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合肥PP噴淋塔如何(hé)選擇填料,設計師告訴您(nín)沒那麽簡單!
在很多VOCs廢(fèi)氣治理項目中,噴淋塔是常(cháng)見的預處理/治理設備,但噴淋塔內如何根據VOCs成分及風量進行(háng)合理設(shè)計?這裏涉及眾多化工知識(shí),例如(rú)需要如何涉及塔高,直徑,確(què)定風速,確定洗滌液的循環量等等問題。甚(shèn)至,如果(guǒ)該噴淋塔為填(tián)料(liào)塔,填料層如何設計,填料的選型該朂終如何確(què)定。那我們先來看看(kàn)用(yòng)於VOCs廢氣(qì)治理(lǐ)中,噴淋塔中(zhōng)的(de)填料種(zhǒng)類及對應的特點。
1 填料的定義
填料泛指被填充於其他物體中的物料。在化學(xué)工程中,填料指裝於填充塔內的惰性固體(tǐ)物料,例如鮑爾環和拉西環等,其作用是增大氣-液的接觸麵,使其(qí)相互強烈混合。在(zài)化工產品中,填料又稱填充劑,是指用以改(gǎi) 善加工性能、製(zhì)品力學性能並(或)降低成本的固體物料。在汙水處理(lǐ)領域,主要用於(yú)接觸氧化工藝,微(wēi)生物會在填料(liào)的表(biǎo)麵進行累積,以增大與汙(wū)水的表麵接觸(chù),對汙水進行降解(jiě)處理。
優點:結(jié)構簡單、壓力降小、易於用耐腐蝕非金屬材料製造等。對於氣體吸收、真空蒸餾以及處理腐蝕性流體的操作,頗為適用。
缺點:當塔頸增(zēng)大時(shí),引起氣液分布不(bú)均、接觸不良等,造成效率下降,即稱為放大(dà)效應。同時填料塔還有重量大、造價高、清理檢(jiǎn)修麻(má)煩、填料損耗(hào)大等缺點。
2 填料(liào)選用準則
填料的幾何特性數(shù)據主要包(bāo)括比表麵積、空隙(xì)率、填料因子等,是評價填料性能的基本參數(shù)。
(1)比表麵積單(dān)位體積填料的填料表麵積稱為比表麵積,以a表示,其單位(wèi)為m2/m3。填料的比表麵積愈大,所提供的氣液傳質(zhì)麵積愈大。因此,比表麵積是評價填料性能優劣(liè)的一個重要指標。
(2)空隙率單位(wèi)體積填料(liào)中的空隙體積稱為空隙率,以e 表示,其單位為m3/m3,或以%表示。填料(liào)的空隙率越大,氣體通過的能力越大且壓降低。因此,空隙率是評價(jià)填料性能優劣的又一重(chóng)要指標。
(3)填料因子填料的比表麵積與空(kōng)隙率三次方的比值,即a/e 3,稱為填料因子,以f表示,其單位為1/m。它表示填料的流體(tǐ)力學性能,f值越(yuè)小,表明流動阻力越小。
填料性能優劣主要取決於:
有較(jiào)大的比表麵積(m2/m3填料層)
液體在填料表麵有較好的均(jun1)勻分布性(xìng)能
氣流能在填料層中均勻分布
調料具有較大(dà)的空隙率(lǜ)(m3/m3填料層)。
在相同的操作條件下,填料的比表麵積越大,氣液分布(bù)越均勻,表麵的潤濕性能越好,則傳質(zhì)效率越(yuè)高;填料的(de)空隙率(lǜ)越大,結構越開敞,則通量越大,壓降(jiàng)亦越低。
采用模糊數(shù)學方法對(duì)九種常用填料的性能進行了評價,絲網波紋(wén)填料綜合性能朂 好,拉西環朂 差。
填(tián)料的選擇包括確定填料的種類、規格及(jí)材質(zhì)等。所選填料既要滿足生產工藝的要求,又要使設備投資和操作費用朂 低。
