塔填料是填料塔中气液接触的重要场所, 其性能 优劣直接影响填料塔的分离效果. 填料的制作可采用 金属、塑料和陶瓷等不同材质. 与其他材质的填料相 比 ,塑料填料具有质量轻、耐腐蚀、造价低等优点,但它 的显著缺点是表面润湿性能差. 克服这一缺点的方法 是对填料表面进行处理[ 1— 3] ,但处理过程较繁琐 ,效果 亦不甚显著. 此外制造具有好的构型的填料,使其不完 全依赖填料表面的液膜进行传质,如塑料花环填料 、塑 料海尔环填料等 ,笔者所开发的塑料异型矩鞍填料就 是其中的一种. 该填料的开发, 弥补了塑料矩鞍类填料 的空白.
塑料异型矩鞍填料是在金属环矩鞍填料的基础上改进而成的 ,其外形如图 1所示. 与普通的环矩鞍填料 相比, 该填料将鞍形表面部分加工成坡状 ,使得填料的 两侧面大小不等 ,类似于阶梯环填料的结构;在环形内 部增加了 3个筋片 ,即增加了填料的强度 ,又提高了填 料的比表面积. 该填料巧妙地将阶梯环填料和环矩鞍 填料的结构结合成一体 ,兼有阶梯环填料和环矩鞍填 料的特点. 填料的侧壁极为开敞 ,坡状的鞍形表面, 更 有利于气体和液体的流动与分散, 在填料层内极少产 生沟流和死角,有利于填料表面液膜的更新. 填料的不 对称性增加了装填时的定向几率, 使得填料之间的接 触以点接触为主 ,这样既减小了气体通过填料层的阻 力 ,又成为液体沿填料表面流动的汇集分散点 ,促进了 液膜的更新频率. 为使该填料得以推广应用, 对 DN50 塑料异型矩鞍填料的流体力学及传质性能进行了研 究 ,获得了可靠的实验数据, 并对实验数据进行了 关联.
实验流程和实验fan法流体力学性能的研究以空气-水为物系, 在内径Υ300 mm 填料塔中进行. 填料采用湿法装填, 填料层高度 1 200 mm, 中间压降测量段 900 mm. 传质性能的研究以空气-氨-水为物系, 通过水吸收氨的过程 ,测定填料的气相总传质单元高度 HOG和气相总传质系数KG a. 实验在同一塔内进行 ,填料层高度 600 mm. 有关填料的流体力学及传质性能测试的流程 、装置、仪表、实验fan法及分析方法等文献已有报道[ 4— 5] .
实验测试范围
流体力学性能研究的实验测试范围 :液体喷淋密度为 0～ 40 m3 /(m2 h);气体质量速度为 2 500 ～13 500kg /(m2 h).传质性能研究的实验测试范围 :液体喷淋密度为6 ～ 24 m3/(m2 h);气体质量速度为 2 500 ～ 13 500kg /(m2 h);氨入口浓度为 0. 350/0.
在一定的空塔气速下 ,随着液体 喷淋密度的增加 ,动持液量增da. 在一定的液体喷淋密 度下,随着空塔气速的增加 ,动持液量的变化分为 3个 阶段:第 1个阶段为恒持液量区 ,此时随着空塔气速的 增加,填料表面的液膜厚度不变 ,故动持液量基本维持 不变;第 2个阶段为载液区 ,此时随着空塔气速的增 加 ,填料表面的液膜增厚, 故动持液量增加;第 3个阶 段为液泛区 ,此时空塔气速稍有增加 ,但因填料层已积 液 ,故动持液量急剧增加. 该结果与填料层压降的研究 是一致的.
