s式金属丝网填料特性探讨及工业运用研析

《s式金属丝网填料特性探讨及工业运用研析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、S式金属丝网填料特性探讨及工业运用研析第一章文献综述塔器是炼油和石油化工生产装置中最重要的设备之一，塔设备中的物系分离涉及精馏、吸收（解吸）等多种化工单元操作。塔设备综合性能的优劣不仅决定着产品质量的好坏，而且显著地影响着装置的能耗和效率。此外，高效的塔设备可以减少装置的废物排放，从而有利于环保。塔设备根据塔内件是塔板还是填料分为：板式塔和填料塔。板式塔普遍存在如下缺点：较低的效率、较高的压降以及较大的持液量；而填料塔在以下方面明显优于板式塔，即其具有较大的生产能力、较高的分离效率、较小的压降、较大的操作弹性和较小的持液量。上个世纪70年代起，随着对其理论基础的广泛、深入研

2、究，设计开发出了许多高效填料和新型塔内件，填料塔在放大效应方面实现了实质性的突破，从而使其在化工企业中得到了较为理想的应用。近年来填料塔发展很迅速，其应用呈明显的上升态势，在某些场合下，传统的板式塔已被其取代，特别是在真空条件下，填料塔压力降小的突出特性而使其取得了显著的经济效果。1.1塔填料对于填料塔来说，其主要内件是塔填料，它所提供的有效相界面有利于气、液之间充分接触，从而便于气、液两相流体之间进行热量和物质的传递。塔填料的性能对塔的操作性能来说至关重要，高性能的塔填料在高效塔内件的配合下，就可得到性能优越的高效填料塔。所以，人们对塔填料的研究相当重视。塔填料研究和改进

3、的方向是改善流体分布、提高传质效率和减小流体阻力，以实现节能降耗和装置增产的目的。目前，对于塔填料的研究开发，不仅重视对填料结构的研究，而且也开始注重对填料的材质、表面性质和加工制造方法等的研究。1.1.1散堆填料散堆填料是随机、无规则的乱堆在塔内的具有一定结构尺寸和形状的颗粒体。散堆填料具有容易制造、方便装卸、易于清洗以及对塔内件性能要求低等优点，所以它在很多场合下仍然被使用着。传统的散堆填料有：拉西环（RaschigRing）填料、鲍尔环（PallRing）填料、阶梯环（CascadeRing）填料、矩鞍形（IntaloxSaddle）填料等。近年来，出现了一些新型高效

4、散堆填料，同时实现了其在某些行业的成功应用，如在环保行业中，采用散堆填料可以从烟气中除去氯化氢和二氧化硫等，说明散堆填料可能会在某些领域得到新的应用和发展[1]。此外，国内外的研究结果表明，散堆填料在较大液气比吸收塔、液-液萃取塔和高压精馏塔中的操作性能要好于塔板和规整填料，所以，散堆填料在合成氨气体净化单元和焦化装置中被广泛应用[2]。近年来，新型结构的散堆填料层出不穷、种类繁多，对它们介绍如下：（1）IMPAC填料美国LantacskanCo.公司最初提出菌派克(IMPAC)填料，该填料具有多摺金属薄壁形成的环体结构,且在壁面上冲有多层筋片。它具有扁、环以及鞍的结构，因

5、此兼有规整填料和散堆填料之特性，该填料的缺点是：结构非常复杂；该填料的优点是：通量大、自分布性能好，抗污且易清洗，传质效率高，压降低[3]。该填料是一种性能优异的新型散堆填料。（2）阶梯短环填料阶梯短环填料（CMR）是一种新型的散堆填料，此种填料的出现开创了当时塔填料技术的新纪元。此填料的使用显著提高了塔的流通能力以及分离效率。阶梯环填料具有与鲍尔环填料类似的开孔环结构外，由于阶梯短环填料具有小于1的高径比，所以其又具有短环的特点，另外，环周围具有翻边，这既能够提高填料的机械强度，又能破坏填料的轴对称性。阶梯短环填料与鲍尔环填料相比，具有以下优点：流通量较大、压力降较小、分

6、离效率较高、操作弹性较大、抗污性能较好[4]。（3）超级扁环填料清华大学设计开发了内弯弧型筋片扁环（SuperMiniRing，简称SMR）填料，被其命名为QH-1型扁环填料。该填料具有如下的结构特点：高径比为0.2~0.3，具有内弯的弧形筋片，环壁端面上无翻边，且在其环壁上分布着一层窗孔。在用于液-液萃取过程时，该填料与鲍尔环和矩鞍环填料相比，具有如下优点：轴混效应较弱、压降较小，处理量较大，传质效率较高[3]。（4）双鞍环填料双鞍环填料是由北京化工大学研制开发的，该新型填料的结构特点如下：①在其环壁上开有许多小孔，这增加了壁内和壁外的沟通，有效增加了填料的内表面，气流可

7、以通畅流通，因此阻力降低；②具有较小的高径比，即具有扁环结构，该结构可以使填料的重心下移，从而可以有效避免床层中出现填料卧置现象，因此也可以降低填料层阻力降；③既具有环的结构又具有鞍的结构，因此，这种环、鞍联体结构的填料集环填料的高通量和鞍填料的良好液分布性能于一体[3]。第二章填料性能的实验研究2.1实验条件和装置本实验的物系为空气、水和氧气，在直径为500mm，材质为有机玻璃的塔内进行。实验的操作条件如下：操作温度：15-30℃；操作压力：常压；空塔气速范围：0.2-3.0m/s；液流强度范围：10-40m3/