1 填料種類的(de)選擇
填料(liào)種(zhǒng)類的選擇要考(kǎo)慮分離工藝的要求,通常考慮以下幾個方麵:
1)傳質效率要高(gāo)。一般而言,規整填料的傳質效率高於散裝填(tián)料。
2)通量要大。在保證具有較高傳質效率(lǜ)的前提下,應選擇具有較高泛點氣速或氣相動能因子的填料。
3)填(tián)料(liào)層的壓(yā)降(jiàng)要(yào)低。
4)填料抗汙堵(dǔ)性能強,拆裝、檢修方便。
2 填(tián)料規格的選擇
填料規格是指填料(liào)的公稱尺寸或比表(biǎo)麵積。
(1)散裝(zhuāng)填(tián)料規格的(de)選擇
工業塔(tǎ)常用的散裝填料主要有DN16、DN25、DN38、DN50、DN76等幾種規格。同類填料,尺寸越(yuè)小,分離效率越高,但阻力增加,通量減少,填料費用也增加很多。而(ér)大尺寸的填(tián)料應用於(yú)小直徑塔中,又會產生液體(tǐ)分(fèn)布不良及嚴重的壁流,使塔的分離效率降低。因(yīn)此,對塔徑與填(tián)料尺寸的比值要有一規定,一(yī)般塔徑與填(tián)料公(gōng)稱直徑的(de)比(bǐ)值D/d應大於(yú)8。
(2)規整填料規格(gé)的選擇
工(gōng)業上(shàng)常用規整(zhěng)填料的型號和規格的表示(shì)方法很(hěn)多,國內習慣用(yòng)比表麵積表示(shì),主要(yào)有125、150、250、350、500、700等幾種(zhǒng)規格(gé)。同種類型的規整(zhěng)填料,其比表麵積越大,傳質效率越高,但(dàn)阻力增加,通量減少,填料費用也明顯增加。選用時應從分離要求、通量要求、場地條件、物(wù)料性質及設備投資、操作費用等方麵綜(zōng)合考慮,使所(suǒ)選填料既(jì)能滿足技(jì)術要求,又具有經濟合理性。
3 填料材質的選擇
填料的材質分為陶(táo)瓷、金屬和塑料三大類。
(1)陶瓷填料
陶瓷填料具有很好的耐腐蝕性及耐熱性,陶瓷(cí)填料價格便宜,具有很好的表麵潤濕(shī)性能,質脆、易碎是其朂 大缺點。在氣體吸收、氣體洗滌(dí)、液體萃取(qǔ)等過程(chéng)中應用較為普(pǔ)遍。
(2)塑料填料
塑料填料(liào)的材質主要(yào)包括聚丙(bǐng)烯(xī)(PP)、聚乙烯(PE)及聚(jù)氯乙烯(PVC)等,國內一般多采用聚丙(bǐng)烯材質。塑料填料的耐腐蝕性能較好,可耐一般的無機酸、堿和有機溶劑的腐蝕(shí)。其耐溫性良好(hǎo),可(kě)長期在100℃以(yǐ)下使用。
塑料填料質輕、價廉,具有良好的韌性,耐(nài)衝擊、不易(yì)碎,可以製成薄壁結構。它的通量大、壓降低,多用於吸收(shōu)、解吸、萃取、除塵等裝置中。
塑料(liào)填料(liào)的缺點是表麵潤濕性能差,但可通過適當的(de)表麵處理來改 善其表麵潤濕性能。
(3)金屬填料(liào)
金(jīn)屬填料可用多(duō)種(zhǒng)材質製成,選擇時(shí)主要考慮腐蝕問題。碳鋼填料造價低,且具有(yǒu)良好的表麵潤濕性能,對於無腐蝕或低腐(fǔ)蝕性物係應優(yōu)先考(kǎo)慮使用。不鏽鋼填料耐腐蝕性強,一般(bān)能耐除Cl- 以外常見物係的腐蝕,但其造價較高,且(qiě)表麵潤濕性能較差,在某些特 殊場(chǎng)合(如極低噴淋密度下的減壓精餾過程),需對其表麵進行處理,才能取得良(liáng)好的使用效果。鈦材、特種合金鋼等材(cái)質製成的(de)填料造價很高,一般隻在某些腐蝕性極強的物係下使用。一般來說,金屬(shǔ)填料可製成薄壁結構,它的通量大、氣體阻力小,且具有很高的抗(kàng)衝擊性能,能在高溫、高壓、高衝擊強度下使用,應用範圍朂 廣泛。
