丙酮填料塔设计开题报告(2)
3.1.1 散堆填料
散堆填料的研究方向主要集中在以下几个方面：①散堆填料的自规整化，如QH型扁环填料与鲍尔环比较，其重心降低很多，在塔内装填时，纵向取向几率要大得多，因此填料表面的液膜更加均匀，压降也大幅度地降低，传质效率提30％～50％ ；② 开发适用于新塔型的散堆填料，如用于硫化填料塔、旋转填料塔等；③填料功能复合化，如Koch—Glitch公司发明了一种内部填充催化剂的鞍形填料用于反应蒸馏，该填料兼有气液传质和催化反应两种特I生，且制造成本低廉；④对填料表面加以改进以提高传质效率。根据国内外最新研究表面，在液液萃取、液气比很大的吸收和高压精馏的情况下，使用散堆填料的操作性优于规整填料和塔盘。因此散堆填料在合成氨的气体净化、石油化工和焦化等领域得到广泛的应用[5]。
IMPAC填料[6]最初由美国Lantc公司提出，它集扁、鞍和环结构于一体。它可以看作由若干个Intalox填料连体而成，采用多褶壁面、多层筋片、消除床内死角和单体互相嵌套等技术，所以该填料兼有规整填料和散堆填料之特性。其特点如下：① 与一般的散堆填料相比，通量可以提高10％~30％ ；② 具有高比表面积，可达131m²／m³，与一般的散堆填料相比，单元传质高度低，可下降5~35％；③无翻边结构，避免了气液滞留；④多层翅片，自分布性能优良，故对气液分布器的要求远不如规整填料严格；⑤压降小，可比一般散堆填料下降5％~15％；⑥单位外形呈扁环，填料单元立放最稳，有利于加强气液湍动，活化内表面；⑦既具有一般散堆填料拆装方便、文修改造灵活的特性，又具有规整填料比表面积大、空隙率高、流体分布均匀的优点。
阶梯短环填料[6](Cascade Mini Ring，CMR)是美国Glitsch公司兼并英国传质公司后大力推广的一种散堆填料，与其前身阶梯环相比，高径比从原有的015降到013。这种看似简单的几何特性却是CMR性能优越的关键。大量试验表明，CMR 的性能确实明显优于鲍尔环和筛板塔，其压降约为拉西环的30% ，传质系数比拉西环大约提高50%。因此，CMR的应用很广泛，已在近千座工业塔中得到广泛应用。
双向波纹填料[7]是在金属孔板波纹填料和Intalox散堆填料基础上开发的新一代规整填料，兼有金属孔板波纹填料和Intalox散堆填料的优点。其结构特点是在波纹填料的楞线上按一定间距冲有反向波纹，每一波纹片上形成方向相反、大小不同的波纹组装成填料盘。由于板片上不冲孔，开有反向波纹环，因此它比孔板波纹填料表面积增加8%~12%，纵向开孔率却比后者大大提高，约为40%。这种填料的特点是传质比表面积大气、液流路得到优化，横向扩散能力强。另外在抗堵塞能力、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。
3.1.2 规整填料
近年来，有关规整填料性能、设计方法和应用方面的报道很多[8-10]。规整填料的发展大体上经历了3个阶段第一阶段是早期出现的规整填料，如斯特曼填料(Stedman Packing)第二阶段主要是帕纳帕克( Panapak)、古德洛( Goodloe)、海泊费尔( Hyperfil )及栅格(Grid)填料等；第三阶段是麦勒派克( Montzpak)、朗博派克( Rombopak)等。近些年又出现了新型规整填料，如SUPER XPACK填料，其特点是压降和接触面积可以通过填料尺寸来调节，在改造传统的精馏塔中获得了良好效果[11]。
BSH 填料由Montz公司生产。该填料是介于网、板填料之间的新型高效填料，它独特的可膨胀金属织物结构弥补了金属丝网和片状金属规整填料间的差距。BSH织物结构的毛细管作用，使填料在任何操作工况下都具有最高的传质效率，每米填料理论板数高达8块理论板，比表面积可高达750m2/m3。它典型应用在反应蒸馏、空气分离和制药填料塔[11]