250型、500型、700型絲網(wǎng)波紋填料
?。?）幾何結(jié)構(gòu)
250型、500型、700型金屬絲網(wǎng)波紋填料的主要幾何參數(shù)與特性數(shù)據(jù)見(jiàn)表。
| 參數(shù)類型 | 波峰高/mm | 波距/mm | 邊長(zhǎng)/mm | 齒形角/度 | 傾斜角/度 | 比表面積/(m2/m3) | 當(dāng)量直徑/mm | 空隙率/% | 堆密度/ | |||||||||
| 250型(AX) | 30 | 250 | 15 | 95 | 125** | |||||||||||||
| 500型(BX) | 6.3 | 10.2 | 8.11* | 78 | 30 | 500 | 7.5 | 90 | 250** | |||||||||
| 700型(CY) | 4.3 | 7.3 | 5.62* | 81 | 45 | 700 | 5.0 | 85 | 350** |
*系計(jì)算值；
**按不銹鋼材料計(jì)。
金屬絲網(wǎng)波紋片上開有小孔，加強(qiáng)液體均布及液膜更新，減少填料中的死角（特別是小塔），提高分離效率。為了加強(qiáng)氣液的橫向混合，波紋片上小孔以直徑4?5mm為宜。
鑒于金屬絲網(wǎng)波紋填料的幾何結(jié)構(gòu)，形成如下特點(diǎn)：
、比表面積大、孔隙率高、重量輕。500型填料的比表面積相當(dāng)于Dg50金屬鮑爾環(huán)的4.5倍（鮑爾環(huán)比表面積110m2/m3、密度650kg/m3）,而密度僅為鮑爾環(huán)的40%,孔隙率高,絲網(wǎng)又具有強(qiáng)力的毛細(xì)作用使其潤(rùn)濕性能優(yōu)良，即使噴淋密度為0.2m3/（m2?h）也能達(dá)到潤(rùn)濕，因此填料效率高。
第二、氣相通路傾角小，有規(guī)則的氣相通路，壓力損失少，填料壓降低。
第三、徑向擴(kuò)散良好氣液接觸充分。
第四、忌堵塞、怕腐蝕、清洗困難，僅能用化學(xué)方法清洗。
第五、單元體積填料造價(jià)高，使它的使用范圍受到一定的限制。
（2）流體力學(xué)性能和傳質(zhì)性能
250型、500型、700型填料性能如表所示。
| 填料型號(hào) | F因子/[m/s(kg/m3)0.5] | 液體噴淋密度/(m3/m2?h) | HETP/mm | 理論級(jí)壓降/Pa | 持液量/% | 操作壓力/Pa | 分段高度/m | 適用范圍 |
| 250型(AX) | 2.5?3.5 | 0.2?12 | 400?333 | 10?40 | 2 | 102-105 | 5 | 理論級(jí)數(shù)不多的精密精儲(chǔ) |
| 500型(BX) | 2.0?2.4 | 0.2?12 | 200 | 40 | 4.2 | 102-105 | 3?4 | 熱敏性、難分離物系的真空精儲(chǔ) |
| 700型(CY) | 1-5-2.0 | 0.2—12 | 100 | 67 | 6 | 5X1O3-1X1O5 | 2 | 同位素混合物、同分異構(gòu)混合物分離 |
①250型填料性能
250型金屬絲網(wǎng)波紋填料每米約2.5?3個(gè)理論級(jí)，每塊理論級(jí)壓降約在10?40Pa，,適用的最小塔徑為100mm,在塔內(nèi)每5m填料設(shè)置一組收集分布器，則放大效應(yīng)得到很大改善。
在頂壓2500Pa以上和全回流條件下，以填料液泛限的75%左右的動(dòng)能因子F表示的工作負(fù)荷如表所示，它可以用作粗略計(jì)算相應(yīng)填料塔的近似值。
?、?00型填料性能
a.通量