1 填料的定義
填料泛指被填充於其他物體中的物料。在化學(xué)工程中,填料指裝於填充塔內的惰性固體(tǐ)物料,例如鮑爾環和拉西環等,其作用是增大氣-液的接觸麵,使其(qí)相互強烈混合。在(zài)化工產品中,填料又稱填充劑,是指用以改(gǎi) 善加工性能、製(zhì)品力學性能並(或)降低成本的固體物料。在汙水處理(lǐ)領域,主要用於(yú)接觸氧化工藝,微(wēi)生物會在填料(liào)的表(biǎo)麵進行累積,以增大與汙(wū)水的表麵接觸(chù),對汙水進行降解(jiě)處理。
優點:結(jié)構簡單、壓力降小、易於用耐腐蝕非金屬材料製造等。對於氣體吸收、真空蒸餾以及處理腐蝕性流體的操作,頗為適用。
缺點:當塔頸增(zēng)大時(shí),引起氣液分布不(bú)均、接觸不良等,造成效率下降,即稱為放大(dà)效應。同時填料塔還有重量大、造價高、清理檢(jiǎn)修麻(má)煩、填料損耗(hào)大等缺點。
2 填料(liào)選用準則
填料的幾何特性數(shù)據主要包(bāo)括比表麵積、空隙(xì)率、填料因子等,是評價填料性能的基本參數(shù)。
(1)比表麵積單(dān)位體積填料的填料表麵積稱為比表麵積,以a表示,其單位(wèi)為m2/m3。填料的比表麵積愈大,所提供的氣液傳質(zhì)麵積愈大。因此,比表麵積是評價填料性能優劣(liè)的一個重要指標。
(2)空隙率單位(wèi)體積填料(liào)中的空隙體積稱為空隙率,以e 表示,其單位為m3/m3,或以%表示。填料(liào)的空隙率越大,氣體通過的能力越大且壓降低。因此,空隙率是評價(jià)填料性能優劣的又一重(chóng)要指標。
(3)填料因子填料的比表麵積與空(kōng)隙率三次方的比值,即a/e 3,稱為填料因子,以f表示,其單位為1/m。它表示填料的流體(tǐ)力學性能,f值越(yuè)小,表明流動阻力越小。
填料性能優劣主要取決於:
有較(jiào)大的比表麵積(m2/m3填料層)
液體在填料表麵有較好的均(jun1)勻分布性(xìng)能
氣流能在填料層中均勻分布
調料具有較大(dà)的空隙率(lǜ)(m3/m3填料層)。
在相同的操作條件下,填料的比表麵積越大,氣液分布(bù)越均勻,表麵的潤濕性能越好,則傳質(zhì)效率越(yuè)高;填料的(de)空隙率(lǜ)越大,結構越開敞,則通量越大,壓降(jiàng)亦越低。
采用模糊數(shù)學方法對(duì)九種常用填料的性能進行了評價,絲網波紋(wén)填料綜合性能朂 好,拉西環朂 差。
填(tián)料的選擇包括確定填料的種類、規格及(jí)材質(zhì)等。所選填料既要滿足生產工藝的要求,又要使設備投資和操作費用朂 低。
1 填料種類的(de)選擇
填料(liào)種(zhǒng)類的選擇要考(kǎo)慮分離工藝的要求,通常考慮以下幾個方麵:
1)傳質效率要高(gāo)。一般而言,規整填料的傳質效率高於散裝填(tián)料。
2)通量要大。在保證具有較高傳質效率(lǜ)的前提下,應選擇具有較高泛點氣速或氣相動能因子的填料。
3)填(tián)料(liào)層的壓(yā)降(jiàng)要(yào)低。
