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规整填料精馏塔

填料塔是石油、化工、轻工、制药以及原子能工业中广泛应用的化工别离设备，约有100多年的开展史。近年来，随着别离技术的开展，填料结构不断改良，出现了不少具有高通量、高效率、低压降的新型填料，诸如SULZER公司的
式中：
V 通过填料上升的蒸汽量
L 通过填料下降的液体量
x 下流液体中某组分的含量
y 上升蒸汽中某组分的含量
z 蒸汽中与下流液体相平衡的某组分含量
x* 液体中与上升蒸汽相平衡的某组分含量
K,K’ 传质系数。它与扩散系数、上升蒸汽及下流液体的流动特性、介质的物理特性、塔径、填料特性等诸因素有关。
A 单位高度上填料的外表积
对上式积分后可以得到某段(或整段)填料的高度：
式中：
注脚1 进料气或残液浓度
注脚2 产品气或回流液浓度

对于精馏计算，基于理论板〔平衡级〕的概念****惯用理论板当量高度〔HETP〕值表达填料的传质动力学效率，故****惯用理论板法计算填料层高度：
式中：
Nm 理论塔板数
HETP 相当于一块理论板的填料高度
实验证明，HETP不仅与填料的性质有关，而且与精馏塔的高度、直径、径高比、气流速度、喷淋密度和被别离物的物理特性有关。
在许多实验资料的根底上提出了以下计算公式：
式中：
m 在y-x坐标上平衡曲线的倾角正切平均值。用下式计算m足够精确：
mI 各段的倾角正切值
图 1
SULZER公司的SPIEGEL提出如下的等板高度计算公式[6] 黄洁、郭维光、张学，“金属孔板波纹填料的传质计算〞，?化工设计?，1998年第6期
：
式中：
填料空隙率
填料几何角度
填料当量直径，m
液体空塔流速，m/s
ht 填料持液量，%
DG 气体扩散系数，m2/s

BRAVO提出的总持液量计算公式[6]为：
式中：
Ft 有效湿润外表的修正系数，
g 重力加速度，m/s2

填料压降
规整填料的压降可按BRAVO公式计算[7] 骆广生、朱祯林，“规整填料精馏塔的设计计算〞，?化学工程?，1998年第4期
：
式中：
填料压降，m/Pa
重力加速度，m/s2
气体黏度，
与填料种类相关的常数**
250Y填料压降
干填料压降：
湿填料压降：
式中：
LL 液体喷淋密度，m3/
本公式的计算值与实测值相比，%，最大偏差为10%。
500Y与750Y填料压降
500Y与750Y填料压降根据F因子按图3计算。


填料支撑的根本要求有：
①符合承重要求，支撑板上的负荷包括填料重量、填料空隙中充满液体的重量及可能加到装置上冲击压力的总和。
②支撑装置的自由流动净截面面积应是塔截面面积的65%，或更大，以防止由于流体流动受阻，压力降增加而导致液泛。
③支撑装置上的填料层高度应按规定设计，以免产生机械的、振动的和热的冲击负荷，影响塔的操作。 图5 填料支撑结构
规整填料常用的填料支撑如图5，其尺寸和负荷见表4。
[8] 徐崇嗣主编，?塔填料产品及技术手册?，化学工业出版社，1995
塔内液体的均布是填料塔良好操作之关键所在，它直接影响塔内气液两相的接触外表积及填料塔的操作效率。在空分装置的精馏中，一般采用液体自流式〔即重力型〕。
填料上的液体分布器的选择，与塔直径的大小、填料形式及分布器的材质有关。分布器一般分为两类：①液体自流式；②液体受压进料式。表5是几种液体分配器的主要特征及其适用范围。
表4 104型填料支撑参数
塔径ID
mm
支撑环
宽度mm
负荷，kPa
高度H
mm
碳钢
不锈钢
铝LF4
150～300
夹子



25
301～450
19



25
451～600
25



25
601～750
32



32
751～1500
38



51
1501～2250
50



65
2251～3000
63



65
3001～3500
63



65
3501～4500
76

19.