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    塔填料及液體分布器研究
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    塔填料及液體分布器研究

    2019-10-19      閱讀:
    近年來,隨著先進科學技術的改革和發展,我國填料塔技術發展已逐漸趨于完善,新型散堆填料塔技術的綜合應用性能非常好,所以其應用范圍廣,本文將結合實際應用案例對塔填料及液體分布器進行深入研究。 
    自改革開放以來,我國工業科學技術進入了飛速發展的階段,隨著力學理論、傳質模型不斷的發展和完善,塔板技術已突顯出了其技術地位,F階段,由于能源供需關系緊張,我國塔板技術的應用面臨著的挑戰,如何完善塔板技術的應用,降低工業生產技術的能源消耗量等問題已成為我國廣大塔填料工程設計人員研究討論的重點問題。常用的精餾塔設備主要有填料塔和板式塔兩大類,兩種設備的運行效果存在很大的差異性,傳統板式塔其制作工藝復雜,能源轉化率低,填料塔的制作工藝簡單,能源轉化率高。目前,我國大多數工業企業應用的精餾塔設備類型為塔填料,本文通過塔填料類型深入探討液體分布器的應用問題和研究發展方向[1]。 
      1.塔填料類型 
      1.1.散堆填料
      散堆填料及塔設備是進行吸收、精餾、干燥、等傳熱處理的主要裝置過程,在傳質、傳熱過程中,散堆填料的氣-液、液-液變化明顯,隨著計算機網絡工程技術的發展,散堆填料技術已經逐漸走出了傳統傳質、傳源消耗量大的困境,在反應蒸餾、流化干燥、超重力分離等領域都發揮著重要作用,具體表現在以下幾個方面:
    ①散堆填料的規律化、規范化,和傳統填料形式進行對比分析可知,在填料時,應時刻保持填料的在縱向取向上,這種填料形式可以將填料表面的液膜更均勻;
    ②降低填料塔的壓強,使裝置設備的傳質效率大幅度升高;
    ③對不同類型填料形式,采用不同種填料技術,目前開發應用的調料類型主要為散堆填料,其填料功能的復合化程度非常高,適用于多種填料技術;
    ④因為散堆填料技術擁有較強的催化作用和傳質作用,這種良的應用性能可以在一定程度上提高裝置的傳質效率[2]。 
      1.2.規整填料
      規整填料是近幾年發明的新型填料形式,其設計方法和應用性能和三推填料有很大差別。規整填料可以提高塔裝置的傳質效率,并且其能源轉化率非常高,一般情況下,在難分離物系、熱敏物系、高純產品等領域的應用非常廣,其主要應用性能有以下幾點:
    ①在減壓塔中,規整填料可以促進熱敏物系和難分離物系發生催化反應,增加塔裝置的熱吸收穩定性;
    ②在汽油分離塔中,規整填料應用在汽油分離裝置中,可以實現能源轉化率的大化,幫助乙烯、苯乙烯等工業材料實現在加工的生產目的;
    ③規整填料可以有效方式加工產品受到污染,有效避免各加工原料出現混合反應現象,所以在食品、制藥等領域普遍應用規整填料;
    ④規整填料的形式種類有很多,不同填料形式對加工產品的分離效果不同,相較于散堆填料,規整填料的分離效率更高,操作彈性更大、實用性更強、放大效應更低。 
      一般填料塔都具有高性能填料和設計填料內件,這是填料塔實現物料回流、分離傳感的重要裝置元件,液體回流在塔截面的分布均勻是體現塔裝置傳質效率的主要依據,據相關數據統計,如果塔裝置內的液體回流分布不均勻,塔內的加工原料的分離效率很受到嚴重影響。 
      2.1.填料塔液體分布器的分類 
      填料塔液體分布器是實現塔分離效率、傳質效果的重要裝置,所以其裝置結構和裝置性能對塔裝置生產效率的影響非常大。
    填料塔液體分布器的分類方法主要有5種:
    ①按液體回流方向分類,主要分為重力型、壓力型液體分布器,這兩種分布器應用于不同種回流方式的塔裝置;
    ②按形狀分類,傳統分布器一般為管式,新型分布器一般為雙層排管式;
    ③按液體分離類型分類,孔流型液體分布器和溢流型液體分布器;
    ④)按按液體回流次數分類,回流次數少于3次的為單級分布器,回流次數大于3次的為多級分布器;
    ⑤按分布器組合方式分類,主要有管槽式、孔槽式和槽盤式三種液體分布器[3]。 
      2.2.塔填料液體分布器的注意事項 
      通過上文對塔填料液體分布器的運行情況和分類方法進行分析可知,要想實現分布器的運行效果,必須嚴格按照相關規定操作,在操作過程中應注意的問題,主要有以下幾點:
    ①新型分布器和傳統塔裝置的應用結合,因為新型分布器應用的操作技術非常先進,所以其填料形式和塔裝置的分離效率存在很大差異,研究表明,如果傳統塔裝置應用新型分布器,那么其能源轉化率會降低12個百分點;
    ②如果在填料過程中工作人員操作失誤的話,液體分布器會出現不良分配現象,這種現象不對塔裝置的分離效率產生影響,還會影響加工原料的傳質效率;
    ③分離效率,不同填料方法的噴淋密度不同,工程人員在設計填料方法時,應結合裝置的噴淋密度設計合理的填料容量和形式,當噴淋密度超出額定范圍時,塔裝置的分離效率會大幅度下降;
    ④新型分布填料,由點到線的填料形式可以增加塔裝置的傳質效果,液體回流次數也會隨之增加,所以工作人員在進行填料時應添加規則的布液孔,通過布液孔完成加工材料的表面轉化;
    ⑤通過毛細管等作用,液體分布器布液板上的液體呈膜均勻狀流下,將液體初始分步由點分布變成近似無限多點均勻分布到填料表面,可以有效增加液體分布器的分離轉化效率,在改善其分布性能的同時,提高了液體分布器的綜合應用性能[4]。 
      3.結論: 
      綜上所述,填料塔未來的發展前景非常廣闊,通過工程技術人員的不斷改革和創新,填料塔裝置的高效性、實用性會進一步。先進科學技術和高效填料相匹配的塔內構件組成的復合型塔板裝置是填料塔發展的重要方向。 
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