塔填料是填料塔中氣液接觸的重要場所, 其性能 優(yōu)劣直接影響填料塔的分離效果. 填料的制作可采用 金屬、塑料和陶瓷等不同材質(zhì). 與其他材質(zhì)的填料相 比 ,塑料填料具有質(zhì)量輕、耐腐蝕、造價低等優(yōu)點,但它 的顯著缺點是表面潤濕性能差. 克服這一缺點的方法 是對填料表面進行處理[ 1— 3] ,但處理過程較繁瑣 ,效果 亦不甚顯著. 此外制造具有好的構型的填料,使其不完 全依賴填料表面的液膜進行傳質(zhì),如塑料花環(huán)填料 、塑 料海爾環(huán)填料等 ,筆者所開發(fā)的塑料異型矩鞍填料就 是其中的一種. 該填料的開發(fā), 彌補了塑料矩鞍類填料 的空白.
塑料異型矩鞍填料是在金屬環(huán)矩鞍填料的基礎上改進而成的 ,其外形如圖 1所示. 與普通的環(huán)矩鞍填料 相比, 該填料將鞍形表面部分加工成坡狀 ,使得填料的 兩側面大小不等 ,類似于階梯環(huán)填料的結構;在環(huán)形內(nèi) 部增加了 3個筋片 ,即增加了填料的強度 ,又提高了填 料的比表面積. 該填料巧妙地將階梯環(huán)填料和環(huán)矩鞍 填料的結構結合成一體 ,兼有階梯環(huán)填料和環(huán)矩鞍填 料的特點. 填料的側壁極為開敞 ,坡狀的鞍形表面, 更 有利于氣體和液體的流動與分散, 在填料層內(nèi)極少產(chǎn) 生溝流和死角,有利于填料表面液膜的更新. 填料的不 對稱性增加了裝填時的定向幾率, 使得填料之間的接 觸以點接觸為主 ,這樣既減小了氣體通過填料層的阻 力 ,又成為液體沿填料表面流動的匯集分散點 ,促進了 液膜的更新頻率. 為使該填料得以推廣應用, 對 DN50 塑料異型矩鞍填料的流體力學及傳質(zhì)性能進行了研 究 ,獲得了可靠的實驗數(shù)據(jù), 并對實驗數(shù)據(jù)進行了 關聯(lián).
實驗流程和實驗fan法流體力學性能的研究以空氣-水為物系, 在內(nèi)徑Υ300 mm 填料塔中進行. 填料采用濕法裝填, 填料層高度 1 200 mm, 中間壓降測量段 900 mm. 傳質(zhì)性能的研究以空氣-氨-水為物系, 通過水吸收氨的過程 ,測定填料的氣相總傳質(zhì)單元高度 HOG和氣相總傳質(zhì)系數(shù)KG a. 實驗在同一塔內(nèi)進行 ,填料層高度 600 mm. 有關填料的流體力學及傳質(zhì)性能測試的流程 、裝置、儀表、實驗fan法及分析方法等文獻已有報道[ 4— 5] .
實驗測試范圍
流體力學性能研究的實驗測試范圍 :液體噴淋密度為 0～ 40 m3 /(m2 h);氣體質(zhì)量速度為 2 500 ～13 500kg /(m2 h).傳質(zhì)性能研究的實驗測試范圍 :液體噴淋密度為6 ～ 24 m3/(m2 h);氣體質(zhì)量速度為 2 500 ～ 13 500kg /(m2 h);氨入口濃度為 0. 350/0.
在一定的空塔氣速下 ,隨著液體 噴淋密度的增加 ,動持液量增da. 在一定的液體噴淋密 度下,隨著空塔氣速的增加 ,動持液量的變化分為 3個 階段:第 1個階段為恒持液量區(qū) ,此時隨著空塔氣速的 增加,填料表面的液膜厚度不變 ,故動持液量基本維持 不變;第 2個階段為載液區(qū) ,此時隨著空塔氣速的增 加 ,填料表面的液膜增厚, 故動持液量增加;第 3個階 段為液泛區(qū) ,此時空塔氣速稍有增加 ,但因填料層已積 液 ,故動持液量急劇增加. 該結果與填料層壓降的研究 是一致的.
