脱硫塔填料选型
江西萍乡市德尔化工填料有限公司常规生产的塔填料分为散装填料和规整填料两大类。脱硫塔填料的选择主要根据进出口硫化氢情况来决定。如果采用规整填料,不易堵塞,但气液接触面积小,脱硫效率低;如果采用散装填料,如果进出口硫化氢高,容易堵塞,但脱硫效率比规整填料高。接下来德尔化工填料小编就为大家介绍一下常用的脱硫塔填料及其特点:
塔填料的作用是为气、液相提供足够的接触表面,为增加湍流度(主要是气相)创造条件,以利于传质(包括传热)。应使气液接触表面大,传质数高,通量大,阻力小,因此要求填料层孔隙率高,比表面积大,表面润湿性好,结构应有利于两相紧密接触,以促进湍流。填料所用材料还应对所处理物料有耐腐蚀性,有一定的机械强度,使填料层底部不至于因压力而破裂或变形。
1. 散装填料
块状填料有空心环填料、表面开放的马鞍形填料等,常用材质有陶瓷、金属、玻璃、石墨等,几种主要块状填料的特点如下。
(1)拉西环 拉西环是高度与直径相等的圆形环,常用直径为25~75mm(也有小至6mm,大至150mm的,但很少使用)。陶瓷环壁厚为2.5~.5mm,金属环壁厚为0.8~1.6mm。填料在塔内多为随机堆砌,直径大者也可整体砌筑,以减少阻力,降低液体流向塔壁的倾向。拉西环结构简单,但与其他填料相比,气体通过能力低,阻力也大,液体较难到达环内部,不易充分润湿,传质效果差,因此近年来已较少使用。在拉西环内部空间直径位置加隔板,便成为拉西环;在环内加螺旋隔板,使环成为螺旋环,隔板起提高填料容量和增大表面的作用。
(2)弧形鞍形填料弧形鞍形填料又称钟形鞍形填料,是较早出现的鞍形填料,其形状像马鞍,常用尺寸从25mm到50mm不等。弧形鞍形填料的表面是敞开的,不分内外,流体在两边分布均匀。它的另一个特点是堆放在塔中时,对塔壁的压力比环形填料小。但由于两边的表面构型相同,所以这种填料在堆放时容易重叠,从而减少了暴露的表面。近来已逐渐被构型改进的矩形鞍形填料所代替。弧形鞍形填料多由陶瓷制成。
(3)矩形鞍座()矩形鞍座两边不能重叠,比弧形鞍座更耐压、结构简单、加工容易,多用陶瓷制成。在用陶瓷制成的填料中,该类填料的水力性能和传质性能相对较好。上述各种散装填料,其壁上无孔或凹槽,多用陶瓷制成。此外,也有壁上有孔或凹槽的,多用金属或塑料制成。后者的性能远优于前者,故称“”填料。以下介绍几种常见的散装开孔填料。
(4)鲍尔环 鲍尔环的结构相当于在金属拉西环壁上开一排或两排方形或矩形孔。开孔时只将四边中的三边断开,另一边保留,这样就把原来的金属材料片以舌状弯成环,这些舌片在环内部几乎是对接在一起的。填料的空隙率和比表面积并不因此而增加。但叠成层后,气体和液体流动顺畅,有利于气液的畅通和气液进入环内。因此鲍尔环的气体通过能力和体积传质数较拉西环有明显提高,阻力也减小了。鲍尔环也可以用塑料制成。
(5)阶梯环( )阶梯环是一种开口环形填料,一端有喇叭口。环高与直径之比略小于1。环内有肋条,起加强作用,增大接触面。喇叭口可防止填料冻结和紧密闭合,增加孔隙率,使表面更易露出。制造材料多为金属或塑料。
(6)金属鞍环:用金属制成的矩形鞍座,在鞍座背面冲出两条窄条,弯成圆形肋条,肋条上冲出四个小爪,弯成环状。它在结构上是鞍座与环的结合,兼有鞍形填料的液体分布均匀和开孔圆形填料的气体流量大、阻力小的优点,所以鞍环又称圆形矩形鞍座。
2. 规整填料
规整填料与散装填料不同之处在于,它具有块状结构,可在塔内逐层堆放。规整填料一般包括丝网波纹填料和板波纹填料,是应用最为广泛的规整填料。其结构和特点介绍如下:
(1)金属丝网波纹填料将金属丝网剪成宽度为50~100mm的矩形条,压出波纹,波纹与长边的夹角为30°、45°或60°。在金属丝网条上冲有小孔,以利于气体通过。然后将数条金属丝网条并排排列成一个比塔内截面略小的圆盘,圆盘的高度等于条带的宽度。将许多圆盘叠放在塔内,直到所要求的高度。如果塔直径较大,安装时将一个圆盘分成几部分,然后合在一起。在一个圆盘内,左右相邻两圆盘的金属丝网条以0°交叉。这种结构的优点是:
1)各片排列整齐,峰谷间隙较大,因而气流阻力小;
2)波纹间通道方向频繁变化,气流滑移加剧;
3)板片之间、板片间设有网条交织,促使液体不断重新分布;
4)网孔细密,液体能在网面形成稳定的膜,即使液体喷淋密度较低,也容易达到100%润湿。以上特点使这种填料层的通量很大,在大直径塔中使用时不会出现液体分布不均匀、填料表面润湿性差的弊端。
丝网波纹填料的缺点:
1)成本较高;
2)安装要求高,塔体安装的垂直度要求严格,必须封堵板材与塔壁之间的缝隙;
3)填料内部通道狭窄,易堵塞,清洗困难。但由于其传质效率高,阻力小,非常适合在精密蒸馏和减压蒸馏中使用。起初多用于直径比较小的塔,现在已可用于直径几米的塔,应用领域已不局限于蒸馏。
(2)孔板波纹填料为了克服丝网波纹填料价格高、安装要求高的缺点,用板条代替丝网条。填料构型相同,结构材料除金属外,还可以是塑料。板波填料的传质性能虽然低于丝网波纹填料,但仍属于填料的一种。