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鲍尔环、阶梯环、拉西环、矩鞍环、异鞍环等散堆填料塔的填料层压
日期：2019-03-04
填料层压降主要由塔内件和填料塔压降构成。塔内件除大塔的气体分布装置必须有一定阻力外，其它塔内件设计时尽量考虑低阻力，这些内件的压降往往可以忽略。对于结构复杂、阻力大的塔内件，在真空精馏时，也必须考虑其压降。填料层的压降，与选用填料的类型、尺寸及材质有关。填料制造厂家，应根据填料性能的实测数据及性能曲线。填料层压降可从有关填料的性能曲线得出，然后根据操作条件作必要的修正。
压降计算对真空或常压操作的填料塔尤为重要。计算方法很多，过去常压Eckert通用关联图计算填料层压降，近年来美国Norton公司在实验室内作了大量的研究,对4500个压降实测数据作了分析,压降范围从4-167mmH2O/m,流动参数FP0.005~8,分析发现,所研究的填料类型和尺寸中,有55%的各种压降下具有一个恒定的填料因子值。尺寸小于25mm的填料，随压降减小，填料因子值略有增加。一些大尺寸、高空隙率填料，随压降减小，填料因子值略有减小。下图中给出了鲍尔环、阶梯环、拉西环、矩鞍环、异鞍环、海尔环、花环、八四内弧环等散堆填料压降通用关联图。
阶梯环、鲍尔环等散堆填料压降通用关联图
图中横坐标为流动参数FP，纵坐标为Y=100.6 FP CS2 0.1，其中CS为气体负荷因子，m/s，FP为填料因子； 为液体运动黏度，m2/s；图中曲线参数g为重力加速度，9.81m/s2.在范围内，由上图中所得的压降值与实际值相比，误差在±17%以内。若缩小范围，FP值从0.01~1，压降从21~83 mmH2O/m，则通用关联图中压降值可准确到±11%以内。
FP值小于0.02时，处于真空操作状态，液体流率和持液量均很小，这时实测的压降值往往低于图中压降值；FP值大于1.0时，一般操作液气比较高，或是气相与液相密度比较高。在高液流率下，实际压降值会高于关联图中的值。特别是采用了小规格尺寸填料时，更是如此。
下表1给出了不锈钢矩鞍环、金属改进鲍尔环、陶瓷异鞍环、塑料鲍尔环、金属鲍尔环、陶瓷矩鞍环、陶瓷拉西环、金属拉西环等散堆填料的填料因子FP值，表2给出了几种散堆填料的压降和通量的相对比较值，以金属不锈钢鲍尔环为比较基准。
表1、部分散装填料的填料因子FP值。
|
填料名称
|
规格尺寸/mm
|
|||||||
|
Ф12
|
Ф16
|
Ф20
|
Ф25
|
Ф32
|
Ф38
|
Ф50
|
Ф76或80
|
|
|
不锈钢矩鞍环
|
|
549
|
|
441
|
|
258
|
195
|
129（76）
|
|
金属改进鲍尔环
|
|
|
|
484
|
|
312
|
280
|
172
|
|
陶瓷异鞍环
|
|
|
|
645
|
|
|
323
|
|
|
塑料矩鞍环
|
|
|
|
430
|
|
|
301
|
195
|
|
塑料鲍尔环
|
|
1022
|
|
592
|
|
430
|
280
|
183
|
|
金属鲍尔环
|
|
871
|
|
602
|
|
430
|
290
|
195
|
|
陶瓷矩鞍环
|
2151
|
|
1560
|
990
|
|
559
|
430
|
237
|
|
陶瓷拉西环
|
6238
|
4087
|
2743
|
1925
|
1345
|
1000
|
699
|
398
|
|
0.8mm厚金属拉西环
|
3227
|
1829
|
1667
|
1237
|
|
|
|
|
|
1.0mm厚金属拉西环
|
4410
|
3227
|
2366
|
1550
|
1183
|
93
|
613
|
348
|
|
陶瓷弧鞍环
|
2581
|
|
1829
|
1183
|
|
699
|
485
|
|
表2 几种填料的压降和通量的比较值
|
填料
名称
|
Ф25 mm
|
Ф50m
|
||||
|
金属矩鞍环
|
金属鲍尔环
|
陶瓷矩鞍环
|
金属矩鞍环
|
金属鲍尔环
|
陶瓷矩鞍环
|
|
|
压降
|
0.61
|
1.0
|
1.39
|
0.58
|
1.0
|
1.47
|
|
通量
|
1.15
|
1.0
|
0.85
|
1.10
|
1.0
|
0.82
|