散堆填料塔的填料层压降计算
填料层压降主要由塔内件和填料塔压降构成。塔内件除大塔的气体分布装置必须有一定阻力外,其它塔内件设计时尽量考虑低阻力,这些内件的压降往往可以忽略。对于结构复杂、阻力大的塔内件,在真空精馏时,也必须考虑其压降。填料层的压降,与选用填料的类型、尺寸及材质有关。填料制造厂家,应根据填料性能的实测数据及性能曲线。填料层压降可从有关填料的性能曲线得出,然后根据操作条件作必要的修正。
压降计算对真空或常压操作的填料塔尤为重要。计算方法很多,过去常压Eckert通用关联图计算填料层压降,近年来美国Norton公司在实验室内作了大量的研究,对4500个压降实测数据作了分析,压降范围从4-167mmH2O/m,流动参数FP0.005~8,分析发现,所研究的填料类型和尺寸中,有55%的各种压降下具有一个恒定的填料因子值。尺寸小于25mm的填料,随压降减小,填料因子值略有增加。一些大尺寸、高空隙率填料,随压降减小,填料因子值略有减小。
表1、部分散装填料的填料因子FP值。
填料名称 | 规格尺寸/mm |
Ф12 | Ф16 | Ф20 | Ф25 | Ф32 | Ф38 | Ф50 | Ф76或80 |
不锈钢矩鞍环 | | 549 | | 441 | | 258 | 195 | 129(76) |
金属改进鲍尔环 | | | | 484 | | 312 | 280 | 172 |
陶瓷异鞍环 | | | | 645 | | | 323 | |
塑料矩鞍环 | | | | 430 | | | 301 | 195 |
塑料鲍尔环 | | 1022 | | 592 | | 430 | 280 | 183 |
金属鲍尔环 | | 871 | | 602 | | 430 | 290 | 195 |
陶瓷矩鞍环 | 2151 | | 1560 | 990 | | 559 | 430 | 237 |
陶瓷拉西环 | 6238 | 4087 | 2743 | 1925 | 1345 | 1000 | 699 | 398 |
0.8mm厚金属拉西环 | 3227 | 1829 | 1667 | 1237 | | | | |
1.0mm厚金属拉西环 | 4410 | 3227 | 2366 | 1550 | 1183 | 93 | 613 | 348 |
陶瓷弧鞍环 | 2581 | | 1829 | 1183 | | 699 | 485 | |
表2 几种填料的压降和通量的比较值
填料 名称 | Ф25 mm | Ф50m |
金属矩鞍环 | 金属鲍尔环 | 陶瓷矩鞍环 | 金属矩鞍环 | 金属鲍尔环 | 陶瓷矩鞍环 |
压降 | 0.61 | 1.0 | 1.39 | 0.58 | 1.0 | 1.47 |
通量 | 1.15 | 1.0 | 0.85 | 1.10 | 1.0 | 0.82 |