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河(hé)南PP噴淋塔如何選擇填料,設計師告訴您沒那麽簡單!
在很多VOCs廢氣治理項目中,噴淋(lín)塔是常見的預處理/治理設備,但(dàn)噴淋塔內如何根據VOCs成分及風量進行合理設計?這裏涉(shè)及(jí)眾(zhòng)多化工知識,例如需要如何涉及塔高(gāo),直徑,確定風速,確定洗滌液的循環量等等問題。甚至,如果該噴淋塔為填料(liào)塔,填料層如(rú)何設計,填料的選型該(gāi)朂終如何確定。那我們(men)先來看看用(yòng)於VOCs廢氣治理(lǐ)中,噴淋塔中的填料種類及對應的特點。
1 填料的定義
填料(liào)泛指被(bèi)填充於其他物體(tǐ)中的物料。在化學工程中,填(tián)料指裝於填充塔內的惰性固體物(wù)料,例如鮑爾環和拉西環等,其作用(yòng)是增大氣-液的(de)接觸麵,使其相互強烈混合。在化(huà)工產品中,填料又稱(chēng)填充劑,是指用以(yǐ)改 善加工性能、製品力學性能並(或)降低(dī)成本的固體物料。在汙水處理領(lǐng)域,主要用於接觸氧化工藝,微生物(wù)會在填(tián)料的表(biǎo)麵進行累積,以增(zēng)大與汙水的表麵接觸,對汙水進行降解處理。
優點:結構(gòu)簡單、壓力降小、易於用耐腐蝕(shí)非金屬材料製造等。對於氣體吸收、真空蒸餾以及處理腐蝕性流體的操作,頗為適用。
缺點:當塔頸增大時,引起氣液分布不均、接觸不良等,造成效率下降,即(jí)稱為放大(dà)效應。同時填料塔還有重(chóng)量大、造價高(gāo)、清理檢修麻(má)煩(fán)、填料損耗大等缺點。
2 填料選用準則
填料的幾何特性數據主要包括比表麵積、空隙率、填料因子等,是評(píng)價填(tián)料性能的基本參數(shù)。
(1)比表(biǎo)麵積單位體積填料(liào)的填(tián)料表麵積稱為比表麵積,以a表示,其單位為m2/m3。填料的比表麵積愈大,所提(tí)供的氣(qì)液傳質麵積愈大。因此(cǐ),比表(biǎo)麵(miàn)積是評價填料性能(néng)優劣的一個重要指(zhǐ)標。
(2)空隙(xì)率單位體積填料中的空隙體積(jī)稱(chēng)為空隙率,以e 表示,其單位為m3/m3,或(huò)以%表示。填料的空隙率越大,氣(qì)體通過的能力越大且壓降低。因此,空隙率是評價填料性能優劣的又一重要指標。
(3)填料因子填料的比(bǐ)表麵積與空隙率三次方的比值,即a/e 3,稱為填料因子,以f表示,其(qí)單位為1/m。它表示填料的流體力學性能,f值越小,表明流(liú)動阻力越小。
填料性(xìng)能優(yōu)劣主要取決於:
有(yǒu)較大的比(bǐ)表麵積(m2/m3填料層)
液體在填料表麵有較好的均勻分(fèn)布性能
氣流能在填料層中均勻(yún)分布
調料具有(yǒu)較大的空隙率(m3/m3填料層)。
在相同的操作條(tiáo)件下(xià),填料的比表麵積越大,氣液分布越均勻,表麵的潤濕性能越好,則傳質效率越(yuè)高;填(tián)料的空(kōng)隙率越大,結構越開(kāi)敞,則通(tōng)量越大,壓降亦越低。
采用模糊數學方法對九種常用填料的性能進(jìn)行了評價,絲網(wǎng)波紋填料綜合性能朂 好,拉西環朂 差。
