空分规整填料的性能及特点介绍

规整填料具有比表面积大，结构规则，空隙率、流通量大，压降小，操作弹性大等优点。随着填料塔塔径的增大，人们对于优化填料结构，开发多种规格和材质的具有高效率、低压降、大通量的填料，塔填料与塔内件的优化匹配，以及填料层内液体的流动与分布的研究更加重视。 20世纪60年代以后开发出来的丝网波纹填料和板波纹填料是目前使用比较广泛的规整填料。
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现代规整填料应首推苏尔寿公司。20世纪60年代，该公司开发了金属丝网波纹填料，1977年又推出了板片波纹型的Mellapak填料，1994年又开发了一种结构新颖、多通道的优流规整Optiflow填料，显示规整填料的研究与开发工作仍在继续。日本三菱商社推出的Mc-pak填料，多以Mellapak填料为雏形。近几年瑞士KUHNI公司的Rombopak填料，德国RASCHIG公司的Ras-chig-Superpak填料开发应用比较成功。
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7 r5 Z3 n  G* C, a我国从20世纪60年代开始对规整填料进行系统的研究研制工作，已经形成了较为完整的科研生产体系。天津大学与英国Aston大学联合开发出了以UnaPak命名的脉冲规整填料；清华大学和上海化工研究院分别开发了压延板网波纹填料；中石化洛阳工程公司开发了LH型规整填料。其中，天津大学精馏技术国家工程研究中心已在高效填料的基础上开发出新型高效波纹填料——双向波纹填料。该种填料的传质比表面积大，气、液流路得到优化，横向扩散能力强，并且在抗堵塞能力、刚度、压力降及通过能力方面都大大优于金属孔板波纹填料。

近年来，随着精细化工，石油化工，化肥等行业的蓬勃发展，各种新型塔填料的研究工作引起了人们的重视。高效填料的开发与工业应用表明，规整填料，尤其是波纹填料具有明显的优越性，在取代原有填料及部分板式塔的技术改造中效果显著。新型填料的开发及大规模工业应用是当前国际上塔器研究与应用的一项重要成就。
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1.规整填料压降显著低
% g& i9 L' o  b8 n7 e" V* V由于规整填料中气一液两相呈膜式接触，不同于筛板塔中两相的鼓泡接触，因此填料塔的压降只有筛板塔的1/4～1/6。如规整填料上塔的操作阻力为3.5～4.2kPa，底部的操作压力仅为35～45kPa，下塔一般仍采用筛板塔，操作阻力亦未改变，因此下塔的操作压力相应下降了0.05～0.06MPa，一般为0.44～0.48MPa，这样空压机的轴功率可降低5%～7%。

2.规整填料分离效率高
上塔的操作压力越低，就大大有利于氧、氮、氩的分离，尤其是氧和氩的分离，一般氧的提取率可以提高1%～3%、氩的提取率可以提高5%～10%，实践证明，空分设备氧的提取率已达到99%以上，氩的提取率已达到80%以上。
精馏塔的提取率在很大程度上还取决于进上塔的膨胀空气量大小，尤其对氩的提取率影响甚大，因此不断提高透平膨胀机的等熵效率和增压机的增压比，是提高精馏塔提取率的关键。

/ K! T! q# _: ~3.规整填料持液量少
规整填料塔持液量一般仅为塔容积的1%～6%，而筛板塔的持液量为塔容积的8%～10%。持液量少，意味着液体在塔内停留时间短，操作压降小，有利于变工况操作。规整填料塔设计范围可达40%～120%。上钢五厂12000m3/h空分设备规整填料上塔氧气产量可在9000～14000mm3/h范围内调整，操作负荷范围仅为75％～117％。
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4.规整填料空隙大
7 h+ K( Z4 R4 ^8 ^规整填料的空隙率达95%以上。在筛板塔中孔板面积占塔截面的80%，而开孔率均为8%～12%，均远远少于填料层的空隙率。对同一负荷而言，填料塔的塔经比筛板塔小；一般情况下其截面积只有筛板塔的70%左右，这对于大型空分设备来说，塔经缩小有利于运输。

( V8 P- E% A$ S+ R) G5.装置启动时间大幅度缩短
: I( s/ g; w4 {4 U  ~% {空分设备的启动过程为无产品输出运行，因而缩短启动时间是空分设备节能降耗的途径之一，空分设备的启动时间是指启动膨胀机到出氧所需要的时间，上塔采用现整填料后，其正常精馏时所持有的液体量大幅下降后，使空分设备的启动时间大幅度缩短上塔采用规整填料后，其正常精馏时所持有的液体量大幅度下降后，使空分设备的启动时间大幅度缩短，一般启动时间仅需26～30小时。
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6.氩馏分中的含氧量约为90%左右
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8 J, T4 e+ J" v, L: j( U欲采用低温精馏法直接降低到1～2×10-4%，精馏塔的理论塔板数约需180块，筛板塔板约需300多块，阻力高达100kPa左右，显然粗氩就无法排出塔外，而规整填料高约需45m左右。阻力仅为14～16kPa，因此全精馏制氩工艺的实现成为可能。

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陈新华 发表于 2016-9-16 16:57
进来看看，学习学习。

又见陈师傅啦