500型填料液泛點(diǎn)不明顯，往往把F=3.2m/s(kg/m3)0.5稱為液泛點(diǎn),將其值的75%即F=2.4m/s(kg/m3)0.5定義為負(fù)荷點(diǎn)。由于物性、壓降和填料效率的全面權(quán)衡，500型填料推薦的的氣相負(fù)荷范圍為p=2?2.5m/s(kg/m3)0.5。500型填料的性能隨液量變化較小，液體噴淋密度在1?20m3/m2·h之間，壓降沒(méi)有明顯變化。采用適當(dāng)?shù)囊后w分布器，最小液體噴淋密度約為0.05m3/m2?h,因此該填料的操作彈性較大。同時(shí)，500X型金屬絲網(wǎng)波紋填料與250y型金屬孔板波紋填料有相同的通量，表明該填料通量大。
b.壓降
塔直徑在300mm以上時(shí)，500型填料在工作負(fù)荷下，每個(gè)理論級(jí)壓降為10~50Pa，充分顯示了阻力小的特性。在塔直徑小于300mm時(shí)，塔壁效應(yīng)使填料壓降有所上升，當(dāng)塔徑在200mm以下時(shí)，填料壓降增加一倍。對(duì)于粘度較大的介質(zhì)如甘油等，壓降增大。
c.持液量
500型填料的另一個(gè)特點(diǎn)是持液量小。在工作負(fù)荷下，約為填料體積的4.2%，液泛時(shí)約5.5%。持液量少意味著液體內(nèi)存少，液體在填料層停留時(shí)間短、填料層中建立(或破壞)正常濃度、溫度分布的平衡時(shí)間亦短。這樣有利于分離熱敏物料、價(jià)格昂貴的產(chǎn)品；同時(shí)要求操作要平穩(wěn)、調(diào)節(jié)與控制要嚴(yán)格。
?、?00型填料性能
a.通量
700型填料與500型填料相似，液泛點(diǎn)不明顯，往往把液量開始明顯影響壓降的一點(diǎn)稱為液泛點(diǎn)。氣相負(fù)荷超過(guò)液泛點(diǎn)時(shí)仍有一定效率，但阻力很大，此時(shí)填料的分離能力下降。的操作范圍推薦為F=l.5~2m/S（kg/m3）0.5。
700型的最小液體噴淋密度與500型相似，約為0.05m3/(m2?h)，液量通常認(rèn)為12m3/(m2?h)。
(3)性能比較
250型是金屬絲網(wǎng)波紋填料中當(dāng)量直徑、孔隙率、它具有通量大、壓降低的突出優(yōu)點(diǎn)。適用于生產(chǎn)強(qiáng)度大、理論級(jí)數(shù)較少的分離過(guò)程。但至今這種填料的工業(yè)應(yīng)用不多。
500型填料的結(jié)構(gòu)形式與250型相似，只是當(dāng)量直徑為后者的一半，比表面積為后者的一倍。它具有分離效率高、壓降小、持液量低、操作彈性大、放大效應(yīng)不明顯等優(yōu)秀的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。因此廣泛應(yīng)用于熱敏物系、難分離物系的真空精播，尤其是操作壓力低于7kPa的真空精儲(chǔ)。目前，它在石油化工、精細(xì)化工、制藥和香料工業(yè)中獲得極為廣泛的應(yīng)用。
700型填料是當(dāng)量直徑最小、比表面積的一種金屬絲網(wǎng)波紋填料。在結(jié)構(gòu)上，其波紋角為45。，其余與500型相似。與500型對(duì)比，當(dāng)量直徑減小了33.3%;波峰高減少31.7%；孔隙率減少5.6%;而比表面積增加了40%。因此它具有更高的傳質(zhì)效率，較大的壓降和相對(duì)較小的通量。當(dāng)初是為了分離水-重水同位素而開發(fā)了這種塔填料，在精密精儲(chǔ)中應(yīng)用較多。
(4)金屬絲網(wǎng)波紋填料與金屬板波紋填料性能比較
金屬絲網(wǎng)波紋填料的傳質(zhì)效率隨負(fù)荷變化較大，而金屬板波紋填料的分離效率則幾乎不受負(fù)荷變化的影響。這是由于絲網(wