西安鼎天化工有限公司

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精餾干貨|填料塔的內件都有什么作用?你知道多少?
作者:西安鼎天化工有限公司:2019/8/12 17:03:12


填料塔的內件主要有液體分布器、液體再分布器、支承裝置、填料壓緊裝置、除沫裝置等。合理地選擇和設計塔內件,對保證填料塔的正常操作及優良的傳質性能十分重要。今天就帶大家來好好認識一下它們!

槽式液體分布器


(1)單級槽式液體分布器

單級槽式液體分布器也稱通槽式分布器,其結構緊湊,槽與槽之間相互連通,能保持所有槽處于同一水平液面,從而易于達到液體分布均勻。常用于塔徑小于1m的塔中。


(2)二級槽式液體分布器


二級槽式液體分布器由主槽(一級槽)和分槽(二級槽)組成,主槽置于分槽之上。來流液體直接進入一級槽中,再按比例分配到各個二級槽中。


特點:結構簡單,易于從人孔中入塔進行組裝;升氣通道均勻,自由截面積大。缺點:占塔的空間比較大,且各個二級槽液位不易達到完全一致。


適用場合:一般多用于塔徑大于1m的塔中。


液體收集器和再分布器


(1)遮板式液體收集器

遮板式液體收集器是一種常見的塔內液體收集裝置,收集液體的同時可以液相采出。一般置于填料層下面,能將液體全部收集。收集器上緣用法蘭固定在筒體法蘭之間,上層填料下來的液體落在遮板上再流入集液板下面的導液槽中。塔徑較大時,周邊還要設置環形集液槽。


特點:液體收集完全,同時氣相阻力很小。缺點:a.集液板單項排列,斜板將氣相導向塔壁,氣體分布不均。b.環形集液槽占用較大塔截面,導致局部阻力較大,增大了全塔壓降。


使用場合:一般適用于法蘭連接的小直徑塔中,在多段填料塔節中使用時,需要與槽式液體分布器配合使用。


(2)分體式液體收集器


分體式液體收集器包括單流式和雙流式,其遮液板通過連接板固定于焊接在塔體的環槽上,為了方便從人孔出入,遮液板三片制成一體,進塔后再組裝。對于塔徑大于2.5m或者大液量的塔,可制成雙流式結構。


(3)升氣管式液體收集器


升氣管式液體收集器的結構類似于槽盤式氣液分布器,升氣管上端設有一擋液板,防止液體從升氣管落下。對于全部液體出料的收集器不安排布液孔,對于部分出料的收集器仍需要安排布液孔。


特點:與遮板式液體收集器相比較,其阻力較大,但氣體分布的均勻性更好。


(4)斜板式液體收集再分布器

斜板式液體收集再分布器是將槽式液體分布器與液體收集器相結合為一體,除了具有槽式液體分布器的優點外,在用于液體收集再分布時,還可以節省塔內空間,非常適用于小直徑塔器。


特點:a.占位低。通常由槽式液體分布器和遮板式液體收集器組合成的液體收集再分布器,占位高度約為1.2-1.6m,而斜板式液體收集再分布器的占位高度最低為0.5m,很大程度上降低了塔體總高度;b.自由截面積大且氣相阻力較??;c.安裝方便,造價較低;d.可實現液體線性分布,對要求分布點數多的場合尤為適用。


(5)組合式液體收集再分布器

將集液器與常規的液體分布器組合起來即構成組合式液體收集再分布器,如遮板式液體分布器與槽式液體分布器的組合,可用于規整填料塔或散堆填料塔中。組合后占位較高,塔的整體高度也有所增加。


填料支承裝置

⒈支承裝置的介紹


填料支承裝置的作用是支承填料以及填料層內液體的重量,同時保證氣液兩相順利通過。常用的填料支承裝置有柵板型、孔管型、駝峰型等。


支承裝置的選擇,主要的依據是塔徑、填料種類及型號、塔體及填料的材質、氣液流率等。


⒉作為填料支承裝置需要滿足的情況


由于填料支承裝置本身對塔內氣液的流動狀態也會產生影響,因此作為填料支承裝置,除考慮其對流體流動的影響外,一般情況下填料支承裝置應滿足如下要求:


⑴足夠的強度和剛度,以支持填料及所持液體的重量(持液量),并考慮填料空隙中的持液量,以及可能加于系統的壓力波動,機械震動,溫度波動等因素。


⑵足夠的開孔率(一般要大于填料的空隙率),以防止首先在支撐處發生液泛;為使氣體能順利通過,對于普通填料塔,支承件上的流體通過的自由截面積為填料面的50%以上,且應大于填料的空隙率。此外,應考慮到裝上填料后要將支承板上的截面堵去一些,所以設計時應取盡可能大的自由截面。自由截面太小,在操作中會產生攔液現象。增加壓強降,降低效率,甚至形成液泛。


⑶結構上應有利于氣液相的均勻分布,同時不至于產生較大的阻力(一般阻力不大于20Pa);


⑷結構簡單,便于加工制造安裝和維修。


⑸要有一定的耐腐蝕性。


填料壓緊裝置


⒈填料壓緊裝置及作用

填料壓緊裝置是填料壓板自由放置于填料層上端,靠自身重量將填料壓緊的一種裝置。


為防止在上升氣流的作用下填料床層發生松動或跳動,保持操作中填料床層為一恒定的固定床,從而必須保持均勻一致的空隙結構,使操作正常、穩定,故需在填料層上方設置填料壓緊裝置。


為了便于安裝和檢修,填料壓緊裝置不能與塔壁采用連續固定方式,對于小塔可用螺釘固定于塔壁,而大塔則用支耳固定。


⒉填料壓緊裝置的分類


填料壓緊裝置分為填料壓板和床層限制板兩大類,每類又有不同的型式。


填料壓板適用于陶瓷、石墨等制成的易發生破碎的散裝填料。


床層限制板用于金屬、塑料等制成的不易發生破碎的散裝填料及所有規整填料。它的作用是防止高氣速高壓降或塔的操作突然波動時填料向上移動而造成填料層出現空洞,使傳質效率下降。注意:由于金屬及塑料填料不易破碎,且有彈性,在裝填正確時不會使填料下沉,故床層限制板要固定在塔壁上。


設計中,為防止在填料壓緊裝置處壓降過大甚至發生液泛,要求填料壓緊裝置的自由截面積應大于70﹪。


氣體的進出口裝置


填料塔的氣體進口裝置盡量使氣體分散均勻,同時還能防止塔內下流的液體流入氣體管路中。常用的辦法是使進氣管伸至塔的中心線位置,管端為向下的45°切口或向下的缺口。這樣氣體從切口或缺口處折轉向上。


由于這種進氣管不能使氣體分布均勻,所以只能用于直徑在500mm以下的塔中。對于直徑較大的塔,進氣管的末端為向下的喇叭口,對于直徑更大的塔,則應采取氣體均布措施。


氣體的出口裝置既要保證氣流暢通,又要能除去被氣體夾帶的液體液霧。目前常用的除霧裝置有折板除霧器和絲網除霧器。折板除霧器,這種裝置較簡單,除霧效果較好。絲網除霧器,這種裝置效率高,可除去直徑大于5μm的液滴。


液體的出口裝置


填料塔的出口裝置既能使液體通暢引(排)出外,還要保證形成對塔內氣體的液封,并能防止液體夾帶氣體。常用的液體出口裝置可采用水封。設計中塔內外壓差較大時,可采用倒U形管密封裝置。

 除沫裝置  


⒈除沫裝置

由于氣體在塔頂離開填料塔時,帶有大量的液沫和霧滴,為回收這部分液相,經常需要在塔頂設置除沫器。


⒉除沫器的種類

常用的除沫器有以下幾種:


折流板式除沫器,它是一種利用慣性使液滴得以分離的裝置,一般在小塔中使用。


旋流板式除沫器,由幾塊固定的旋流板片組成,氣體通過時,產生旋轉運動,造成一個離心力場,液滴在離心力作用下,向塔壁運動實現了氣液分離。適用于大塔徑凈化要求高的場合。


絲網除沫器,它由金屬絲卷成高度為100-150mm的盤狀使用。安裝方式多種多樣,氣體通過除霧沫器的壓強降約為120-250Kpa,絲網除沫器的直徑由氣體通過絲網的最大氣速決定。


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