1、支承裝置的介紹

填料支承裝置的作用是支承填料以及填料層內(nèi)液體的重量，同時保證氣液兩相順利通過。常用的填料支承裝置有柵板型、孔管型、駝峰型等。

支承裝置的選擇，主要的依據(jù)是塔徑、填料種類及型號、塔體及填料的材質(zhì)、氣液流率等。

2、支承設(shè)計對精餾操作的影響

支承若設(shè)計不當，填料塔的液泛可能首先發(fā)生在支承板上。為使氣體能順利通過，對于普通填料塔，支承件上的流體通過的自由截面積為填料面的50%以上，且應(yīng)大于填料的空隙率。

此外，應(yīng)考慮到裝上填料后要將支承板上的截面堵去一些，所以設(shè)計時應(yīng)取盡可能大的自由截面。自由截面太小，在操作中會產(chǎn)生攔液現(xiàn)象。增加壓強降，降低效率，甚至形成液泛。

3、作為填料支承裝置需要滿足的情況

由于填料支承裝置本身對塔內(nèi)氣液的流動狀態(tài)也會產(chǎn)生影響，因此作為填料支承裝置，除考慮其對流體流動的影響外，一般情況下填料支承裝置應(yīng)滿足如下要求：

（1）足夠的強度和剛度，以支持填料及所持液體的重量（持液量），并考慮填料空隙中的持液量，以及可能加于系統(tǒng)的壓力波動，機械震動，溫度波動等因素。

（2）足夠的開孔率（一般要大于填料的空隙率），以防止首先在支撐處發(fā)生液泛；為使氣體能順利通過，對于普通填料塔，支承件上的流體通過的自由截面積為填料面的50%以上，且應(yīng)大于填料的空隙率。此外，應(yīng)考慮到裝上填料后要將支承板上的截面堵去一些，所以設(shè)計時應(yīng)取盡可能大的自由截面。自由截面太小，在操作中會產(chǎn)生攔液現(xiàn)象。增加壓強降，降低效率，甚至形成液泛。

（3）結(jié)構(gòu)上應(yīng)有利于氣液相的均勻分布，同時不至于產(chǎn)生較大的阻力（一般阻力不大于20Pa）；

（4）結(jié)構(gòu)簡單，便于加工制造安裝和維修。

（5）要有一定的耐腐蝕性。

填料壓緊裝置

1、填料壓緊裝置及作用

填料壓緊裝置是填料壓板自由放置于填料層上端，靠自身重量將填料壓緊的一種裝置。

為防止在上升氣流的作用下填料床層發(fā)生松動或跳動，保持操作中填料床層為一恒定的固定床，從而必須保持均勻一致的空隙結(jié)構(gòu)，使操作正常、穩(wěn)定，故需在填料層上方設(shè)置填料壓緊裝置。

為了便于安裝和檢修，填料壓緊裝置不能與塔壁采用連續(xù)固定方式，對于小塔可用螺釘固定于塔壁，而大塔則用支耳固定。

2、填料壓緊裝置的分類

填料壓緊裝置分為填料壓板和床層限制板兩大類，每類又有不同的型式。

填料壓板適用于陶瓷、石墨等制成的易發(fā)生破碎的散裝填料。

床層限制板用于金屬、塑料等制成的不易發(fā)生破碎的散裝填料及所有規(guī)整填料。它的作用是防止高氣速高壓降或塔的操作突然波動時填料向上移動而造成填料層出現(xiàn)空洞，使傳質(zhì)效率下降。

注意：由于金屬及塑料填料不易破碎，且有彈性，在裝填正確時不會使填料下沉，故床層限制板要固定在塔壁上。為不影響液體分布器的安裝和使用，不能采用連續(xù)的塔圈固定，對于小塔可用螺釘固定于塔壁，而大塔則用支耳固定。

3、填料壓緊裝置的自由截面積為什么要大于70﹪？

設(shè)計中，為防止在填料壓緊裝置處壓降過大甚至發(fā)生液泛，要求填料壓緊裝置的自由截面積應(yīng)大于70﹪。

它的作用是在高氣速（高壓降）和負荷突然波動時，阻止填料產(chǎn)生相對運動，從而避免填料松動、破損。由于填料易碎，當碎屑淤積在床層填料的空隙間，使填料層的空隙率下降時，填料壓板可隨填料層一起下落，緊緊壓住填料而不會形成填料的松動、降低填料塔的生產(chǎn)能力及分離效率。

