且填料的结构能促进气液分布均匀化,使传质效率提高。(3)操作弹性大填料尺寸,m2-22几种填料的相对效室0.50l0.450.4089虚度,m图2-23几种25mm的填料等板高度1-金属拉西环:2一瓷矩蔽填料:3一金属鲍尔环图2-21波纹板填料三、板式塔和填料塔的比较波纹板填料的缺点是不适合用于易结垢、析出固板式塔与填料塔的比较是个复杂的问题,涉及的体、发生聚合,以及液体黏度较大的物系:对干大塔因素根多,难以用比较简便的方法明确地做出对比,则填料重量大、造价高、装卸清理困难。R.Billet在1963年国际精馏会议上提出的方法,系波纹板可以用金属、陶瓷、塑料等材料制作。用了八种圈对儿种板式塔和填料塔的操作性能和经济6. 几种实体填料的比较Eckert将鲍尔环费用作比较。此方法被认为是比较全面和合理的。拉西环、矩鞍填料的性能做了比较,各填料的通过能板式塔与填料塔的简要对比,列于表2-6。力,以鲍尔环为最大,拉西环最小,矩鞍填料则接近四、塔型选择一般原则于鲍尔环塔型的合理选择是做好塔设备设计的首要环节。从各填料的效率(图2-22)及操作弹性的比较选择时应考感的因素有:物料性质、操作条件、塔设(图2-23)中,可明显看出鲍尔环的效率和操作弹性备的性能,以及塔设备的制造、安装、运转和维修等。都居首位(一) 与物性有关的因素此外,关于塔径与填料直径之比,鲍尔环的下限(1)易起泡的物系,如处理量不大时,以选用填值也很低,当比值小到8时,尔坏(还有矩鞍形)料塔为宣。因为填料能使泡沫破裂,在板式塔中则易尚能良好炮工作:但拉西环的比值小于20~30时,引起液泛,其处理能力和效率都变得不可预测。(2)具有蚀性的介质,可选用填料塔。如必须将鲍尔环与浮阅塔盘作比较,所得的结论是,在用板式塔,宜选用结构简单、造价便宜的筛板塔盘、加压下,浮阀塔盘的效率高于尔环,在真空和嘴压穿流式塔盘或舌形塔盘,以便及时更换。16
塔、舌形塔和孔径较大的筛板塔等。不宜使用填料。表2-6板式塔和填料塔的比教(6)操作过程中有热效应的系统,用板式塔为塔型白宜。因塔盘上积有液层,可在其中安放换热管,进行板式塔填料塔有效的加热或冷却。压力降一般比旗料乐力降小,较适于要压力降(二)与操作条件有关的因素求压力降小的场合塔大(1)若气相传质阻力大(即气相控制系统,如低空搭气黏度液体的燕馏,空气增湿等),宜采用填料塔,因空堵气速大空塔气速较大《生产能力)填料层中气相旱湍流,液相为膜状流。反之,受液相效率较稳定,大塔板控制的系统(如水洗CO:),宜果用板式塔,因为板分离效率较高,塔径路 率效率比小塔有所提离1.5m 以下效率高式塔中液相呈流。用气体在液层中鼓泡径增大,效率常会下(2)大的液体负荷,可选用填料塔,若用板式塔,宣选用气液并流的塔型(如喷射型塔盘)或选用k对液体喷淋量有一适应范国较大液气比板上液流阻力较小的塔型(如筛板和浮阀)。此外,定要求导向筛板塔盘和多降液管筛板塔盘都能承受较大的液持液量较大较小体负荷一般用金属材料可用非金属耐脑蚀(3)低的液体负荷,一般不宜采用埃料塔。因为材质求翻作材料填料塔要求一定量的喷淋密度,但网体填料能用于低较容易安装维修较困难液体负荷的场合,(4)液气比波动的适应性,板式塔优于填料塔$800mm以下8直径大时一般比域故当液气比波动较大时宣用板式塔。价板式塔便宜,直径增料塔造价低(三) 其他因素大,造价显著增加(1)对于多数情况,塔径小于800mm时,不宣较较惠采用板式塔,宜用填料塔。对于大塔径,对加压或常压操作过程,应优先选用板式塔;对减压操作过程,(3)具有热敏性的物料须减压操作,以防过热引宜采用新型填料起分解或聚合,故应选用压力降较小的塔型。如可采用装填规整填料的散堆填料等,当要求真空度较低一般填料塔比板式塔重(3)大塔以板式塔造价较廉。因填料价格约与塔时,也可用筛板塔和浮阀塔,体的容积成正比,板式塔接单位面积计算的价格。随(4)黏性较大的物系,可以选用大尺寸婷料。板式塔的传质效率较差,塔径增大前减小。(5)含有悬浮物的物料。应选择液流通道较大的为方便塔数选择,列出塔盘型式选用表(表2-7)塔型,以板式塔为宜。可选用泡翠塔、浮阀塔、栅板及塔型选用顺序表(表2-8),供参考。表 2-7培虑型式选用表序您 重盘 APV梦穿流 李流孩 异孔 条孔苦 阶排 文丘图t径网状形式里式号格管排塔盘 堵盘 板 塔盐 塔菜网1高气液鱼薇低气液负荷D操作弹性大FEIEC!11玉力降ALE瘦沫爽带量少板上潜液散少板间距小DlE8效率高EPEEEIE9塔单位体积生产能力大RCDIcE气、被负荷的可变性DAF1价格低脚