【科普】國外填料塔*新發展

日期：2025-02-19 22:32
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摘要： 國外填料塔*新發展 70年代以前，在大型塔器中，板式塔占有**優勢，出現過許多新型塔板。70年代初能源危機的出現，突出了節能問題。隨著石油化工的發展，填料塔日益受到人們的重視，此後的20多年間，填料塔技術有了長足的進步，湧現出不少高效填料與新型塔內件，特別是新型高效規整填料的不斷開發與應用，衝擊了蒸餾設備以板式塔為主的局麵，且大有取代板式塔的趨勢。*大直徑規整填料塔已達14～20m，結束了填料塔隻適用於小直徑塔的曆史。這標誌著填料塔的塔填料、...


                                 國外填料塔*新發展


    70年代以前，在大型塔器中，板式塔占有**優勢，出現過許多新型塔板。70年代初能源危機的出現，突出了節能問題。隨著石油化工的發展，填料塔日益受到人們的重視，此後的20多年間，填料塔技術有了長足的進步，湧現出不少高效填料與新型塔內件，特別是新型高效規整填料的不斷開發與應用，衝擊了蒸餾設備以板式塔為主的局麵，且大有取代板式塔的趨勢。*大直徑規整填料塔已達14～20m，結束了填料塔隻適用於小直徑塔的曆史。這標誌著填料塔的塔填料、塔內件及填料塔本身的綜合設計技術進入了一個新階段。圖1是規整填料的發展曆史示圖。縱觀填料塔的發展，可以看出，直至80年代末，新型填料的研究始終十分活躍，尤其是新型規整填料不斷湧現，所以當時有人說是規整填料的世界。但就其整體來說，塔填料結構的研究又始終是沿著2個方麵進行的，即同步開發散堆填料與規整填料。另一個研究方向是進行填料材質的更換，以適應不同工藝要求，提高塔內氣液兩相間的傳質效果，以及對填料表麵進行適當處理(包括在板片上碾壓細紋或麻點，在板片上粘接石英砂，表麵化學改性等)，以改變液相在填料表麵的潤濕性。


 

    進入90年代後，填料的發展較慢，仿佛進入一個(ge) 相對穩定期，或者說是處於(yu) 鞏固階段。如1994年展出的*具代表性的產(chan) 品仍是Sulzer公司1991年展出的Optiflow規整填料，而1997年也隻展出了1種新型填料的幾何形狀，即Raschig公司的Supekpak300型板式規整填料，其餘(yu) 都是一些老填料的新改進(如Rombopak改進型填料)。填料領域*多的發展還是在氣液分布器方麵。國外大公司對液體(ti) 分布裝置的研究較成熟，但對氣體(ti) 分布器的研究是幾年前才起步的。與(yu) 此相反的是，近五六年來，塔器中板式塔技術卻又有了明顯的進步。

 

    盡管如此，新型填料的開發與(yu) 應用仍將會(hui) 有發展，其重點亦仍是規整填料。

    預計今後填料塔的發展仍應歸結到以下3個(ge) 方麵：①新型填料及塔內(nei) 件的開發。②填料塔的性能研究。③填料塔的工業(ye) 應用。

 

1幾種新型填料介紹

 

   80年代後期和90年代初期，國外還是推出了一些高效新型填料，數量上雖不是很多，但也還有特色。

 

   (1)散堆填料Envicon公司的新型Mc-Pac環金屬填料，有30mm×15mm和65mm×30mm這2種尺寸。據製造商介紹，與(yu) 50mm鮑爾環相比，其較大型號的效率提高40%，壓降減小60%。Raschig公司的Raschig-Super-Ring塑料環，按照該公司的介紹，與(yu) 50mm塑料鮑爾環相比，它的壓力損失減少了70%，負荷能力提高了50%。Lantc公司的Q-pacMetalHybridPacking(混合填料)，具有規整填料的效率和能力，又有散堆填料的經濟性和通用性，能降低HETP(理論塔板等效高度)30%以上，壓力損失減少40%。Lantc公司的IMPAC工藝塔填料，其傳(chuan) 質效率比Intalox高出30%以上，其優(you) 良的綜合性能在現代散堆填料領域內(nei) 一枝獨秀，對於(yu) 精密分離、熱敏物係和節能改造十分有利。Lantc公司的IMPAC冷卻塔填料，具有良好的水滴分散性能和自分布性能，每m3有多達5萬(wan) 個(ge) 的水滴。與(yu) 現有填料相比，效率可提高40%以上，具有長達10年的使用壽命，有效地降低了操作成本。Lantc公司的LANPAC環保塔填料，與(yu) 其他尺寸相同的填料相比，它可更有效地降低壓降，提高傳(chuan) 質效率，且現場作業(ye) 證明不堵塞。Koch公司的K4GTM高效填料，自稱是從(cong) 拉西環算起，鮑爾環是**代，從(cong) 前的其他各種散堆高效填料是第三代，它是第四代**個(ge) 散堆填料，具有更低的壓降和非常高的分離能力，經美國得克薩斯州大學能量研究中心試驗證明，其能力可比鮑爾環提高15%，該公司稱其是目前*先進的散堆填料之一。此外，還有日本的M-pak環和Koch公司的K-pak環。