液體分布裝置

1、關(guān)于液體分布器

液體分布器可分為初始分布器和再分布器，初始分布器設(shè)置于填料塔內(nèi)，用于將塔頂液體均勻的分布在填料表面上，初始分布器的好壞對填料塔效率影響很大，分布器的設(shè)計不當，液體預(yù)分布不均，填料層的有效濕面積減小而偏流現(xiàn)象和溝流現(xiàn)象增加，即使填料性能再好也很難得到滿意的分離效果。

因而液體分布器的設(shè)計十分重要。特別對于大直徑低填料層的填料塔，特別需要性能良好的液體分布器。

2、液體分布器的的性能

液體分布器的性能主要由分布器的布液點密度（即單位面積上的布液點數(shù)），各布液點均勻性，各布液點上液相組成的均勻性決定，設(shè)計液體分布器主要是決定這些參數(shù)的結(jié)構(gòu)尺寸。

對液體分布器的選型和設(shè)計，一般要求：液體分布要均勻；自由截面率要大；操作彈性大；不易堵塞，不易引起霧沫夾帶及起泡等；可用多種材料制作，且操作安裝方便，容易調(diào)整水平。

3、液體分布器的分類

液體分布器的種類較多，有多種不同的分類方法，一般多以液體流動的推動力或按結(jié)構(gòu)形式分。

若按流動推動力可分為重力式和壓力式，若按結(jié)構(gòu)形式可分為多孔型和溢流型。

其中，多孔型液體分布器又可分為：蓮蓬式噴灑器、直管式多孔分布器、排管式多孔型分布器和雙排管式多孔型分布器等。溢流型液體分布器又可分為：溢流盤式液體分布器和溢流槽式液體分布器。

液體分布裝置的種類多樣，有噴頭式、盤式、管式、槽式及槽盤式等。

①噴頭式分布器

噴頭式分布器如下圖所示。液體由半球形噴頭的小孔噴出，小孔直徑為3～10mm，作同心圈排列，噴灑角 ≤80°，直徑為(1/3~1/5)D。這種分布器結(jié)構(gòu)簡單，只適用于直徑小于600mm的塔中。因小孔容易堵塞，一般應(yīng)用較少。

②盤式分布器

盤式分布器有盤式篩孔型分布器、盤式溢流管式分布器等形式。液體加至分布盤上，經(jīng)篩孔或溢流管流下。分布盤直徑為塔徑的0.6～0.8倍，此種分布器用于D<800mm的塔中。

③管式分布器

管式分布器由不同結(jié)構(gòu)形式的開孔管制成。其突出的特點是結(jié)構(gòu)簡單，供氣體流過的自由截面大，阻力小。但小孔易堵塞，彈性一般較小。管式液體分布器使用十分廣泛，多用于中等以下液體負荷的填料塔中。在減壓精餾及絲網(wǎng)波紋填料塔中，由于液體負荷較小故常用之。管式分布器有排管式、環(huán)管式等不同形狀，如下圖所示。根據(jù)液體負荷情況，可做成單排或雙排。

④槽式液體分布器

槽式液體分布器通常是由分流槽（又稱主槽或一級槽）、分布槽（又稱副槽或二級槽）構(gòu)成的。一級槽通過槽底開孔將液體初分成若干流股，分別加入其下方的液體分布槽。分布槽的槽底（或槽壁）上設(shè)有孔道（或?qū)Ч埽瑢⒁后w均勻分布于填料層上。

槽式液體分布器具有較大的操作彈性和抗污堵性，特別適合于大氣液負荷及含有固體懸浮物、粘度大的液體的分離場合。由于槽式分布器具有優(yōu)良的分布性能和抗污堵性能，應(yīng)用范圍非常廣泛。

槽盤式分布器是近年來開發(fā)的新型液體分布器，它將槽式及盤式分布器的優(yōu)點有機地結(jié)合一體，兼有集液、分液及分氣三種作用，結(jié)構(gòu)緊湊，操作彈性高達10:1。氣液分布均勻，阻力較小，特別適用于易發(fā)生夾帶、易堵塞的場合。

