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高效填料中的波紋填料發展動向
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高效填料中的波紋填料發展動向

2019-06-24      閱讀:
波紋填料可以分成絲網波紋填料孔板波紋填料金屬波紋填料特別適合于沸點相近的和熱敏 性物 系的真空精餾 , 世界上已有近千座 網波填料工 化塔, 大直 徑達 4 米 t ’ 6 , `” , 據國外評論 , 當塔底壓力 03 毫米汞柱 以下時 , 金屬 網波紋 填料從經 濟上 r 也比鮑爾環 合理。 但是它存在著網材貴, 忌堵塞和怕 腐蝕等缺陷 , 所以推廣范圍畢競有一定 的局限性。 為 了擴大波紋填料蒸餾吸收各方面的應用 , 經濟_ L 達到代替鮑爾環和某些板式塔, 瑞士蘇爾士公司和 美國科克公司近 幾年又研 究了新的板 波紋填料 和塑料網波紋 填料 。 1 9 7 8 年 日本住友公司也正式開始銷售板式波紋填料塔
 
1 . 板式波紋填料 “  
 
散堆填料規則填料相 比除了效率低, 阻力降穴外, 值得注意的是散堆填料塔放大問題是令人煩惱的。 但是在規則填料情況下 , 沿著塔截面均勻地引人液體, 流體橫向混合好 , 與散堆填料相比溝流和壁流現象很少, 所以放 * 問題容易解決。
 
( 1 )  金屬或塑料板波紋填料
 
在 國外該填料稱為 M e l a p a k 填料, 美國稱為 lF e 石 p a c 填料 , 其兒何形狀及組裝方式與金屬絲 網波紋填料相似, 波 紋板上 打有小孔, 波紋 峰高等于 或者大于 B X 型金 屬絲網波紋填料 , 空隙率較大, 與國內過 去使用的板波紋填料 有所不同。 該填料的型號和幾何尺寸列于表 5 , 填料可以分塊拼裝成 整盤。


蒸餾 中試塔徑 3 . 3 英尺 ,   2 5 0 Y 型填料 ,  填料高度 51  英尺 ,  用管式初始分布器 ,  每 5 平方英寸一個分布點、 役有申間再分布器 。 試驗混合物選用順 / 反蔡烷和氯苯/ 乙苯 , 在全回流條件下測定不向操作壓力和流量的等板高度及壓力 降 ( 圖 1 ) 。 圖 1 表明 2 05 Y 型填料的性能比鮑爾環有 莉。 鮑爾環 填料數據取 自各文獻值。     板波紋填料的等板高度 H E T P 約為鮑爾環的一半 ,  每英尺填料的壓力降約為鮑爾環的一半。此外它能夠在比鮑爾環約高 05  % 負荷下運轉。
 
近幾 年來, 氣體吸收塔已經使用 M o l a p a k 填料。 5 0 : 和 N H 3’ 吸收效率測定和計算結果繪于圖 2 。 板波紋填料與鮑爾環相比, 傳質單元 高度在液 體負荷 為61 . 4 加侖 / 分• 英尺, 時大
 
約減小8 0吮, 液體負荷 為52 加侖 /分• 英尺: 時 大約減小 05 % , 其原因是板波紋填料的比表面積為鮑爾環的兩倍, 同時還提供良好的氣流徑向混 合。
 
測定 N H 3 / H : O 休系的傳 質單元高度為 10 一 13 英寸。 1 52 Y 型板波紋 填料與 2 英寸聚丙烯鮑爾環相 比, 吸收效率相 當或者好些 , 壓力 降為 告, 不易堵塞。 板波紋填料具有 節省和不易堵塞的點。
 
前述比較表 明, 板波紋填料于通用 的鮑爾環 :
 
a . 負荷大約提 高 50  % ,     效率較好。
 
q . 通量相同時,     等板 高度約低 丟到 告。
 
c  . 每塊理論板的莊力降降低到原來的 告至告,      幾個 月內節省的能耗便能償還改造安裝的費用 。
 
d . 塔徑 10  英寸的 2 50  Y 型板波紋填料的效率與塔徑 3 ,   3 英尺 的相同 ,  放 大效應不明顯。
 
e  , 無死角區,   污染敏感差。
高效填料中的波紋填料發展動向
板波紋填料等板 高度通 常 1 一 1英3 寸6 , 通量較大。
( 2 )  陶瓷板波紋填料 仁2 0 一 2 ,  ’
 
該填料稱為 K e r a aP k , 類似 B X 型網波填料, 由高機械強度的薄壁波紋陶瓷片制成。 其效率與網波紋填料相同 , 但壓力降高達 2 倍。 這種填料耐腐蝕 ( 除濃的無機酸外 ) 耐溫 , 適于熱器和催化劑載體等。
 
2 . 網波紋 填料
 
金屬網波紋填料的研究 和應用 已有專文報導 , 此處不再贅述 , 簡 單敘述一下塑料網波紋和金屬網波紋用于 節省蒸餾能耗情況。
 
( )1   塑料網波紋 填料「“ “  ’
 