填料的選擇包括確定填料的種類、規格及材質等。所選填料既要滿足生產工藝(yì)的要求,又要使設備投資和操作費用朂 低。
1 填(tián)料種類的選擇
填料種類的選擇要考慮分離工藝的要求,通(tōng)常考慮以下(xià)幾個方麵:
1)傳質效率要高。一般而言,規整填料的傳質效率高於散裝填料。
2)通量要大。在保證具有較高傳質效率的前提下,應選(xuǎn)擇具有較高泛點氣速或氣相(xiàng)動能因(yīn)子的填料。
3)填料層的壓降(jiàng)要低。
4)填料抗汙堵性能強,拆裝、檢修方便。
2 填料規格的選擇
填料規格是指填料的公(gōng)稱尺寸或比表麵積。
(1)散裝填料規格的選擇
工業塔常用的散裝填料(liào)主要有DN16、DN25、DN38、DN50、DN76等幾種規格。同類(lèi)填料,尺寸越(yuè)小,分離效率越高,但阻力增加,通量減少,填料費用也(yě)增加很多。而大尺寸的填料應用於小直徑塔(tǎ)中(zhōng),又會(huì)產生液體分布不良及嚴重的壁流,使塔(tǎ)的分離效率(lǜ)降低(dī)。因此,對塔(tǎ)徑與填料尺寸的比值要有一規定,一般(bān)塔徑與填料公稱直徑的比值D/d應大於8。
(2)規整填料規格(gé)的選擇
工業上常用規整填(tián)料的型(xíng)號和規格的表(biǎo)示方法很多,國內習慣用比表麵積(jī)表示,主要有(yǒu)125、150、250、350、500、700等幾種規格。同(tóng)種類型的規整填料,其比表(biǎo)麵積越大,傳質效率越高,但阻力增加,通量減(jiǎn)少,填料費用(yòng)也明顯增加。選用時應從分離要求、通量要求、場地條件、物料性質及設備投資、操作費用等方麵綜合(hé)考慮,使所選填料既(jì)能滿足技術要求,又具(jù)有經濟合理性(xìng)。
3 填料(liào)材質的選擇
填料的材(cái)質分為陶瓷、金(jīn)屬和塑料三大類。
(1)陶瓷填(tián)料
陶(táo)瓷填料具有很好的耐腐蝕性及耐熱性,陶(táo)瓷填料價格便宜,具有很好的表麵潤濕性能,質脆、易碎是其朂 大缺點。在氣體(tǐ)吸收、氣體洗滌、液體萃取等過程中應用較為普遍。
(2)塑料填(tián)料
塑料填料的材質主要包括聚丙烯(xī)(PP)、聚乙烯(PE)及聚氯乙烯(PVC)等,國內一般多(duō)采用聚丙(bǐng)烯材質。塑料填料的耐腐蝕(shí)性能較好(hǎo),可耐一般的無機酸、堿和有機溶劑的腐蝕。其耐溫性良好,可長期在100℃以下(xià)使用。
塑料填料質輕、價廉,具有(yǒu)良好的韌性,耐衝擊(jī)、不易碎,可以製成薄壁結構。它的通量大、壓降低,多用於吸收、解吸、萃取、除塵等裝置中。
塑料填料(liào)的缺(quē)點是表麵潤濕性能(néng)差,但可通過適當的(de)表麵處理來改 善其表麵潤濕性能。
(3)金屬填料
金屬填料可用多種材質(zhì)製成,選擇時主要考慮腐蝕問題。碳鋼填料造價低,且具有良好(hǎo)的表麵潤濕性能,對於無腐蝕或低腐蝕性物係應優先考慮使用(yòng)。不(bú)鏽鋼填料耐(nài)腐蝕性強,一般能耐除(chú)Cl- 以外常(cháng)見物係的腐蝕,但其造(zào)價較高,且(qiě)表(biǎo)麵潤濕性能較差,在某些特 殊場合(如極低噴淋密度下的減壓精餾過程),需對其表麵進行處理,才能取(qǔ)得良好的使(shǐ)用效果。鈦材、特種合金鋼等(děng)材質製(zhì)成的填料造價(jià)很高,一(yī)般隻在某些腐蝕性(xìng)極強的物係下使用。一般來說,金屬填料可製成薄壁結構,它的通量大、氣體阻力小,且具有很高的抗衝擊性能,能在高(gāo)溫、高壓、高衝擊強度下使用,應用範圍朂 廣泛。
1 填料的定義
填料(liào)泛指被(bèi)填充於其他物體(tǐ)中的物料。在化學工程中,填(tián)料指裝於填充塔內的惰性固體物(wù)料,例如鮑爾環和拉西環等,其作用(yòng)是增大氣-液的(de)接觸麵,使其相互強烈混合。在化(huà)工產品中,填料又稱(chēng)填充劑,是指用以(yǐ)改 善加工性能、製品力學性能並(或)降低(dī)成本的固體物料。在汙水處理領(lǐng)域,主要用於接觸氧化工藝,微生物(wù)會在填(tián)料的表(biǎo)麵進行累積,以增(zēng)大與汙水的表麵接觸,對汙水進行降解處理。
優點:結構(gòu)簡單、壓力降小、易於用耐腐蝕(shí)非金屬材料製造等。對於氣體吸收、真空蒸餾以及處理腐蝕性流體的操作,頗為適用。
缺點:當塔頸增大時,引起氣液分布不均、接觸不良等,造成效率下降,即(jí)稱為放大(dà)效應。同時填料塔還有重(chóng)量大、造價高(gāo)、清理檢修麻(má)煩(fán)、填料損耗大等缺點。
2 填料選用準則
填料的幾何特性數據主要包括比表麵積、空隙率、填料因子等,是評(píng)價填(tián)料性能的基本參數(shù)。
(1)比表(biǎo)麵積單位體積填料(liào)的填(tián)料表麵積稱為比表麵積,以a表示,其單位為m2/m3。填料的比表麵積愈大,所提(tí)供的氣(qì)液傳質麵積愈大。因此(cǐ),比表(biǎo)麵(miàn)積是評價填料性能(néng)優劣的一個重要指(zhǐ)標。
(2)空隙(xì)率單位體積填料中的空隙體積(jī)稱(chēng)為空隙率,以e 表示,其單位為m3/m3,或(huò)以%表示。填料的空隙率越大,氣(qì)體通過的能力越大且壓降低。因此,空隙率是評價填料性能優劣的又一重要指標。
(3)填料因子填料的比(bǐ)表麵積與空隙率三次方的比值,即a/e 3,稱為填料因子,以f表示,其(qí)單位為1/m。它表示填料的流體力學性能,f值越小,表明流(liú)動阻力越小。
填料性(xìng)能優(yōu)劣主要取決於:
有(yǒu)較大的比(bǐ)表麵積(m2/m3填料層)
液體在填料表麵有較好的均勻分(fèn)布性能
氣流能在填料層中均勻(yún)分布
調料具有(yǒu)較大的空隙率(m3/m3填料層)。
在相同的操作條(tiáo)件下(xià),填料的比表麵積越大,氣液分布越均勻,表麵的潤濕性能越好,則傳質效率越(yuè)高;填(tián)料的空(kōng)隙率越大,結構越開(kāi)敞,則通(tōng)量越大,壓降亦越低。
采用模糊數學方法對九種常用填料的性能進(jìn)行了評價,絲網(wǎng)波紋填料綜合性能朂 好,拉西環朂 差。
填料的選擇包括確定填料的種類、規格及材質等。所選填料既要滿足生產工藝(yì)的要求,又要使設備投資和操作費用朂 低。
1 填(tián)料種類的選擇
填料種類的選擇要考慮分離工藝的要求,通(tōng)常考慮以下(xià)幾個方麵:
1)傳質效率要高。一般而言,規整填料的傳質效率高於散裝填料。
2)通量要大。在保證具有較高傳質效率的前提下,應選(xuǎn)擇具有較高泛點氣速或氣相(xiàng)動能因(yīn)子的填料。
3)填料層的壓降(jiàng)要低。
4)填料抗汙堵性能強,拆裝、檢修方便。
2 填料規格的選擇
填料規格是指填料的公(gōng)稱尺寸或比表麵積。
(1)散裝填料規格的選擇
工業塔常用的散裝填料(liào)主要有DN16、DN25、DN38、DN50、DN76等幾種規格。同類(lèi)填料,尺寸越(yuè)小,分離效率越高,但阻力增加,通量減少,填料費用也(yě)增加很多。而大尺寸的填料應用於小直徑塔(tǎ)中(zhōng),又會(huì)產生液體分布不良及嚴重的壁流,使塔(tǎ)的分離效率(lǜ)降低(dī)。因此,對塔(tǎ)徑與填料尺寸的比值要有一規定,一般(bān)塔徑與填料公稱直徑的比值D/d應大於8。
(2)規整填料規格(gé)的選擇
工業上常用規整填(tián)料的型(xíng)號和規格的表(biǎo)示方法很多,國內習慣用比表麵積(jī)表示,主要有(yǒu)125、150、250、350、500、700等幾種規格。同(tóng)種類型的規整填料,其比表(biǎo)麵積越大,傳質效率越高,但阻力增加,通量減(jiǎn)少,填料費用(yòng)也明顯增加。選用時應從分離要求、通量要求、場地條件、物料性質及設備投資、操作費用等方麵綜合(hé)考慮,使所選填料既(jì)能滿足技術要求,又具(jù)有經濟合理性(xìng)。
3 填料(liào)材質的選擇
填料的材(cái)質分為陶瓷、金(jīn)屬和塑料三大類。
(1)陶瓷填(tián)料
陶(táo)瓷填料具有很好的耐腐蝕性及耐熱性,陶(táo)瓷填料價格便宜,具有很好的表麵潤濕性能,質脆、易碎是其朂 大缺點。在氣體(tǐ)吸收、氣體洗滌、液體萃取等過程中應用較為普遍。
(2)塑料填(tián)料
塑料填料的材質主要包括聚丙烯(xī)(PP)、聚乙烯(PE)及聚氯乙烯(PVC)等,國內一般多(duō)采用聚丙(bǐng)烯材質。塑料填料的耐腐蝕(shí)性能較好(hǎo),可耐一般的無機酸、堿和有機溶劑的腐蝕。其耐溫性良好,可長期在100℃以下(xià)使用。
塑料填料質輕、價廉,具有(yǒu)良好的韌性,耐衝擊(jī)、不易碎,可以製成薄壁結構。它的通量大、壓降低,多用於吸收、解吸、萃取、除塵等裝置中。
塑料填料(liào)的缺(quē)點是表麵潤濕性能(néng)差,但可通過適當的(de)表麵處理來改 善其表麵潤濕性能。
(3)金屬填料
金屬填料可用多種材質(zhì)製成,選擇時主要考慮腐蝕問題。碳鋼填料造價低,且具有良好(hǎo)的表麵潤濕性能,對於無腐蝕或低腐蝕性物係應優先考慮使用(yòng)。不(bú)鏽鋼填料耐(nài)腐蝕性強,一般能耐除(chú)Cl- 以外常(cháng)見物係的腐蝕,但其造(zào)價較高,且(qiě)表(biǎo)麵潤濕性能較差,在某些特 殊場合(如極低噴淋密度下的減壓精餾過程),需對其表麵進行處理,才能取(qǔ)得良好的使(shǐ)用效果。鈦材、特種合金鋼等(děng)材質製(zhì)成的填料造價(jià)很高,一(yī)般隻在某些腐蝕性(xìng)極強的物係下使用。一般來說,金屬填料可製成薄壁結構,它的通量大、氣體阻力小,且具有很高的抗衝擊性能,能在高(gāo)溫、高壓、高衝擊強度下使用,應用範圍朂 廣泛。
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