西安鼎天化工有限公司

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精馏干货|填料塔的内件都有什么作用?你知道多少?
作者:西安鼎天化工有限公司:2019/8/12 17:03:12


填料塔的内件主要有液体分布器、液体再分布器、支承装置、填料压紧装置、除沫装置等。合理地选择和设计塔内件,对保证填料塔的正常操作及优良的传质性能十分重要。今天就带大家来好好认识一下它们!

槽式液体分布器


(1)单级槽式液体分布器

单级槽式液体分布器也称通槽式分布器,其结构紧凑,槽与槽之间相互连通,能保持所有槽处于同一水平液面,从而易于达到液体分布均匀。常用于塔径小于1m的塔中。


(2)二级槽式液体分布器


二级槽式液体分布器由主槽(一级槽)和分槽(二级槽)组成,主槽置于分槽之上。来流液体直接进入一级槽中,再按比例分配到各个二级槽中。


特点:结构简单,易于从人孔中入塔进行组装;升气通道均匀,自由截面积大。缺点:占塔的空间比较大,且各个二级槽液位不易达到完全一致。


适用场合:一般多用于塔径大于1m的塔中。


液体收集器和再分布器


(1)遮板式液体收集器

遮板式液体收集器是一种常见的塔内液体收集装置,收集液体的同时可以液相采出。一般置于填料层下面,能将液体全部收集。收集器上缘用法兰固定在筒体法兰之间,上层填料下来的液体落在遮板上再流入集液板下面的导液槽中。塔径较大时,周边还要设置环形集液槽。


特点:液体收集完全,同时气相阻力很小。缺点:a.集液板单项排列,斜板将气相导向塔壁,气体分布不均。b.环形集液槽占用较大塔截面,导致局部阻力较大,增大了全塔压降。


使用场合:一般适用于法兰连接的小直径塔中,在多段填料塔节中使用时,需要与槽式液体分布器配合使用。


(2)分体式液体收集器


分体式液体收集器包括单流式和双流式,其遮液板通过连接板固定于焊接在塔体的环槽上,为了方便从人孔出入,遮液板三片制成一体,进塔后再组装。对于塔径大于2.5m或者大液量的塔,可制成双流式结构。


(3)升气管式液体收集器


升气管式液体收集器的结构类似于槽盘式气液分布器,升气管上端设有一挡液板,防止液体从升气管落下。对于全部液体出料的收集器不安排布液孔,对于部分出料的收集器仍需要安排布液孔。


特点:与遮板式液体收集器相比较,其阻力较大,但气体分布的均匀性更好。


(4)斜板式液体收集再分布器

斜板式液体收集再分布器是将槽式液体分布器与液体收集器相结合为一体,除了具有槽式液体分布器的优点外,在用于液体收集再分布时,还可以节省塔内空间,非常适用于小直径塔器。


特点:a.占位低。通常由槽式液体分布器和遮板式液体收集器组合成的液体收集再分布器,占位高度约为1.2-1.6m,而斜板式液体收集再分布器的占位高度最低为0.5m,很大程度上降低了塔体总高度;b.自由截面积大且气相阻力较小;c.安装方便,造价较低;d.可实现液体线性分布,对要求分布点数多的场合尤为适用。


(5)组合式液体收集再分布器

将集液器与常规的液体分布器组合起来即构成组合式液体收集再分布器,如遮板式液体分布器与槽式液体分布器的组合,可用于规整填料塔或散堆填料塔中。组合后占位较高,塔的整体高度也有所增加。


填料支承装置

⒈支承装置的介绍


填料支承装置的作用是支承填料以及填料层内液体的重量,同时保证气液两相顺利通过。常用的填料支承装置有栅板型、孔管型、驼峰型等。


支承装置的选择,主要的依据是塔径、填料种类及型号、塔体及填料的材质、气液流率等。


⒉作为填料支承装置需要满足的情况


由于填料支承装置本身对塔内气液的流动状态也会产生影响,因此作为填料支承装置,除考虑其对流体流动的影响外,一般情况下填料支承装置应满足如下要求:


⑴足够的强度和刚度,以支持填料及所持液体的重量(持液量),并考虑填料空隙中的持液量,以及可能加于系统的压力波动,机械震动,温度波动等因素。


⑵足够的开孔率(一般要大于填料的空隙率),以防止首先在支撑处发生液泛;为使气体能顺利通过,对于普通填料塔,支承件上的流体通过的自由截面积为填料面的50%以上,且应大于填料的空隙率。此外,应考虑到装上填料后要将支承板上的截面堵去一些,所以设计时应取尽可能大的自由截面。自由截面太小,在操作中会产生拦液现象。增加压强降,降低效率,甚至形成液泛。


⑶结构上应有利于气液相的均匀分布,同时不至于产生较大的阻力(一般阻力不大于20Pa);


⑷结构简单,便于加工制造安装和维修。


⑸要有一定的耐腐蚀性。


填料压紧装置


⒈填料压紧装置及作用

填料压紧装置是填料压板自由放置于填料层上端,靠自身重量将填料压紧的一种装置。


为防止在上升气流的作用下填料床层发生松动或跳动,保持操作中填料床层为一恒定的固定床,从而必须保持均匀一致的空隙结构,使操作正常、稳定,故需在填料层上方设置填料压紧装置。


为了便于安装和检修,填料压紧装置不能与塔壁采用连续固定方式,对于小塔可用螺钉固定于塔壁,而大塔则用支耳固定。


⒉填料压紧装置的分类


填料压紧装置分为填料压板和床层限制板两大类,每类又有不同的型式。


填料压板适用于陶瓷、石墨等制成的易发生破碎的散装填料。


床层限制板用于金属、塑料等制成的不易发生破碎的散装填料及所有规整填料。它的作用是防止高气速高压降或塔的操作突然波动时填料向上移动而造成填料层出现空洞,使传质效率下降。注意:由于金属及塑料填料不易破碎,且有弹性,在装填正确时不会使填料下沉,故床层限制板要固定在塔壁上。


设计中,为防止在填料压紧装置处压降过大甚至发生液泛,要求填料压紧装置的自由截面积应大于70﹪。


气体的进出口装置


填料塔的气体进口装置尽量使气体分散均匀,同时还能防止塔内下流的液体流入气体管路中。常用的办法是使进气管伸至塔的中心线位置,管端为向下的45°切口或向下的缺口。这样气体从切口或缺口处折转向上。


由于这种进气管不能使气体分布均匀,所以只能用于直径在500mm以下的塔中。对于直径较大的塔,进气管的末端为向下的喇叭口,对于直径更大的塔,则应采取气体均布措施。


气体的出口装置既要保证气流畅通,又要能除去被气体夹带的液体液雾。目前常用的除雾装置有折板除雾器和丝网除雾器。折板除雾器,这种装置较简单,除雾效果较好。丝网除雾器,这种装置效率高,可除去直径大于5μm的液滴。


液体的出口装置


填料塔的出口装置既能使液体通畅引(排)出外,还要保证形成对塔内气体的液封,并能防止液体夹带气体。常用的液体出口装置可采用水封。设计中塔内外压差较大时,可采用倒U形管密封装置。

 除沫装置  


⒈除沫装置

由于气体在塔顶离开填料塔时,带有大量的液沫和雾滴,为回收这部分液相,经常需要在塔顶设置除沫器。


⒉除沫器的种类

常用的除沫器有以下几种:


折流板式除沫器,它是一种利用惯性使液滴得以分离的装置,一般在小塔中使用。


旋流板式除沫器,由几块固定的旋流板片组成,气体通过时,产生旋转运动,造成一个离心力场,液滴在离心力作用下,向塔壁运动实现了气液分离。适用于大塔径净化要求高的场合。


丝网除沫器,它由金属丝卷成高度为100-150mm的盘状使用。安装方式多种多样,气体通过除雾沫器的压强降约为120-250Kpa,丝网除沫器的直径由气体通过丝网的最大气速决定。


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