金属孔板波纹填料
金属丝网波纹填料
金属丝网波纹填料的材质一般为不锈钢,铜和低碳钢. 广泛应用于石油化工,香料,医药工业等. 石油化工和一般化工用于乙醇一胺系统,乙二醇脂肪酸系统. 香料业用于薄荷醇,香料醇,橙花醇等. 医药工业用于各
种维生素系统.
型号比表面积m2/m3 理论板数1/m 压力降MPa/m 液体负荷m3/m2·h F因子m/s
AX250 250 2.5-3.0 1.05×10-4 0.2-20 2.5-3.5
BX500 500 4.0-5.0 1.97×10-4 0.2-20 2.0-2.4
CY700 700 6.0-8.0 4.6-6.6×10-4 0.2-20 1.0-1.8
CY700S 700 10.0-13.0 4.9-6.8×10-4 0.2-20 1.0-1.6
DY1000 1000 15.0-17.0 5.0-7.1×10-4 0.2-20 0.9-1.4
型号比表面积m2/m3 理论板数1/m 压力降MPa/m 液体负荷m3/m2·h F因子m/s
125Y 125 1.0-1.5 2.0×10-4 0.2-100 3.0-3.5
250Y 250 2.0-3.0 3.0×10-4 0.2-100 2.5-3.0
350Y 350 3.0-3.5 3.5×10-4 0.2-100 2.0-2.5
500Y 500 4.0-4.5 4.0×10-4 0.2-100 2.0-2.4
700Y 700 5.0-7.0 4.6～6.6×10-4 0.2-100 1.0-1.5
125X 125 1.0-1.5 1.3×10-4 0.2-100 3.0-3.5
250X 250 1.5-2.0 1.4×10-4 0.2-100 2.5-3.0
350X 350 2.0-2.5 1.8×10-4 0.2-100 2.0-2.5
金属孔板波纹填料是在金属薄板孔表面打孔、轧制小纹、大波纹最后组装而成，具有阻力小，气液分布均匀，效率高，能量大，放大效应不明显等特点，应用于负压，常压和加压操作。用金属孔板波纹填料改造板式塔效果尤为明显。
金属板波纹填料
该填料与金属孔板波纹填料相似，其特性亦基本相同，由于表面不打孔，可用于一些特殊场合。
金属刺孔板波纹填料
该填料的突出特点是分离效率高，其几何尺寸与孔板波纹填料相似，填料表面刺有许多小孔，孔径为0.4-0.5mm，该填料通常用不锈钢制造。刺孔板波纹填料与同材质的丝网波纹填料相比，耐腐蚀性能好，造价低。
金属板网波纹填料
金属板网波纹填料是用金属薄板冲压、拉伸成特定规格的压延网片，其表面形成规则的菱形网孔，然后冲压成波纹形状的一种填料。这种填料具有与丝网波纹填料相近的传质性能。与孔板波纹填料相比价格低。
金属丝网波纹填料
金属丝网波纹填料是目前世界各国应用比较广泛的高效填料，其主要优点是：
1．理论板数高，通量大，压力降低；
2．低负荷性能好，理论板数随气体负荷的降低而增加，几乎没有低负荷极限；
3．操作弹性大；
4．放大效应不明显；
5．能够满足精密、大型、高真空精馏装置的要求。为难分离物系、热敏性物系及高纯度产品的精馏分离提供了有利的条件。
1，（1）θ环填料：又称狄克松（Dixon）填料，是由金属丝网制成的环状填料，其直径与高度相等。由于其形状类似θ形状，因此又叫θ环填料。θ环填料主要用于实验室的精馏柱中以及小批量、高分离精度的产品精馏过程中。目前加工θ环填料的材质有：不锈钢，黄铜、碳钢等，型号有：Φ1.5ｘ1.5，Φ2.0ｘ2.0，Φ2.5ｘ2.5，Φ3.0ｘ3.0，Φ3.5ｘ3.5，Φ4.0ｘ4.0，Φ5.0ｘ5.0，Φ6.0ｘ6.0，Φ7.0ｘ7.0，Φ8.0ｘ8.0，Φ9.0ｘ9.0，Φ10.0ｘ10.0。通常取塔直径的1/8或1/10作为选择θ环填料的一个粗略指标。理论板数需要工艺计算来决定。（2）三角螺旋填料：三角螺旋填料是用金属细丝缠绕而成，由于其外形与弹簧相似，故有人也称之为弹簧填料，其与弹簧的区别主要在于饶制的每一圈不是圆形而是三角形，近另的两圈错开一定的角度。所以从端面方向看是一个多边形。这种填料效率比较高，但同相同水力学直径的θ环填料相比，阻力稍大一些。 天津赛普泰克科技有限公司 天津市南开区卫津路新都大厦A座901 邮编：300073 电话： 电话： 传真： EMAIL： 联系人：张光辉电话： 网环填料
O.G.Dixon于1949年研制成功,由拉西环填料衍生；主要用于实验室及小批量、高纯度产品的精馏分离过程，以及分离稳定同位素和实验室规模的同位素研制。由60～100目金属丝网卷制成形，直径与高度相等，常用材质包括：不锈钢、铜等。由于金属丝网的毛细作用，液体能很好地分散成膜，利于气液两项进行充分传质、传热，可显著消除沟流等不稳定现象。 在稳定操作条件下，理论板数每米最高可达到30块，是最常用的实验室散装填料之一。 产品规格包括：（直径×高度，mm） 2×2、2.5×2.5、3×3、4×4、5×5、5×5(双层)、6×6(双层)等，定制规格≤25×25mm，其中使用最多的规格为3×3mm，其每米理论板数在20块左右，远高于规整填料。 材质：316L（00Cr17Ni14Mo2），提供材质化验单保证材质。 螺旋填料 开发年代：1936年，发明人：芬斯克（M.R. Fenske，德国） 与同规格网环填料相比，分离效率较高，但阻力降略大。主要用于高附加值精细化工产品，尤其是核工业领域同位素的分离与提纯。等板高度（H.E.T.P）约在25～58mm范围内。 理论板数每米最高可达到40块，是最常用的实验室散装填料之一。现有产品规格（边长×高度，mm）：1.5×1.5、2×2等 材质：304 3、玻璃填充料