 

(2)規整填料Sulzer公司的Katapak化學反應器用填料，是以雙層絲(si) 網製成的波紋填料，在絲(si) 網的夾層內(nei) 裝有催化劑。Sulzer公司的Optiflow規整填料，具有獨特的結構，由薄板片衝(chong) 壓折疊和組裝而成，它改變了液相在Mellapak板渡填料表麵上穩定流過較長距離的傳(chuan) 統模式，通過曲折而不斷改變方向的板片，促進液相的分散-聚合-再分散循環，保證與(yu) 氣相的良好接觸，並使傳(chuan) 質表麵不斷更新。它綜合了規整填料和散堆填料的優(you) 點，既具有很高的效率，又具有極大的通量。據稱，與(yu) 常規塔板和填料相比，在相同的分離效率條件下，處理能力可提高20%～25%，而在相同的處理能力情況下，傳(chuan) 質效率可提高50%。Raschig公司的Supekpak300型板式規整填料的比表麵積為(wei) 300m2/m3。根據製造商提供的數據，與(yu) 迄今在比表麵上可相比擬的填料相比，它的負荷能力提高26%，壓力損耗降低33%。日本三菱商事(株)的Mc-pak規整填料，分為(wei) 絲(si) 網和板材2類，絲(si) 網500目，比表麵積為(wei) 1000m2／m3。板材類有250S、350S、500S和500SL共4種，比表麵積分別為(wei) 250m2／m3、350m2／m3、500m2／m3，其中500SL為(wei) 高液負荷和低壓降型。總的特點是壓力損耗小，操作範圍寬，HETP小，操作彈性大。Schott公司的Durapack玻璃纖維規整填料，是該公司的**產(chan) 品，為(wei) 高抗腐產(chan) 品，具有高通量、低壓降及良好的分離性能。比表麵積為(wei) 280m2／m3和400m2／m3。空隙率分別為(wei) 80%和72%，網紋表麵分為(wei) 粗糙表麵和光滑表麵，裝入DN100～DN1000mm的塔內(nei) 。此外，瑞土Kühni公司還將Rombopak係列擴展到12M型。它的比表麵積為(wei) 450m2／m3。製造商在一個(ge) 內(nei) 徑為(wei) DN50mm的實驗塔內(nei) 用氯苯/乙苯試驗體(ti) 係在6600Pa壓力下測得：當F因子為(wei) 0.5Pa時，為(wei) 10塊理論塔板；當F因子為(wei) 2Pa時，為(wei) 7塊理論塔板。Montz公司提供了他們(men) 的鉭質Montz-PakA300型填料，它的板厚為(wei) 0.05mm。Nutter公司生產(chan) 的BSH規整鎮料是介於(yu) 網、板填料之間的新型高效填料，它獨特的可膨脹金屬織物結構彌補了金屬絲(si) 網和片狀金屬規整填料間的差距。BSH織物結構的毛細管作用，使填料在任何操作工況下都具有*高的傳(chuan) 質效率。填料的開口處可保證填料有效表麵不斷更新和填料兩(liang) 邊液體(ti) 的交換，達到*佳的氣液接觸和分離效果，其比表麵積高達500m2/m3，可滿足任何分離工藝需要。它典型應用在煉油廠的粗餾塔、反應蒸餾、空氣分離和製藥化學塔。BSH填料配用Nutter公司**液體(ti) 分布器等全部塔內(nei) 件，理論塔板數高、HETP低、壓降小。


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