該填料 由聚丙烯線和聚丙烯睛線織成的網制成, 具有良好 的耐酸和耐堿性能 , 使用溫度上限 08 ℃ , 特別 適用于水的混合物和吸收過程。 由于 絲網異的毛細作用 , 即使液體負荷低也完全潤濕填料表面。
 
塑料網波紋填料的精餾 試驗是在直徑 2 05 毫米 中試塔進 行的, 填料 B X 型 , 試驗混合物選用順 / 反禁烷和水 / 重水 ( H : o / D : O ) , 試驗結果 表明 , 塑料網波紋 填料與金 屬網波紋填料相比, 效率相同, 壓力降增加 50 % , 成本便宜。
 
3 給 出純水和 2  M H CI  溶液吸收氨的填料性能。    進塔氣體氨的濃度變化范圍為 7 05 ~
4 0。。 毫克/ 標準米“ , 此時分離能力不變。 特別重要的是液體負荷很小情況下, 傳質單元數也很高。
 
4 給出吸 收二氧化硫測定 的結果。 吸收塔入 口 二氧化硫濃度范圍 1 7 0 0 一 7 0 0 0 毫克 / 標誰米呂。 因為二氧化硫在水中的溶解度很小 , 故需把液體負荷提高到 2 2米“ /米 “ • 時。
高效填料中的波紋填料發展動向
對比試驗選擇 5 0 義 5 0 這種尺寸的鮑爾環 的依據是要與塑 料網波紋填料的氣體負荷相仿 ,每米 壓 力近似, 而使 單位 流體 消耗的相 同 ,  以 便 可能直接
試驗結果說明 ,氣體負荷和慶 力降相同情況下, 塑料網波填料與 5 0 丫 5 0 鮑爾環相比 ,能力大 4~  8 倍, 而且 允許液體負荷進一步下降, 在給定 的條件下不存在設備放大問題。
從傳質過程來看 , 塑 料網波紋填料與一般散堆填料不同, 填料潤濕性好,而幾乎戍為常數。 通過選擇適當傳 質體系可以消除單相分阻力,從而測定氣 / 液邊的傳質系數或者氣 / 液邊的傳質單元 高度, 后得出如下傳質方 程式:

該式說明在不同流體 和介質下填料的性能。 圖 3 和圖 4 的曲線 表明, 對于吸收氨和二 氧化硫 , 按方程式 ( 2 ) 計算值與實驗值之間的一致性非常好。 在溫度不高的吸收液量小的情況
高效填料中的波紋填料發展動向
每年操作  8 0 0 0小時 , 進  料  2 0 0 0公斤 /時 ,
理論 板數6 5塊; 壓縮 比2 .    1 4 ; 蒸汽成本 8 0 0 0 日元 /噸。
與通常方法相比每年操作費相差為 92 百萬 日元。 新建裝置時, 如果裝置折舊 期限按 7 年計算, 那末它們之間操作費用之差達 2 億 日元, 所以熱泵方法有利。
 
據不 完全統計, 迄今為止國內應用的金屬網波填料塔有 1 02  座以上 ,      大塔直徑達 1 .   2米 ,已經初步掌握了網波填料塔放大的關鍵技 術。     近上海化工研究院在塑料網波紋填料用于吸收、 板式波 紋填料用 于 C O : 解吸和 氟化氫回 收方面 均取得 良好效果。 國內波紋填料 的研究和應用見文獻〔2 8 , 2 9〕, 此處從略。
 
了階梯環和波紋填料外, 網孔格柵 〔 3 。 ’ 、 共扼環 〔 ’ ` ’ 、 金屬 I n t a l o x 〔 “ , ’ 和 C h e m p a k 〔 “ 。 ’ 等新型填料的進展也值得注意。
 
國傳質公 司采用價值分析技術制成的階梯環 , 在幾何結構、 材質和表面處理方面有共之處, 工業上 已廣泛使用 。 瑞士 蘇爾士公司和美國科克公司 的新型板波紋 填料 ( 與國 內過去使用的板波紋相比, 結構有所改進 ) 和塑料網波紋填料比金屬網波紋填料經濟、 適應性弧、用 途更廣。 階梯環和新型板式波紋 填料均屬適于一般傳質過程的量大面廣的通用 填料, 性能于其它散堆填料, 因此國外發展迅速, 收效顯著, 集 中反映了七十年代的技術水平。 特別值得重視的是它們近的發展趨 向, 即代 替拉西環 、 鮑 爾環 、 鞍形 填料、 部分板式塔及節省蒸餾吸收的能耗。
 
鑒于如上的調 查與分析, 上海化工研究院繼金屬網波填料之后又研制了階梯環、 塑料網波填料和 新型板波紋填料, 開始測定基本性能和試用, 期望將來工業上取得更快的進展。
 
 
 
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