什么是填料？ 填料泛指被填充于其他物体中的物料。 在化学工程中，填料指装于填充塔内的惰性固体物料，例如鲍尔环和拉西环等，其作用是增大气-液的接触面，使其相互强烈混合。 在化工产品中，填料又称填充剂，是指用以改善加工性能、制品力学性能并（或）降低成本的固体物料。 在污水处理领域，主要用于接触氧化工艺，微生物会在填料的表面进行累积，以增大与污水的表面接触，对污水进行降解处理。 优点：结构简单、压力降小、易于用耐腐蚀非金属材料制造等。对于气体吸收、真空蒸馏以及处理腐蚀性流体的操作，颇为适用。 缺点：当塔颈增大时，引起气液分布不均、接触不良等，造成效率下降，即称为放大效应。同时填料塔还有重量大、造价高、清理检修麻烦、填料损耗大等缺点。 填料有哪些种类？ 1、拉西环填料 拉西环填料于1914年由拉西（F. Rashching）发明，为外径与高度相等的圆环。拉西环填料的气液分布较差，传质效率低，阻力大，通量小，工业上已较少应用。 2、鲍尔环填料
鲍尔环填料是对拉西环的改进，在拉西环的侧壁上开出两排长方形的窗孔，被切开的环壁的一侧仍与壁面相连，另一侧向环内弯曲，形成内伸的舌叶，诸舌叶的侧边在环中心相搭。 鲍尔环由于环壁开孔，大大提高了环内空间及环内表面的利用率，气流阻力小，液体分布均匀。与拉西环相比，鲍尔环的气体通量可增加50%以上，传质效率提高30%左右。鲍尔环是一种应用较广的填料。 3、阶梯环填料 阶梯环填料是对鲍尔环的改进，与鲍尔环相比，阶梯环高度减少了一半并在一端增加了一个锥形翻边。 由于高径比减少，使得气体绕填料外壁的平均路径大为缩短，减少了气体通过填料层的阻力。锥形翻边不仅增加了填料的机械强度，而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主，这样不但增加了填料间的空隙，同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点，可以促进液膜的表面更新，有利于传质效率的提高。 阶梯环的综合性能优于鲍尔环，成为所使用的环形填料中最为优良的一种。 4、弧鞍填料 弧鞍填料属鞍形填料的一种，其形状如同马鞍，一般采用瓷质材料制成。 弧鞍填料的特点是表面全部敞开，不分内外，液体在表面两侧均匀流动，表面利用率高，流道呈弧形，流动阻力小。
特性： 1.比表面积大，孔隙率大，重量轻； 2.气相通路倾角小，有规则，压降低； 3.径向扩散良好，气液接触充分。 特性数据 型号 Model 理论板数 Piece/m 比表面积 m2/m3 空隙率 m3/m3 压力降 mmHg/m 堆积重量 kg/ m3 F 因子 m/s(kg/m3)0.5 分段高度 m HETP/mm 250(AX) 2.5-3 250 0.95 1.5-2 125 2.5-3 5 100 500(BX) 4-5 500 0.90 1.8-2 250 4-5 3-4 200 700(CY) 8-10 700 0.85 2-2.5 350 8-10 5 400-333 金属孔板波纹填料 特性：该填料保持了金属丝网波纹填料结构特点，改用表面有沟纹的孔板制成。增加了液体的均布和填料润湿性能，提高了传质 效率。直径超过1。5m 。填料制成分快形式。 型号 理论板数Liece/m 比表面积 m2/m3 空隙率 m2/ m3 压力降 △p mmHg/m 堆积重度 kg/ m3 最大F 因子Max m/s(kg/m3)0.5 液体负荷m3/ m2.hr 125Y 1-1.2 125 0.98 1.5-1.8 85-100 3.0 0.20-100 250Y 2-2.5 250 0.97 1.7-2.0 170-200 2.6 0.20-100 350Y 3.5-4 350 0.94 1.8-2.1 240-280 2.0 0.20-100 500Y 4-4.5 500 0.92 2.0-2.2 170-200 1.8 0.20-100 125X 0.8-0.9 125 0.98 1.5-2.0 85-100 3.5 0.20-100 250X 1.6-2 250 0.97 2.0-2.2 170-200 2.8 0.20-100 350X 2.3-2.8 350 0.94 2.2-2.3 240-280 2.2 0.20-100 500X 2.8- 3.2 500 0.92 2.5-2.8 170-200 2.0 0.20-100
填料 一、填料塔以填料作为气液接触元件，气液两项在填料层中逆向连续接触。 1、优点：结构简单、压力降小、易于用耐腐蚀非金属材料制造等。对于气体吸收、真空蒸 馏以及处理腐蚀性流体的操作，颇为适用。 2、缺点：当塔颈增大时，引起气液分布不均、接触不良等，造成效率下降，即称为放大效 应。同时填料塔还有重量大、造价高、清理检修麻烦、填料损耗大等缺点。 二、分类：1、按性能：通用填料和高效填料。 2、按形状：颗粒型填料和规整填料。
三、对填料的基本要求 1、传质效率高，要求填料能提供大的气液接触面，即要求具有大的比表面积，并要求填料表面易被液体润湿，只有润湿了的表面才是气液接触面。 2、生产能力大，气体的压力降小，因此要求填料层的空隙率大。 3、不易引起偏流和沟流。 4、经久耐用，即具有良好的耐腐蚀性、较高的机械强度和必要的耐热性。 5、取材容易，价格便宜。 四、常用填料及其特点 1、拉西环（除短拉西环外，其他基本淘汰） 减小拉西环的高度，长径比小于1，能明显增加分离效率和降低压力降，即短拉西环。 优点：数据整理比较完整，设计、操作的经验丰富，外形简单，制造方便，取材容易，价格低廉，能用耐腐蚀材料制造。 缺点：传质效能低（比表面积小），有严重的沟流和壁流。 2、鲍尔环填料是一种新型填料,是针对拉西环的一些主要缺点加以改进而出现的，是在普通 拉西环的壁上开八层长方形小窗，小窗叶片在环中心相搭，上下面层窗位置相互交搭而成。它与拉西环填料的主要区别是在于在侧壁上开有长方形窗孔，窗孔的窗叶弯入环心，由于环壁开孔使得气、液体的分布性能较拉西环得到较大的改善，尤其是环的内表面积能够得以充分利用。（?25mm及更小的环开一层小窗，?38mm、?50mm的环开两层错开分布的小窗） 特点：（1）空隙率与拉西环相同，但由于气液能经小窗通过环内空间，因此阻力比拉西环低，从而能提高操作气速。（2）开小窗后表面积比拉西环大些，且环的内表面得以充分利用。（3）由于小窗的叶片弯向环中心，使液体分布较为均匀，所以沟流和壁流情况比拉西环有所改善。（4）操作弹性较大。 同样压力降时，鲍尔环的处理量可比拉西环大50%以上；同样处理量下，压力降可降低，传质效能提高20%左右。
