規(guī)整填料精餾塔與篩板塔相比有什么特點?
2019-03-27 05:45:30
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精餾塔分為篩板塔和填料塔兩大類。填料塔又分為散堆填料和規(guī)整填料兩種。篩板塔雖然結(jié)構(gòu)較簡單，適應性強，宜于放大，在空分設備中被廣泛采用。但是，隨著氣液傳熱、傳質(zhì)技術(shù)的發(fā)展，對高效規(guī)整填料的研究，一些效率高、壓降小、持液量小的規(guī)整填料的開發(fā)，在近十多年內(nèi)，有逐步替代篩板塔的趨勢。
規(guī)整填料由厚約0.22mm的金屬波紋板組成，一塊塊排列起來的金屬波紋板，低溫液體在每一片填料表面上都形成一層液膜，與上升的蒸氣相接觸，進行傳熱傳質(zhì)。規(guī)整填料的金屬比表面積約是填料為篩板的30倍，液氧持留量僅為篩板的35%～40%。而且，因為精餾塔截面積比篩板塔小1/3，填料垂直排列，不存在水平方向濃度梯度的問題，只要液體分布均勻，精餾效率較高，壓力降較小，氣體穿過填料液膜的壓差比穿過篩板液層的壓差要小得多，約只有50Pa。上塔底部壓力的下降，必然可導致下塔壓力降低，進而主空壓機的出口壓力相應降低，使整套空分的能耗降低。同時，規(guī)整填料液體的滯留量小，因此，對負荷變化的應變能力較強。
歸納起來，規(guī)整填料塔與篩板塔相比，有以下優(yōu)點：
1)壓降非常小。氣相在填料中的液相膜表面進行對流傳熱、傳質(zhì)，不存在塔板上清液層及篩孔的阻力。在正常情況下，規(guī)整填料的阻力只有相應篩板塔阻力的1/5～1/6；
2)熱、質(zhì)交換充分，分離效率高，使產(chǎn)品的提取率提高；
3)操作彈性大，不產(chǎn)生液泛或漏液，所以負荷調(diào)節(jié)范圍大，適應性強。負荷調(diào)節(jié)范圍可以在30%～110%，篩板塔的調(diào)節(jié)范圍在70%～100%；
4)液體滯留量少，啟動和負荷調(diào)節(jié)速度快；
5)可節(jié)約能源。由于阻力小，空氣進塔壓力可降低0.07MPa左右，因而使空氣壓縮能耗減少6.5%左右；
6)塔徑可以減小。
此外，應用規(guī)整填料后，由于當量理論塔板的壓差減小，全精餾制氬可能實現(xiàn)，氬提取率提高10%～15%。
規(guī)整填料精餾塔一般分為3～5段填料層，每段之間有液體收集器和再分布器，傳統(tǒng)篩板塔的板間距為110～160mm，而規(guī)整填料的等板高為250～300mm，因此填料塔的高度會增加。
一般都選擇鋁作為規(guī)整填料的材料，這樣可減輕重量和減少費用，但必須控制好填料金屬表面殘留潤滑油量小于50mg/m2。在這樣條件下，可認為鋁填料塔和鋁篩板塔用于氧精餾是同樣安全的。
當然，規(guī)整填料的成本要比篩板塔高，塔身也較高。但是，它的優(yōu)點是突出的，所以，進入90年代后，許多空分設備生產(chǎn)廠首先在上塔和氬塔用規(guī)整填料塔替代了篩板塔，并有進一步在下塔也加以采用的趨勢。
規(guī)整填料由厚約0.22mm的金屬波紋板組成，一塊塊排列起來的金屬波紋板，低溫液體在每一片填料表面上都形成一層液膜，與上升的蒸氣相接觸，進行傳熱傳質(zhì)。規(guī)整填料的金屬比表面積約是填料為篩板的30倍，液氧持留量僅為篩板的35%～40%。而且，因為精餾塔截面積比篩板塔小1/3，填料垂直排列，不存在水平方向濃度梯度的問題，只要液體分布均勻，精餾效率較高，壓力降較小，氣體穿過填料液膜的壓差比穿過篩板液層的壓差要小得多，約只有50Pa。上塔底部壓力的下降，必然可導致下塔壓力降低，進而主空壓機的出口壓力相應降低，使整套空分的能耗降低。同時，規(guī)整填料液體的滯留量小，因此，對負荷變化的應變能力較強。
歸納起來，規(guī)整填料塔與篩板塔相比，有以下優(yōu)點：
1)壓降非常小。氣相在填料中的液相膜表面進行對流傳熱、傳質(zhì)，不存在塔板上清液層及篩孔的阻力。在正常情況下，規(guī)整填料的阻力只有相應篩板塔阻力的1/5～1/6；
2)熱、質(zhì)交換充分，分離效率高，使產(chǎn)品的提取率提高；
3)操作彈性大，不產(chǎn)生液泛或漏液，所以負荷調(diào)節(jié)范圍大，適應性強。負荷調(diào)節(jié)范圍可以在30%～110%，篩板塔的調(diào)節(jié)范圍在70%～100%；
4)液體滯留量少，啟動和負荷調(diào)節(jié)速度快；
5)可節(jié)約能源。由于阻力小，空氣進塔壓力可降低0.07MPa左右，因而使空氣壓縮能耗減少6.5%左右；
6)塔徑可以減小。
此外，應用規(guī)整填料后，由于當量理論塔板的壓差減小，全精餾制氬可能實現(xiàn)，氬提取率提高10%～15%。
規(guī)整填料精餾塔一般分為3～5段填料層，每段之間有液體收集器和再分布器，傳統(tǒng)篩板塔的板間距為110～160mm，而規(guī)整填料的等板高為250～300mm，因此填料塔的高度會增加。
一般都選擇鋁作為規(guī)整填料的材料，這樣可減輕重量和減少費用，但必須控制好填料金屬表面殘留潤滑油量小于50mg/m2。在這樣條件下，可認為鋁填料塔和鋁篩板塔用于氧精餾是同樣安全的。
當然，規(guī)整填料的成本要比篩板塔高，塔身也較高。但是，它的優(yōu)點是突出的，所以，進入90年代后，許多空分設備生產(chǎn)廠首先在上塔和氬塔用規(guī)整填料塔替代了篩板塔，并有進一步在下塔也加以采用的趨勢。
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