规整填料精馏塔 - 图文(3)

四川空分设备(集团)有限责任公司

Sichuan Air Separation Plant (Group) Co., Ltd.

化工过程设备设计计算

规整填料精馏塔

7.3气体进口管

气体进口管和分布系统的形式与塔的操作工况存在着很大的关系。气体分布器有下列形式：

① GD型气体分布器（图9）：适应于塔径小于2500mm的、绝对压力低的、气体负荷低的精馏场合。

② GDP型气体分布器（图10）：适应于塔

径小于2500mm的、气体负荷较高的、空间受限制的精馏场合，它在气体直接进口中使用挡板对气体进行分流，使气体沿容器内壁流动（局部切向气流分布）。

③ GIG笛形管气体分布器（图11）：适应于塔径小于2500mm的、纯气体进料、采用其他措施不可能提供均匀气体分布并有一定压头可供利用的情况，GIG笛形管气体分布是由底部侧面开孔的水平管子组成，在管子底部气体分成许多气流束。

④GIO型气体分布器（图12）：适应于塔径大于

2500mm的场合。它是带有端面挡板的底部敞开的气体进口管，一般作为标准气体进口系统。实验结果和经验表明，如果进口的定位适当，可以得到良好的效率和良好的气体均匀扩散。对较大塔径或在高的气体负荷下，可以使用几种变型的GIO标准气体进口管。

a）如果进口管直径足够大，管子可以在水平方向分叉，气体由两个分隔仓进入塔内。 b）如果可以配置两个进口管，应放在相反的方向上。

c）如果a）和b）都不可能，或对气体分布均匀性要求很高时，GIO进口系统与带有附加升气管的装置配合使用。

d）填料间纯气体进料，气体通过管中的两个切口流出。

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7.4液体进口管

液体进口管分为两种形式： ① LV型液体进口管（图13）：上图适用于无闪蒸的纯液体直接进入分布器。下图适用于进料闪蒸率<20%、法兰连接的塔，可以使闪蒸进料直接进入塔内闪蒸槽。闪蒸槽通常位于槽式分布器的主槽通道上。

② LR型液体进口管（图14）：进料闪蒸率<10%时，将进料送进叶片式收集器的环形槽是为了将进料和回流液体混合起来。利用特殊形状的进口，还有可能送进过热的进料液体，它就能在环形槽中发生闪蒸。对于闪蒸率高（>10%）的进料，在环形槽上还采用分叉的有很多孔的圆管（对较大型塔，可以用雾化喷嘴，此时中心槽上方也采用）。注意：管内静压力必须高于塔压。

7.5液体收集器和再分配器

液体收集器是填料塔中收集上段填料层流下液体的内件。对于液体侧线采出或填料层分段进行液体再分配之处都要设置液体收集器。液体收集器其主要结构为斜板式，如图14。

为减少流体壁流， 提高传质效率，为侧线 采出或加料，填料层需分段设置。在各填料段间必须安装液体再分布器，其

图13 LV型液体进口管

作用是收集上段填料层流下液体使之混合，进而为下段填料提供足够的分液点和优秀的液体分布质量。

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1）对于小于600mm的塔使用截锥式再分布器。锥体与塔壁夹角一般取35～45，截锥下口直径为70%～80%塔径。

为增加气体流通截面积、减少阻力，改善液体再分布器的淋降点，现广泛使用改进截锥式的“玫瑰花”型再分布器。它具有：

①较高的自由截面积72%(截锥不到60%)； ②较大的液体处理量； ③均匀分布的降液点； ④不易堵塞等优点。

2）对于直径更大的塔，使用与液体分布器相似或相同的再分布器。

对规整填料分段高度约（15～20）HETP。 7.6液体出口管与防涡器

液体由塔底出口排出时，在排液口处会形成一个向下的旋涡，不但会影响塔底液面的稳定，而且有可能带走气体。如果液体为泵送，则带气会影响泵的正常工作，可能会产生汽蚀现象。所以，在塔底液体出口前需设置防止旋涡产生的挡板亦即防涡器。防涡器有单片防涡板和十字防涡板两种结构，如图15，其中(a)、(c)结构用于较清洁的液体，(b)、(d)结构用于有沉淀物的液体。为防止散落或破损填料堵塞出口管路和泵，在塔液体出口管上在设置防涡器的同时还应设置挡板或挡网。

图15 液体出口管与防涡器

图14 LR型液体进口管

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8液体粘度[9]

常压下，纯组分液体在温度T（K）下的粘度?L（CP）为：

2log?L?A?B/T?CT?DT

式中各常数见表10。 对于液体混合物其粘度为：

?m???x??

i1/33Li式中：

xi ?Li ?m

??o组分i分子分数, mol% 组分i粘度, cP 液体混合物粘度, cP

压力下液体粘度为：

log?0.0147?P98.0665?1?0.0239?0.01638?o?0.278?

式中：

μ μo P

液体高压粘度, cP 液体常压粘度, cP 压力, kPa.abs

表10 液体粘度方程系数 组分 氧 氮 氩 A -2.072 -12.14 -12.38 B 93.22 376.1 459.1 C 0.6031×10 12×10-2 10.55×10-2 -2D -27.21×10 -470.9×10-6 -351.6×10-6 -6范围,℃ -218.4～-118.5 -209.9～-195.8 -189.3～-122.4

[1][2]

HKB-8-14-1999 孔板波纹填料技术条件

王树楹，《现代填料塔技术指南》，中国石化出版社，1998 [5]

曾繁均，“填料式精馏塔的计算”，《深冷技术》 [6]

黄洁、郭维光、张学，“金属孔板波纹填料的传质计算”，《化工设计》，1998年第6期 [7]

骆广生、朱祯林，“规整填料精馏塔的设计计算”，《化学工程》，1998年第4期 [8]

徐崇嗣主编，《塔填料产品及技术手册》，化学工业出版社，1995 [9]

CARL YAWS，CORRELATION CONSTANTS FOR CHEMICAL COMPOUNDS，CHEMICAL ENGINEERING，Vol.83，No.25，1976

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