填料塔吸收传质系数的测定 一、实验目的 1．了解填料塔吸收装置的基本结构及流程； 2．掌握总体积传质系数的测定方法； 3．了解气体空塔速度和液体喷淋密度对总体积传质系数的影响； 二、基本原理 气体吸收是典型的传质过程之一。由于CO 2气体无味、无毒、廉价，所以气体吸收实验常选择CO 2作为溶质组分。本实验采用水吸收空气中的CO 2组分。一般CO 2在水中的溶解度很小，即使预先将一定量的CO 2气体通入空气中混合以提高空气中的CO 2浓度，水中的CO 2含量仍然很低，所以吸收的计算方法可按低浓度来处理，并且此体系CO 2气体的解吸过程属于液膜控制。因此，本实验主要测定K x a 和H OL 。 a) 计算公式 填料层高度Z 为： OL OL x x x Z N H x x dx a K L dZ z ?=-= =??*120 式中： L 液体通过塔截面的摩尔流量，kmol / (m 2·s)； K x a 以△X 为推动力的液相总体积传质系数，kmol / (m 3·s)； H OL 液相总传质单元高度，m ； N OL 液相总传质单元数，无因次。 令：吸收因数A=L/mG ])1ln[(11 1 121A mx y mx y A A N OL +----= b) 测定方法 （1）空气流量和水流量的测定 本实验采用转子流量计测得空气和水的流量，并根据实验条件（温度和压力）和有关公式换算成空气和水的摩尔流量。 （2）测定填料层高度Z 和塔径D ； （3）测定塔顶和塔底气相组成y 1和y 2； （4）平衡关系。
本实验的平衡关系可写成 y = mx 式中： m 相平衡常数， m=E/P ； E 亨利系数，E ＝f(t)，Pa ，根据液相温度由附录查得； P 总压，Pa ，取1atm 。 对清水而言，x 2=0,由全塔物料衡算 )()(2121x x L y y G -=- 可得x 1 。 三、实验装置 1〕装置流程 本实验装置（如图1所示）流程：由自来水来的水经离心泵加压后送入填料塔塔顶经喷头喷淋在填料顶层。由压缩机送来的空气和由二氧化碳钢瓶来的二氧化碳混合后，一起进入气体中间贮罐，然后再直接进入塔底，与水在塔内进行逆流接触，进行质量和热量的交换，由塔顶出来的尾气经转子流量计后放空，由于本实验为低浓度气体的吸收，所以热量交换可略，整个实验过程看成是等温操作。
填料塔各种填料 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
各种填料 （1）拉西环填料于1914年由拉西（F. Rashching）发明，为外径与高度相等的圆环。拉西环填料的气液分布较差，传质效率低，阻力大，通量小，目前工业上已较少应用。 （2）鲍尔环填料是对拉西环的改进，在拉西环的侧壁上开出两排长方形的窗孔，被切开的环壁的一侧仍与壁面相连，另一侧向环内弯曲，形成内伸的舌叶，诸舌叶的侧边在环中心相搭。鲍尔环由于环壁开孔，大大提高了环内空间及环内表面的利用率，气流阻力小，液体分布均匀。与拉西环相比，鲍尔环的气体通量可增加50%以上，传质效率提高30%左右。鲍尔环是一种应用较广的填料。 （3）阶梯环填料是对鲍尔环的改进，与鲍尔环相比，阶梯环高度减少了一半并在一端增加了一个锥形翻边。由于高径比减少，使得气体绕填料外壁的平
均路径大为缩短，减少了气体通过填料层的阻力。锥形翻边不仅增加了填料的机械强度，而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主，这样不但增加了填料间的空隙，同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点，可以促进液膜的表面更新，有利于传质效率的提高。阶梯环的综合性能优于鲍尔环，成为目前所使用的环形填料中最为优良的一种。 （4）弧鞍填料属鞍形填料的一种，其形状如同马鞍，一般采用瓷质材料制成。弧鞍填料的特点是表面全部敞开，不分内外，液体在表面两侧均匀流动，表面利用率高，流道呈弧形，流动阻力小。其缺点是易发生套叠，致使一部分填料表面被重合，使传质效率降低。弧鞍填料强度较差，容破碎，工业生产中应用不多。 （5）矩鞍填料将弧鞍填料两端的弧形面改为矩形面，且两面大小不等，即成为矩鞍填料。矩鞍填料堆积时不会套叠，液体分布较均匀。矩鞍填料一般采用瓷质材料制成，其性能优于拉西环。目前，国内绝大多数应用瓷拉西环的场
空塔气速的计算 文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）
空塔气速的计算1、先确定液泛气速 =C×［（ρL-ρG）/ρG］(m/s）（为上标） C：气体负荷因子 C20/C=（20/σ） C20—表面张力为20mN/m时的C值，可查表得到。 σ—物系的液体表面张力，据物料的性质可得，mN/m ρL、ρG—气相、液相的密度 2、确定空塔气速 u—一般取（）uf 填料塔 填料塔工艺尺寸的计算 填料塔工艺尺寸的计算包括塔径的计算、填料层高度的计算及分段等。 填料塔直径仍采用式4-1计算，即 (4-1) 式中气体体积流量Vs由设计任务给定。由上式可见，计算塔径的核心问题是确定空塔气速u。 (1) 空塔气速的确定 ①泛点气速法 泛点气速是填料塔操作气速的上限，填料塔的操作空塔气速必须小于泛点气速，操作空塔气速与泛点气速之比称为泛点率。
对于散装填料，其泛点率的经验值为u/uF=~ 对于规整填料，其泛点率的经验值为u/uF=~ 泛点率的选择主要考虑填料塔的操作压力和物系的发泡程度两方面的因素。设计中，对于加压操作的塔，应取较高的泛点率；对于减压操作的塔，应取较低的泛点率；对易起泡沫的物系，泛点率应取低限值；而无泡沫的物系，可取较高的泛点率。 泛点气速可用经验方程式计算，亦可用关联图求取。 a .贝恩(Bain)—霍根(Hougen)关联式填料的泛点气速可由贝恩—霍根关联式计算，即 (4-2) 式中 uF——泛点气速，m/s g——重力加速度， m/s2 ； at——填料总比表面积，m2/m3； ε——填料层空隙率，m3/m3； ρV、ρL——气相、液相密度，kg/m3； μL——液体粘度，mPa·s； wL、wV——液相、气相质量流量，kg/h； A、K——关联常数。 常数A和K与填料的形状及材质有关，不同类型填料的A、K值列于表4-3中。由式4-2计算泛点气速，误差在15%以内。 表4-3 式3-34中的A、K值
