大填料塔70年代以前,在型塔器中,板式塔占有绝对优势,出现过许多新型塔板。70年代初能源危机的出现,突出了节能问题。随着石油化工的发展[1],填料塔日益受到人们的重视,此后的20多年间,填料塔技术有了长足的进步,涌现出不少高效填料与新型塔内件,特别是新型高效规整填料的不断开发与应用,冲击了蒸馏设备以板式塔为主的局面,且大有取代板式塔的趋势。最大直径规整填料塔已达14~20m,结束了填料塔只适用于小直径塔的历史。这标志着填料塔的塔填料、塔内件及填料塔本身的综合设计技术进入了一个新阶段。纵观填料塔的发展,可以看出,直至80年代末,新型填料的研究始终十分活跃,尤其是新型规整填料不断涌现,所以当时有人说是规整填料的世界[3]。但就其整体来说,塔填料结构的研究又始终是沿着两个方面进行的,即同步开发散堆填料与规整填料。另一个研究方向是进行填料材质的更换,以适应不同工艺要求,提高塔内气液两相间的传质效果,以及对填料表面进行适当处理(包括在板片上碾压细纹或麻点,在板片上粘接石英砂,表面化学改性等),以改变液相在填料表面的润湿性。36107
塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。根据塔内气液接触部件的形式,可以分为填料塔和板式塔。板式塔属于逐级接触逆流操作,填料塔属于微分接触操作。工业上对塔设备的主要要求:(1)生产能力大(2)分离效率高(3)操作弹性大(4)气体阻力小结构简单、设备取材面广等。论文网
填料塔由填料、塔内件及筒体构成。填料分规整填料和散装填料两大类。塔内件有不同形式的液体分布装置、填料固定装置或填料压紧装置、填料支承装置、液体收集再分布装置及气体分布装置等。与板式塔相比,新型的填料塔性能具有如下特点:生产能力大、分离效率高、压力降小、操作弹性大、持液量小等优点。
填料塔从ACHEMA‘94和ACHEMA’97两届展览会展出情况来看,进入90年代后,填料的发展较慢,仿佛进入一个相对稳定期,或者说是处于巩固阶段。如1994年展出的最具代表性的产品仍是Sulzer公司1991年展出的Optiflow规整填料[5],而1997年也只展出了一种新型填料的几何形状,即Raschig公司的Supekpak300型板式规整填料[6],其余都是一些老填料的新改进(如Rombopak改进型填料)。填料领域最多的发展还是在气液分布器方面。国外大公司对液体分布装置的研究较成熟,但对气体分布器的研究是几年前才起步的。与此相反的是,近五优尔年来,塔器中板式塔技术却又有了明显的进步。
在规整填料方面,我国也有不少研究成果。天津大学与英国Aston大学联合开发出了Unapak命名的脉冲规整填料[7]。天津市天九新技术开发公司开发了高效廉价的板花规整填料[7]。天津大学填料塔新技术公司1991年引进了苏尔寿公司的Mellapak自动生产线,并自己开发了碳钢渗铝板波纹填料[8],清华大学和上海化工研究院分别开发了压延版网波纹填料[4]这些成果在工业生产中去得了成功应用。
规整填料不仅在一般情况下能够提高填料塔的分离效率,节约能耗,且还适用于一些特殊情况的应用,如难分离物系、热敏物系以及对压力降较为敏感的真空蒸馏等。国内外对原有的板式塔实施规整填料技术改造后,已有许多成功的应用实例。如聚乙烯醇第11精馏塔的改造。在中国石化兰州设计院川文天然气乙炔工程中,天津大学对聚乙烯醇装置第11精馏塔进行改造[9]。第11精馏塔原为板式塔,因为腐蚀严重改为填料塔,采用的填料塔为TUPAC6.0型。该种填料为一种高效规整填料,具有完美的几何形状和高度对称性,从而使所有的流动方向具有均匀的结构,可显著的提高填料分离技术,减少了腐蚀,提高了塔的分离效率,取得了很好的效果。 填料塔国内外研究现状:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_34437.html