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板式塔與填料塔的比較與選用

  在我們學(xué)習(xí)化工原理(下冊(cè))的過程中,我們?cè)谖盏膯卧僮髦兄v到了填料塔,在精餾的單元操作中講到了板式塔。吸收和精餾都屬于氣液傳質(zhì)過程,板式塔和填料塔是兩種主要的氣液傳質(zhì)設(shè)備,對(duì)于需要通過氣液傳質(zhì)來完成的分離任務(wù),采用板式塔和填料塔都是可行的。在設(shè)計(jì)工作中應(yīng)根據(jù)物系性質(zhì)、氣液負(fù)荷、分離要求、操作的工藝條件及經(jīng)濟(jì)上的合理性等具體情況進(jìn)行選用。填料塔和板式塔有許多不同點(diǎn),對(duì)這些不同點(diǎn)的了解、分析和比較,對(duì)合理選用塔設(shè)備是很有幫助的。

 。1)塔的高度 填料層如果太高,則塔底部填料支承板和塔側(cè)壁所要承受的壓力就會(huì)很大,塔身的強(qiáng)度要求就會(huì)很高;另外,填料層越高壁流現(xiàn)象越嚴(yán)重,需要更多的液體再分布器。所以,一般來說,當(dāng)完成分離任務(wù)所需傳質(zhì)單元數(shù)或理論板數(shù)較多時(shí)宜選用板式塔。

 。2)塔的直徑 塔徑較小時(shí),填料塔因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而造價(jià)比較低。因此,工業(yè)上直徑0.5m以下的塔一般采用填料塔。塔徑較大時(shí),液體不易分布均勻,因而直徑較大的塔中板式塔居多。近年來隨著規(guī)整填料及高效亂堆填料的發(fā)展,填料塔塔徑也在逐漸增大。

  (3)壓降 按每塊理論塔板的壓降計(jì),板式塔約為400—1000Pa,亂堆開孔填料約為300Pa,整裝填料只有15—100Pa。由于填料塔較低的壓力降,要求壓力非常低的真空蒸餾一般采用填料塔。

 。4)操作范圍 填料塔正常操作范圍較小,特別是對(duì)于液體負(fù)荷變化更為敏感。當(dāng)液體流量過小,填料不能潤(rùn)濕;而液體流量過大則會(huì)發(fā)生液泛。設(shè)計(jì)良好的板式塔,則具有大得多的操作范圍。

 。5)滿足特殊操作需要 在如下特殊情況下使用板式塔。

  ①當(dāng)塔內(nèi)物料需要冷卻以移走反應(yīng)或溶解熱時(shí)。此時(shí),板式塔可方便地在塔板上安裝冷卻盤管;而填料塔因涉及液體均勻分布問題使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。

 、谛枰袀(cè)線出料時(shí)。因塔板上有存液,且有較大的氣相空間,側(cè)線出料可以很方便地引出。

 、垡后w流量比較小的場(chǎng)合。此時(shí)板式塔操作可能正常,而如果采用填料塔,則可能出現(xiàn)填料潤(rùn)濕不良的現(xiàn)象。

  (6)處理特殊物系

 、賹(duì)于易起泡的物系,宜采用板式塔,因填料對(duì)泡沫有限制和破碎的作用;

  ②對(duì)于腐蝕性物系,宜采用填料塔,因?yàn)樘盍峡梢圆捎么芍撇牧希?/p>

 、蹖(duì)于熱敏性物系,宜采用填料塔,因填料塔內(nèi)的持液量較板式塔少,液相在塔內(nèi)停留時(shí)間較短;

  ④對(duì)于易聚合或含有固體顆粒的物系,宜采用板式塔,因黏度大的聚合物或固體物容易造成填料層的堵塞。

工程技術(shù)系化工組:張楊

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