4)填料抗汙堵(dǔ)性能強,拆裝、檢修方便。
2 填(tián)料規格的選擇
填料規格是指填料(liào)的公稱尺寸或比表(biǎo)麵積。
(1)散裝(zhuāng)填(tián)料規格的(de)選擇
工業塔(tǎ)常用的散裝填料主要有DN16、DN25、DN38、DN50、DN76等幾種規格。同類填料,尺寸越(yuè)小,分離效率越高,但阻力增加,通量減少,填料費用也增加很多。而(ér)大尺寸的填(tián)料應用於(yú)小直徑塔中,又會產生液體(tǐ)分(fèn)布不良及嚴重的壁流,使塔的分離效率降低。因(yīn)此,對塔徑與填(tián)料尺寸的比值要有一規定,一(yī)般塔徑與填(tián)料公(gōng)稱直徑的(de)比(bǐ)值D/d應大於(yú)8。
(2)規整填料規格(gé)的選擇
工(gōng)業上(shàng)常用規整(zhěng)填料的型號和規格的表示(shì)方法很(hěn)多,國內習慣用(yòng)比表麵積表示(shì),主要(yào)有125、150、250、350、500、700等幾種(zhǒng)規格(gé)。同種類型的規整(zhěng)填料,其比表麵積越大,傳質效率越高,但(dàn)阻力增加,通量減少,填料費用也明顯增加。選用時應從分離要求、通量要求、場地條件、物(wù)料性質及設備投資、操作費用等方麵綜(zōng)合考慮,使所(suǒ)選填料既(jì)能滿足技(jì)術要求,又具有經濟合理性。
3 填料材質的選擇
填料的材質分為陶(táo)瓷、金屬和塑料三大類。
(1)陶瓷填料
陶瓷填料具有很好的耐腐蝕性及耐熱性,陶瓷(cí)填料價格便宜,具有很好的表麵潤濕(shī)性能,質脆、易碎是其朂 大缺點。在氣體吸收、氣體洗滌(dí)、液體萃取(qǔ)等過程(chéng)中應用較為普(pǔ)遍。
(2)塑料填料
塑料填料(liào)的材質主要(yào)包括聚丙(bǐng)烯(xī)(PP)、聚乙烯(PE)及聚(jù)氯乙烯(PVC)等,國內一般多采用聚丙(bǐng)烯材質。塑料填料的耐腐蝕性能較好,可耐一般的無機酸、堿和有機溶劑的腐蝕(shí)。其耐溫性良好(hǎo),可(kě)長期在100℃以(yǐ)下使用。
塑料填料質輕、價廉,具有良好的韌性,耐(nài)衝擊、不易(yì)碎,可以製成薄壁結構。它的通量大、壓降低,多用於吸收(shōu)、解吸、萃取、除塵等裝置中。
塑料(liào)填料(liào)的缺點是表麵潤濕性能差,但可通過適當的(de)表麵處理來改 善其表麵潤濕性能。
(3)金屬填料(liào)
金(jīn)屬填料可用多(duō)種(zhǒng)材質製成,選擇時(shí)主要考慮腐蝕問題。碳鋼填料造價低,且具有(yǒu)良好的表麵潤濕性能,對於無腐蝕或低腐(fǔ)蝕性物係應優(yōu)先考(kǎo)慮使用。不鏽鋼填料耐腐蝕性強,一般(bān)能耐除Cl- 以外常見物係的腐蝕,但其造價較高,且(qiě)表麵潤濕性能較差,在某些特 殊場(chǎng)合(如極低噴淋密度下的減壓精餾過程),需對其表麵進行處理,才能取得良(liáng)好的使用效果。鈦材、特種合金鋼等材(cái)質製成的(de)填料造價很高,一般隻在某些腐蝕性極強的物係下使用。一般來說,金屬(shǔ)填料可製成薄壁結構,它的通量大、氣體阻力小,且具有很高的抗(kàng)衝擊性能,能在高溫、高壓、高衝擊強度下使用,應用範圍朂 廣泛。
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