丝网填料技术参数 产品几何特性参数表（供参考） SW型网孔波纹填料几何特性参数填料型号材质峰高hmm比表面积m2/m3水力直径ah mm倾斜角度空隙率% F因子m/s kg/m2理论塔板No/m压力降mmHG/m SW-1型不锈钢4.5 643 5.7 45°91.6 1.4-2.2 6-8 2-3.5 SW-2型6.5 450 9 30°95.5 1.5 4-5 1.6-1.8 丝网波纹填料几何特性参SC=CYSB=BX填料型号材质峰高hmm比表面积 m2/m3水力直径ah mm倾斜角度空隙率% F因子m/s kg/m2理论塔板No/m压力降mmHG/mCY不锈钢4.3 700 5 45°87-90 1.3-2.4 6-9 5 BX 6.3 500 7.3 30°95 2-2.4 4-5 1.5 孔板波纹填料几何特性参数填料型号材质峰高hmm比表面积m2/m3水力直径ahmm倾斜角度空隙率% F因子m/s kg/m2理论塔板No/m压力降mmHG/m SM125 1Cr18Ni9Ti 24 125 45°98.5 3 1-1.2 1.5 SM225 1Cr18Ni9Ti 12 250 15.8 45°97 2.6 2-3 1.5-2 SM325 1Cr18Ni9Ti 8 350 12 45°95 2 3.5-4 1.5 SM425 1Cr18Ni9Ti 6.5 450 9 45°93 1.5 3-1 1.8 压延孔板波纹填料几何特性参数填料型号材质理论塔板No/m峰高hmm空隙率%比表面积m2/m3压力降mmHG/m F因子m/s kg/m2 700y 1Cr18Ni9Ti 5-7 4.3 85 700 7 1.6 500x 1Cr18Ni9Ti 3-4 6.3 90 500 2 2.1 250y 1Cr18Ni9Ti 2.5-3 97 250 2.25 2.6
250Y金属孔板波纹规整填料 产品结构特点及主要技术性能指标 4．1．1、金属孔板波纹填料主要技术特点、优点及技术参数 金属孔板波纹填料是在金属薄板孔面打孔、轧制小纹、大波纹最后组装而成，具有阻力小，气液分布均匀，效率高，通量大，放大效应不明显等特点，应用于负压常压和加压操作。 加工填料的塔径范围为φ150mm～12000mm以上。金属孔板波纹填料是一种在塔内按均匀几何图形排布，整齐堆砌的填料。它规定了气液流路，改善了沟流和壁流现象，压降可以很小，同时却提供更多的比表面积，在同等容积中可以达到更高的传质、传热效果.还由于结构的均匀、规则、对称性，在与散装填料具有相同的比表面积时，金属孔板波纹填料的空隙率更大，具有更大的通量，综合处理能力比板式塔和散装填料塔大得多，因此以金属孔板波纹为代表的各种通用型规整填料在工业中得到应用。用金属孔板波纹填料改造板式塔效果尤为明显。通过精心设计、制造、安装和认真操作等，可以做到工业放大效应不明显。由于规整填料具有压降低、通量大、分离效率高等优点，在精细化工、香料工业、炼油、化肥、石油化工等领域的众多塔器内得到广泛应用。 产品主要结构及特点：不锈钢孔板波纹规整填料的主要特点是直接将不锈钢金属板经冲切拉伸成较小尺寸的菱形网孔板，而后经冲压成波纹片，进而组装成填料盘。它综合了金属丝网波纹填料和金属板波纹填料的性能优势，是一种既具有较高效率，又有较低价格的新型填料。由于比表面积大，它效率较高。规则的菱形网易为液膜覆盖，凹凸不平的表面强化了液膜湍动、混合及表面更新。 304材质不锈钢拉西环填料材质性能介绍 0Cr18Ni9不锈钢拉西环填料生产用原料牌号为304材质，304材质不锈钢作为一种用途广泛的钢，具有良好的耐蚀性、耐热性，低温强度和机械特性；冲压、弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象（无磁性，使用温度-196℃~800℃）。304材质（0Cr18Ni9）不锈钢拉西环填料原料—钢带主要化学组成
等板高度 英文名称：height equivalent of theoretical plate 简称：HETP HETP又称理论板当量高度。指填料层或喷淋塔固体颗粒移动床的一段高度，其效果与一层理论塔板或一理论级相等。等板高度乘以分离所要求的理论板数即为所需的填料总高，或喷淋塔、移动床的有效高。等板高度的值愈小，则塔内这一段的传质效果愈佳。 影响HETP的因素有：系统的物性、几何因素及操作条件。在应用时宜采取最接近客观情况的实测值。 (1)用于精馏时，填料直径：d=25mm时，HETP为0.46m；d=38mm 时，HETP为0.66m；d=50mm时，HETP为0.9m。 (2)用于吸收时，HETP为1.5～1.8m。 (3)用于小塔[塔径<0.6m]时，HETP等于塔径。 (4)用于真空操作时，HETP在上述数据加0.1。 此外也可用一些经验式作估算。 填料 半软性填料
填充塔内的惰性固体物料,例如鲍尔环和拉西环等，其作用是增大气-液的接触面,使其相互强烈混合。在化工产品中，填料又称填充剂，是指用以改善加工性能、制品力学性能并（或）降低成本的固体物料。 目录 填料 tiánliào [filling，stuffing] 可作填充物的东西 填料的概述 填料[1]也称作填充剂、增量剂。某些填料同时又是体质颜料。微纽的填料具有良好的遮盖力，常用于涂料行业。 填料可用于多种聚氨酯制品，例如聚氨酯涂举}、密封胶：聚氨酯浆料、特殊弹性体i聚氨酯泡沫塑料。三聚氰胺植物纤维聚合，皂参多元醇等，有机填料可用于聚氨酯泡沫塑料;碳酸钙高岭土(陶土、·瓷土)，分子筛粉末滑石粉硅灰石滟技钛白粉j重晶石粉(硫酸钡)’等微细无机粉末二般可用作聚氨酯密封胶0聚氨酯软泡聚氨酯弹性体，胶黏剂。聚氨酯涂料等的填料。
