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規整填料精餾塔與篩板塔相比有什么特點?

2019-03-27 13:45     瀏覽次數:170
       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整填料兩種。篩板塔雖然結構較簡單,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、傳質技術的發展,對高效規整填料的研究,一些效率高、壓降小、持液量小的規整填料的開發,在近十多年內,有逐步替代篩板塔的趨勢。
       規整填料由厚約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。規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,規整填料塔與篩板塔相比,有以下優點:
    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,不存在塔板上清液層及篩孔的阻力。在正常情況下,規整填料的阻力只有相應篩板塔阻力的1/5~1/6;
    2)熱、質交換充分,分離效率高,使產品的提取率提高;
    3)操作彈性大,不產生液泛或漏液,所以負荷調節范圍大,適應性強。負荷調節范圍可以在30%~110%,篩板塔的調節范圍在70%~100%;
    4)液體滯留量少,啟動和負荷調節速度快;    
    5)可節約能源。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,氬提取率提高10%~15%。
       規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,傳統篩板塔的板間距為110~160mm,而規整填料的等板高為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,規整填料的成本要比篩板塔高,塔身也較高。但是,它的優點是突出的,所以,進入90年代后,許多空分設備生產廠首先在上塔和氬塔用規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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