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塔器化工填料的选择要素

作者:user 来源:  日期:2019-11-01 21:36
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塔器化工填料的选择要素

填料的选择包括确定填料的种类,规格及材质等。所选用的材料既要满足生产工艺要求,又要使设备的投资和操作费用较低。因此选择合适的填料至关重要。

第一步:选择填料种类

填料种类的选择需要考虑工艺分离的要求,通常从以下几个方面去考虑。

 

1传质效率

传质效率即分离效率,它有两种表示方法:一种是以理论级进行计算的表示方法,以每个理论级当量的填料层高度表示,即HETP值;另一种是以传质速率进行计算的表示方法,以每个传质单元想当的填料层高度表示,即HTU值。在满足工艺的前提下,应选用传质效率高,即HETU(或HTU)值低的填料。对于常用的工业填料,HETU(或HTU)值可以由相关手册或者文献中查到,也可以通过一些经验公式来估算。

 

2通量

通量

在相同的液体负荷下,填料的泛点气速愈高或气相动能因子愈大,则通量愈大,塔的处理能力也就越大。因此,在选择填料的种类时,在保证具有较高传质效率的前提下,应选择具有较高泛点气速或气相动能因子的填料。对于大多数常用填料,其泛点气速或气相动能因子可由相关手册或文献中查到,也可以通过一些经验公式来估算。

 

3填料层的压降

填料层的压降是填料的主要应用性能,填料层的压降越低,动力消耗越低,操作费用越少。比较填料的压降有两种方法,一是比较填料层单位高度的压降ΔP/Z;另一种是比较填料层单位传质效率的比压降ΔP/NT。填料层的压降可用经验公式计算,亦可从有关图表中查出。

 

4填料的操作性能

填料的操作性能主要是指操作弹性、扛污堵性及扛热敏性等。所选填料应具有较大的操作弹性,以保证塔内气液负荷发生波动时维持稳定操作。同时还应具有一定的抗污堵,抗热敏能力,以适应物料的变化及塔内温度的变化。

 

此外,所选的填料要便于安装、拆卸和检修。

 

 

第二步,填料规格的选择

 

通常,散堆填料规整填料的规格表示方法不同,选择的方法亦不尽相同,下面我们逐一进行介绍。

 

1散堆填料规格的选择

散堆填料规格通常是指填料的公称直径。工业塔常用的散堆填料主要有DN16,DN25,DN38,DN50,DN76等几种规格。同类填料,吃寸越小,分离率越高,但阻力增加,通量减少,填料费用也会增加很多。而大尺寸的填料应用于小直径的塔中,又会产生液体分布不均及严重的壁流,使塔的分离效率降低。因此对于塔径和填料尺寸的比值要有一定的规定。

散堆填料

 

 

2规整填料规格的选择

工业常用的规整填料的型号和规格的表示方法很多,国内习惯用比表面积表示,主要有125,150,250,350,500,700等几种规格,同种类型的规整填料,其比表面积越大,传质效率越高,但阻力增加,通量减小,填料费用也明显增加。选用时应从分离要求,通量要求,场地条件,物料性质及设备投资、操作费用等方面综合去考虑。

 

 

第三步,填料材质的选择

 

 

工业上,填料的材质分为陶瓷,金属,塑料三大类。

 

1陶瓷填料

陶瓷填料

  

陶瓷填料具有良好的耐腐蚀性和耐热性,一般能耐除氢氟酸以外的常见的各种有机酸,无机酸的腐蚀,对强碱介质,可以选用耐碱配方制造的耐碱陶瓷填料。

其质脆,易碎,不宜在高冲击强度下使用。陶瓷填料的价格便宜,具有很好的表面润湿性能,工业上,主要用于气体吸收,气体洗涤,液体萃取等过程。

 

2金属填料

金属填料

 

金属填料可以由多种材质制成,金属材质的选择主要是根据物系的腐蚀性和金属材质的耐腐蚀性来综合考虑的。碳钢填料造价低,具有良好的表面润湿性能,对于无腐蚀或低腐蚀性的物性应优先予以使用。不锈钢填料耐腐蚀性强,一般能耐除Cl- 以外的常见物系的腐蚀,但是造价较高;钛材,特种合金钢等材质制成的填料造价极高,一般只在某些腐蚀性极强的物系下使用。工业上主要还是以金属填料为主。

 

3塑料填料

塑料填料

 

塑料填料的材质主要包括聚丙烯(PP),聚乙烯(PE)及聚氯乙烯(PVC)等,国内一般对采用聚丙烯材质。塑料填料的耐腐蚀性能较好,可耐一般的无机酸,碱,有机溶剂的腐蚀。其耐温性也良好,可长期在100℃的条件下使用。聚丙烯填料在低温时具有冷脆性,在低于0℃的条件下使用要慎重,可选用耐低温性能良好的聚氯乙烯填料。

塑料填料具有质量轻,价廉,耐冲击,不易破碎等优点,多用于吸收,解吸,萃取,除尘等装置中。塑料填料的缺点是表面润湿性能差,在,某些特殊场合需要对其表面进行处理,以提高表面润湿性能。

 

小结

填料塔中填料的选取至关重要,一座塔填料塔可以选用同类型,同规格的填料,也可以选用同类型,不同规格的的填料;有的塔段可以选用规整填料,而有的塔段又可以用散堆填料。设计选用时,应灵活掌握,根据技术经济统一的原则来选择塔料的规格。

 

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