第一章塔类设备 名称的由来：它的外形是一个直立的圆柱形容器，它的高度要比直径大的多，从外形看起来好象一座“塔”，所以通常叫做塔类设备。 工作原理：塔设备是使气相和液相或液相和液相间得以充分接触,从而完成传质和传热过程的设备。 用途：用于物料的蒸馏、吸收、解吸、萃取、冷却等单元操作过程。 分类： 1、按操作压力分类：①加压塔②减压塔、③常压塔 2、按化工单元操作分类：①精馏塔、②吸收塔和解吸塔、③萃取塔、④反应塔、⑤再生塔、⑥干燥塔 3、按气液两相接触的部件结构型式分：板式塔和填料塔。 1、填料塔： 在大型生产装置中，填料塔的使用范围正在扩大，六十年代前，塔的直径一般小于3米，而六十年代后期，直径超过3米的塔已十分普遍。填料塔不仅可以大型化，而且在某些方面超过板式塔的规模，塔料塔的地位变得日益重要。填料塔是一直立圆筒，内装有填料堆砌在筒底的支承板上，液体在塔顶经过液体分布器喷洒到填料层表面上，沿填料表面下降，气体从底部通入，沿填料间的空隙上升，互成逆流接触，汽液两相在润湿的填料表面进行传热和传质。 塔填料的作用：是为气、液相提供充分的接触面，常用填料有散装填料、规整填料两种。 填料的选择：1、传质效率高，单位体积填料的比表面积要大； 2、生产能力大，要求有较大的气液通过能力，即填料层空隙率要大； 3、重量要轻，机械强度要高；
4、耐介质腐蚀，经久耐用，价格低廉。 填料的分类： Ⅰ、实体填料（和网体填料）：拉西环、鲍尔环、阶梯环、金属鞍环 拉西环鲍尔环 拉西环 鲍尔环 实体填料金属鞍环 波纹填料：金属薄板、玻璃钢 栅板填料：木料制做 填料材质：陶瓷、碳质（石墨）、塑料、钢质 2、板式塔： 板式塔是沿着塔的整个高度内装有许多块塔板，相邻两板有一定的板间距，汽液两相在塔板上互相接触进行传热和传质。大致可分为三类：泡罩塔、筛板塔、浮阀塔。 Ⅰ、泡罩塔是工业上使用最早的塔型之一。在泡罩塔塔板上设有许多蒸汽通道（称作升气管），每一个升气管上覆盖着一个钟形泡罩。泡罩与升气管之间有环隙。每个泡罩的下半部周围开有很多长形孔（称为齿缝），泡罩的下半部（包括齿缝）浸没在塔板上的液体中，形成液封。操作时，
各种填料 （1）拉西环填料于1914年由拉西（F. Rashching）发明，为外径与高度相等的圆环。拉西环填料的气液分布较差，传质效率低，阻力大，通量小，目前工业上已较少应用。 （2）鲍尔环填料是对拉西环的改进，在拉西环的侧壁上开出两排长方形的窗孔，被切开的环壁的一侧仍与壁面相连，另一侧向环内弯曲，形成内伸的舌叶，诸舌叶的侧边在环中心相搭。鲍尔环由于环壁开孔，大大提高了环内空间及环内表面的利用率，气流阻力小，液体分布均匀。与拉西环相比，鲍尔环的气体通量可增加50%以上，传质效率提高30%左右。鲍尔环是一种应用较广的填料。 （3）阶梯环填料是对鲍尔环的改进，与鲍尔环相比，阶梯环高度减少了一半并在一端增加了一个锥形翻边。由于高径比减少，使得气体绕填料外壁的平均路径大为缩短，减少了气体通过填料层的阻力。锥形翻边不仅增加了填料的机械强度，而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主，这样不但增加了填料间的空隙，同时成为液体沿填料表面流动的汇集分
散点，可以促进液膜的表面更新，有利于传质效率的提高。阶梯环的综合性能优于鲍尔环，成为目前所使用的环形填料中最为优良的一种。 （4）弧鞍填料属鞍形填料的一种，其形状如同马鞍，一般采用瓷质材料制成。弧鞍填料的特点是表面全部敞开，不分内外，液体在表面两侧均匀流动，表面利用率高，流道呈弧形，流动阻力小。其缺点是易发生套叠，致使一部分填料表面被重合，使传质效率降低。弧鞍填料强度较差，容破碎，工业生产中应用不多。 （5）矩鞍填料将弧鞍填料两端的弧形面改为矩形面，且两面大小不等，即成为矩鞍填料。矩鞍填料堆积时不会套叠，液体分布较均匀。矩鞍填料一般采用瓷质材料制成，其性能优于拉西环。目前，国内绝大多数应用瓷拉西环的场合，均已被瓷矩鞍填料所取代。
目录 1. 设计任务书 (1) 2. 设计方案简介 (2) 2.1 吸收流程的确定 (2) 2.2 吸收剂的选择 (2) 2.3 操作温度与压力 (3) 2.4 塔填料的选择 (3) 2.5 初步流程图 (4) 3. 工艺计算 (4) 3.1 基础物性数据 (4) 3.1.1 液相物性的数据 (4) 3.1.2 气相物性数据 (5) 3.1.3 气液相平衡数据 (5) 3.1.4 物料衡算 (6) 3.2 填料塔的工艺尺寸的计算 (7) 3.2.1 塔径的计算 (7) 3.2.2 填料层高度计算 (8) 3.2.3 填料层压降计算 (10) 3.2.4 吸收塔接管尺寸的计算 (11) 4. 辅助设备的计算及选型 (12) 4.1 除沫器 (12) 4.2 液体分布装置 (13) 4.3 液体再分布器 (15) 4.4 填料压紧装置 (16) 4.5 填料支承装置 (16) 4.6 气体的进出口装置 (18) 4.7封头的选择 (18) 4.8人孔的选择 (18) 4.9 法兰的选择 (19) 4.10 塔底液保持管高度 (21) 4.11 塔附属高度计算 (22) 4.12 离心泵的选型 (22) 4.13 风机的选型 (23) 5、设计一览表 (24) 6、对本实验的评述 (25) 参考文献 (26) 主要符号说明 (27)
1. 设计任务书 1.设计题目：吸收氨过程填料塔的设计 试设计一座填料吸收塔，用于脱除混于空气中的氨气。混合气体的处理量为3.2万Nm3/h，其中含氨为7%（体积分数），要求塔顶排放气体中含氨低于0.02%（体积分数）。 2．操作条件 （1）操作压力常压 （2）操作温度 20℃ 3．工作日 每天24小时连续运行。 4．厂址 宁波地区 5．设计内容 （1）吸收塔的物料衡算； （2）吸收塔的工艺尺寸计算； （3）填料层压降的计算； （4）液体分布器简要设计； （5）吸收塔接管尺寸的计算； （6）绘制生产工艺流程图； （7）绘制吸收塔设计图； （9）对设计过程的评述和有关问题的讨论。 6．设计基础数据