液體收集及再分布裝置

1、液體收集及再分布裝置

液體在亂堆填料層內(nèi)向下流動時，有一種逐漸向塔壁流動的趨勢，即壁流現(xiàn)象。為提高塔的傳質(zhì)效果，當填料層高度與塔徑之比超過某一數(shù)值時，填料層需分段。為改善壁流造成的液體分布不均，在各段填料層之間安設(shè)液體再分布器，以收集來自上一填料層來的液體，為下一填料層提供均勻的液體分布。在填料層中每隔一定高度應(yīng)設(shè)置一液體再分布器。

在通常情況下，一般將液體收集器與液體分布器同時使用，構(gòu)成液體收集及再分布裝置。液體收集器的作用是將上層填料流下的液體收集，然后送至液體分布器進行液體再分布。

2、液體收集再分布器的種類

液體收集再分布器的種類很多，大體上可分為兩類：一類是液體收集器與液體再分布器各自獨立，分別承擔(dān)液體收集和再分布的任務(wù)；另一類是集液體收集和再分布功能于一體而制成的液體收集和再分布器。

液體再分布器有與百葉窗式集液器配合使用的管式或槽盤式液體再分布器、多孔盤式再分布器和截錐式液體再分布器。

簡單的液體再分布裝置為截錐式再分布器，其結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，一般多用于直徑小于0.6m的填料塔中，以克服壁流作用對傳質(zhì)效率的影響。由于此次設(shè)計填料層高度為8m需分段，根據(jù)實際情況選取多孔盤式液體再分布器。為防止上一填料層來的液體直接流入升氣管，應(yīng)于升氣管上設(shè)蓋帽。

3、壁流現(xiàn)象

液體沿填料層向下流動時，有偏向塔壁流動的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為壁流。壁流將導(dǎo)致填料層內(nèi)氣液分布不均，使傳質(zhì)效率下降。為減小壁流現(xiàn)象，可間隔一定高度在填料層內(nèi)設(shè)置液體再分布裝置。

4、液體收集器的分類

液體收集器主要有斜板式液體收集器和盤式液體收集器兩種：斜板式液體收集器的特點是自由面積大，氣體阻力小，一般低于2.5 mm液柱，因此非常適于真空操作；盤式液體收集器的氣體阻力稍大，可作氣體分布器。

用于大塔徑的斜板式液體收集器

用于小塔徑的斜板式液體收集器

氣體的進出口裝置

1、氣體的進出口裝置

填料塔的氣體進口裝置盡量使氣體分散均勻，同時還能防止塔內(nèi)下流的液體流入氣體管路中。常用的辦法是使進氣管伸至塔的中心線位置,管端為向下的45o切口或向下的缺口。這樣氣體從切口或缺口處折轉(zhuǎn)向上。

由于這種進氣管不能使氣體分布均勻，所以只能用于直徑在500㎜以下的塔中。對于直徑較大的塔，進氣管的末端為向下的喇叭口，對于直徑更大的塔，則應(yīng)采取氣體均布措施。

2、氣體的進出口裝置的特點

氣體的出口裝置既要保證氣流暢通，又要能除去被氣體夾帶的液體液霧。目前常用的除霧裝置有折板除霧器和絲網(wǎng)除霧器。折板除霧器，這種裝置較簡單，除霧效果較好。絲網(wǎng)除霧器，這種裝置效率高，可除去直徑大于5um的液滴。

液體的出口裝置

填料塔的出口裝置既能使液體通暢引（排）出外，還要保證形成對塔內(nèi)氣體的液封，并能防止液體夾帶氣體。常用的液體出口裝置可采用水封。設(shè)計中塔內(nèi)外壓差較大時，可采用倒U形管密封裝置。

除沫裝置

1、除沫裝置

由于氣體在塔頂離開填料塔時，帶有大量的液沫和霧滴，為回收這部分液相，經(jīng)常需要在頂設(shè)置除沫器。

2、 除沫器的種類

常用的除沫器有以下幾種：

折流板式除沫器，它是一種利用慣性使液滴得以分離的裝置，一般在小塔中使用。

旋流板式除沫器，由幾塊固定的旋流板片組成，氣體通過時，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動，造成一個離心力場，液滴在離心力作用下，向塔壁運動實現(xiàn)了氣液分離。適用于大塔徑凈化要求高的場合。

絲網(wǎng)除沫器，它由金屬絲卷成高度為100-150的盤狀使用。安裝方式多種多樣，氣體通過除霧沫器的壓強降約為120-250Kp，絲網(wǎng)除沫器的直徑由氣體通過絲網(wǎng)的最大氣速決定。