ASPEN填料类型 BERL：BERL Saddle贝尔鞍环；BX：Sulzer BX苏尔寿BX型板波纹规整填料 CMR：Cascade mini-ring 聚丙烯阶梯环；COIL：COIL Pack环形填料 CROSSFLGRD：Raschig Cross-Flow-Grid Structured Pack CY：苏尔寿CY（丝网）型规整填料 DIXON：DIXON Packing狄克松填料（θ环填料） FLEXERAMIC：Koch Flexeramic Structured Packing柯赫曲线规整填料 FLEXIGRID：Koch Flexigrid Structured Packing柯赫格栅规整填料 FLEXIMAX：Koch Fleximax High Performance Random Packing柯赫高性能散堆填料FLEXIPAC：Koch Flexipac Corrugated Sheet Structured Packing柯赫柔性波纹板填料FLEXIRING：Koch Flexiring Single-tab Slotted Ring Random Packing柯赫单面环槽不规整填料 FLEXISADDL：Koch Flexisaddle Random Packing柯赫鞍形不规整填料 GOODLOE：Glitsch Goodloe Structured Packing格里奇古德洛卷带型规整填料 GRID：Glitsch Grid Structured Packing格里奇格栅规整填料 GRID-PACK：Grid Type Structured Packing格栅规整填料 HCKP：Koch HCKP Multi-tab Slotted Ring Random Packing 柯赫多面槽环形不规整填料HELI：Heli Pack螺旋填料 HELIX：螺旋角填料 HYPAK： I-BALL：I-Ball Packing I-球型填料 IMTP：Intalox Metal Tower Packing英特洛克斯金属矩鞍环填料 INTX：Intalox Saddle矩鞍环填料 ISP：Norton Intalox Structured Packing诺顿规整填料 KERAPAK：Sulzer Kerapak Structured Packing苏尔寿陶瓷板波纹填料（凯勒派克）LESCHIG：Leschig Ring浸环 MCMAHON：Mcmahon Packing鞍形网填料 MELLAPAK：Sulzer Mellapak Structured Packing苏尔寿孔板波纹填料 MESH：Mesh Ring Packing筛网环形填料 PALL：Pall Ring鲍尔环 RALU-FLOW：Raschig Ralu-Flow RALU-PAK：Raschig Ralu-Pak拉西带缝板波填料 RALU-RING：Raschig Ralu-Ring拉西Ralu环 RASCHIG：Raschig Ring拉西环 SHEET-PACK：Sheet Type Structured Packing SIGMA：Sigma Packing SNOWFLAKE：Intalox Snowflake Plastic Packing STORUSSDDL：Raschig Super-Torus-Saddle SUPER-INTX：Super Intalox Saddle SUPER-PAK：Rashig Super-Pak SUPER-RING：Rashig Super-Ring TORUSSADDL：Raschig Torus Saddle WIRE-PACK：Wire Type Structured Packing
xxxxx 大学 化工原理课程设计任务书 专业: 班级: 组长: 成员: 设计日期: 设计题目: 空气丙酮填料塔的吸收 设计条件: 空气-丙酮体系 ●混合气：丙酮蒸气和空气 ●吸收剂：清水（25℃） ●处理量：1500m3/h(标准状态) ●相对湿度：70% ●温度：20O℃ ●含量：进塔混合气中含丙酮：1.82%（V%） ●要求：丙酮回收率：90% ●操作条件：常压操作 ●厂址地区：任选 ●设备型式：自选 设计内容：相关说明 1.设计方案的选择及流程说明 2.工艺计算 3.主要设备工艺尺寸设计 (1)塔径的确定 (2)填料层高度计算 (3)总塔高、总压降及接管尺寸的确定 4.辅助设备选型与计算 5.设计结果汇总 6.工艺流程图及换热器工艺条件 指导教师: xxxx
目录 第一节概述------------------------------------------4 1.1吸收技术概况------------------------------------------4 1.2吸收设备的发展------------------------------------------4 1.3吸收过程在工业生产中的应用------------------------------------------5 1.4丙酮的相关资料------------------------------------------6 第二节设计方案的确定-----------------------------------------7 2.1吸收剂的选择--------------------------------------------7 2.2吸收流程的选择----------------------------------------8 2.3吸收塔设备及填料的选择-------------------------------------------------9 2.4操作参数的选择------------------------------------------9 2.5设计模型图------------------------------------------10 第三节吸收塔的工艺计算----------------------------------------11 3.1基础性数据--------------------------------------------11 3.2物料计算-------------------------------11 3.3填料塔工艺尺寸的计算--------------------------------------------12 第四节设计后的感想-------------------------------------------------18 4.1对设计过程的评述和有关问题的讨论-------------------------------------------------18 4.2 设计感想-------------------------------------------------------------------------------------------18 附录：参考文献-----------------------------------------------------------------------------------20
CUP-TOWER用户手册CUP-TOWER User Manual 中国石油大学（华东） 2010-12
序言 塔设备是炼油、石化、化工等部门广泛应用的工艺设备，其主要功能是通过汽（或气）液或液液两相的接触，实现物料的提纯和分离，达到流体间传质与传热的目的。塔器通过壳体和壳体内的内件实现物料分离，具有结构简单、效率高、操作方便和稳定可靠等特点。蒸馏、吸收、解吸、汽提、萃取等过程一般均在塔设备中进行。 塔设备的设计过程不仅受到具体参数、工艺要求等的制约，还受到设计人员实际经验和研发手段的制约。传统的设计过程存在对人员要求高、工作量大、效率低、难以保证数据的准确性、信息不能共享等诸多不利因素。目前常用的设计软件虽然较好地解决了传统设计的缺陷，但仍然存在一些缺点，如平台老、塔板类型较少、图形化功能较差、人机对话不方便、设计过程中无法干预及通用性不强等。 针对上述问题，我们对各类板式塔、筛板萃取塔、散装填料塔、规整填料塔、和填料萃取塔的设计进行全面分析，通过工程经验与实验总结规律，开发了一种全新的塔设备计算软件CUP-TOWER。该软件具有设计和校核的功能，支持多种方式的输入、输出，支持负荷性能图和塔板布置图（CAD）的自动生成，能够帮助用户直观的分析塔设备的操作情况，具有较高的实用价值。
CUP-TOWER 用户手册 目录 第1章系统安装和启动 (1) 1.1 软件环境 (1) 1.2 使用许可 (1) 1.3 安装 (2) 第2章功能概览 (3) 第3章组件分类介绍 (7) 3.1 板式塔 (7) 3.2 筛板萃取塔 (15) 3.3 规整填料塔 (19) 3.4 散装填料塔 (23) 3.5 填料萃取塔 (26) 第4章其它 (31) 4.1 软件升级 (31) 4.2 软件版本和非法破解 (31) 4.3 联系方式 (32)
空塔气速的计算 1、先确定液泛气速=C×［（ρL-ρG）/ρG］0.5(m/s）（0.5为上标） C：气体负荷因子 C20/C=（20/σ）0.2 C20—表面张力为20mN/m时的C值，可查表得到。 σ—物系的液体表面张力，据物料的性质可得，mN/m ρL、ρG—气相、液相的密度 2、确定空塔气速 u—一般取（0.6-0.8）uf 填料塔 4.1.3 填料塔工艺尺寸的计算 填料塔工艺尺寸的计算包括塔径的计算、填料层高度的计算及分段等。 4.1.3.1塔径的计算 填料塔直径仍采用式4-1计算，即 (4-1) 式中气体体积流量Vs由设计任务给定。由上式可见，计算塔径的核心问题是确定空塔气速u。 (1) 空塔气速的确定 ①泛点气速法 泛点气速是填料塔操作气速的上限，填料塔的操作空塔气速必须小于泛点气速，操作空塔气速与泛点气速之比称为泛点率。 对于散装填料，其泛点率的经验值为u/uF=0.5~0.85 对于规整填料，其泛点率的经验值为u/uF=0.6~0.95 泛点率的选择主要考虑填料塔的操作压力和物系的发泡程度两方面的因素。设计中，对于加压操作的塔，应取较高的泛点率；对于减压操作的塔，应取较低的泛点率；对易起泡沫的物系，泛点率应取低限值；而无泡沫的物系，可取较高的泛点率。 泛点气速可用经验方程式计算，亦可用关联图求取。 a .贝恩(Bain)—霍根(Hougen)关联式填料的泛点气速可由贝恩—霍根关联式计算，即 (4-2) 式中uF——泛点气速，m/s g——重力加速度，9.81 m/s2 ； at——填料总比表面积，m2/m3； ε——填料层空隙率，m3/m3； ρV、ρL——气相、液相密度，kg/m3； μL——液体粘度，mPa·s； wL、wV——液相、气相质量流量，kg/h； A、K——关联常数。 常数A和K与填料的形状及材质有关，不同类型填料的A、K值列于表4-3中。由式4-2计算泛点气速，误差在15%以内。 表4-3 式3-34中的A、K值
第6期早期的化工过程强化往往以硬件为主。以化工塔器为例，高效塔板、规整填料和散装填料的发明层出不穷，尽管它们的性能不断提高，但化工过程强化的目标只停留在使已有设备挤出百分之几的效率，不能满足于渐进式的变革。近年来，化工过程的强化更加强调硬件和软件的结合，更加强调科技创新，以追求在生产能力不变的情况下，在生产和加工过程中运用新技术和设备，极大地减小设备体积或者极大地提高设备的生产能力，显著地提高效率。化工过程强化目前已成为实现化工过程的高效、安全、环境友好、密集生产，推动社会和经济可持续发展的新兴技术，美、德等发达国家已将化工过程强化列为21世纪化学工程优先发展的三大领域之一。 超重力技术正是在这样的背景下应运而生的，其原理是利用高速旋转的填料转子产生的强大离心力来模拟超重力环境，在此环境中气液传质过程得到了极大强化，液体被高速旋转的填料转子切割成液丝、液滴和液膜等形式，其传质效率比传统塔设备高1～2个数量级，从而缩小设备尺寸、简化工艺流程路线、降低投资成本和运行操作费用。目前超重力技术已在能源、化工、环保等方面得到了较好的应用[1-3]。 1填料的作用 填料作为超重力旋转床的心脏部件，是气液高 效传质的场所（或媒介）。填料对超重力装置的动平衡性、流体力学、传质性能、使用寿命都有着重要的影响；填料性能的好坏直接关系到超重力技术的传质效率、应用范围和应用前景。 由于研究超重力技术时间还很短，填料结构的研究还很不完善，其填料结构明显区别于传统塔填料。对于填料结构来说：填料结构的材质、开孔率、孔径、板厚、空隙率和堆积密度等一系列参数将会影响液体在填料层中的成膜效果、压降大小和液膜厚度等流体力学性能；填料比表面积的大小、雾化性能的优劣和润湿性能的好坏将直接影响其传质性能；填料几何对称性的好坏将直接关系到设备的动平衡性和使用寿命；填料空隙率的高低和堆积密度的大小等将影响功耗性能；填料的结构、材质、空隙率、填料堆放方式等会影响到填料的堵塞问题。 2与传统塔填料的区别 超重力旋转床作为动设备，不仅要求填料结构 在安装时需要良好的动平衡性和较好的几何对称性，而且在长期运转的过程中须保持良好的动平衡性和几何对称性，而塔填料作为静态设备对动平衡性的要求不高，只要求在安装时达到几何均匀即可，在运行过程中基本不会变形。由于超重力旋转床高速旋转产生巨大剪切力，使得液体在填料中以液膜、液丝和液滴等形式存在，旋转填料中的持液量小和泛点气速高，导致旋转床中可以利用高比表面积的填料，而填料塔中由于液膜较厚，使得填料 收稿日期：2008-06-03；基金项目：国家自然科学基金项目（No.20576128），山西省自然基金资助项目（No.20051015），山西省研究生优秀创新项目（No.20081015），中北大学青年科学基金资助项目（No.20080404）；作者简介：焦纬洲（1981-），男，博士生，主要从事超重力旋转填料床基础应用研究，发表论文7篇，EI 收录4篇，国家专利2项，省科技进步二等奖1项，电话139********，电邮jwz0306@https://www.doczj.com/doc/fa4790120.html, 。 超重力旋转床填料结构研究进展 焦纬洲，刘有智，祁贵生 （中北大学山西省超重力化工工程技术研究中心，太原 030051） 摘要：过程强化是近年来国内外科技工作者的研究热点，超重力技术作为一种过程强化的新技术正是在这样的背景下产生的。文中综述了超重力场散装填料和规整填料结构的研究进展，对该领域的研究进行了分类和细致的描述，并对其流体力学和传质性能进行了论述。对比散装填料，规整填料结构的研究开发将是今后旋转床填料结构研究的发展方向。 关键字：超重力；旋转填料床；散装填料；规整填料中图分类号：TQ 053 文献标识码：A 文章编号：1001-9219（2008）06-67-05 焦纬洲等：超重力旋转床填料结构研究进展67
金属孔板波纹填料 金属丝网波纹填料 金属丝网波纹填料的材质一般为不锈钢,铜和低碳钢. 广泛应用于石油化工,香料,医药工业等. 石油化工和一般化工用于乙醇一胺系统,乙二醇脂肪酸系统. 香料业用于薄荷醇,香料醇,橙花醇等. 医药工业用于各 种维生素系统. 型号比表面积m2/m3 理论板数1/m 压力降MPa/m 液体负荷m3/m2·h F因子m/s AX250 250 2.5-3.0 1.05×10-4 0.2-20 2.5-3.5 BX500 500 4.0-5.0 1.97×10-4 0.2-20 2.0-2.4 CY700 700 6.0-8.0 4.6-6.6×10-4 0.2-20 1.0-1.8 CY700S 700 10.0-13.0 4.9-6.8×10-4 0.2-20 1.0-1.6 DY1000 1000 15.0-17.0 5.0-7.1×10-4 0.2-20 0.9-1.4 型号比表面积m2/m3 理论板数1/m 压力降MPa/m 液体负荷m3/m2·h F因子m/s 125Y 125 1.0-1.5 2.0×10-4 0.2-100 3.0-3.5 250Y 250 2.0-3.0 3.0×10-4 0.2-100 2.5-3.0 350Y 350 3.0-3.5 3.5×10-4 0.2-100 2.0-2.5 500Y 500 4.0-4.5 4.0×10-4 0.2-100 2.0-2.4 700Y 700 5.0-7.0 4.6～6.6×10-4 0.2-100 1.0-1.5 125X 125 1.0-1.5 1.3×10-4 0.2-100 3.0-3.5 250X 250 1.5-2.0 1.4×10-4 0.2-100 2.5-3.0 350X 350 2.0-2.5 1.8×10-4 0.2-100 2.0-2.5 金属孔板波纹填料是在金属薄板孔表面打孔、轧制小纹、大波纹最后组装而成，具有阻力小，气液分布均匀，效率高，能量大，放大效应不明显等特点，应用于负压，常压和加压操作。用金属孔板波纹填料改造板式塔效果尤为明显。 金属板波纹填料 该填料与金属孔板波纹填料相似，其特性亦基本相同，由于表面不打孔，可用于一些特殊场合。 金属刺孔板波纹填料 该填料的突出特点是分离效率高，其几何尺寸与孔板波纹填料相似，填料表面刺有许多小孔，孔径为0.4-0.5mm，该填料通常用不锈钢制造。刺孔板波纹填料与同材质的丝网波纹填料相比，耐腐蚀性能好，造价低。 金属板网波纹填料 金属板网波纹填料是用金属薄板冲压、拉伸成特定规格的压延网片，其表面形成规则的菱形网孔，然后冲压成波纹形状的一种填料。这种填料具有与丝网波纹填料相近的传质性能。与孔板波纹填料相比价格低。 金属丝网波纹填料 金属丝网波纹填料是目前世界各国应用比较广泛的高效填料，其主要优点是： 1．理论板数高，通量大，压力降低； 2．低负荷性能好，理论板数随气体负荷的降低而增加，几乎没有低负荷极限； 3．操作弹性大； 4．放大效应不明显； 5．能够满足精密、大型、高真空精馏装置的要求。为难分离物系、热敏性物系及高纯度产品的精馏分离提供了有利的条件。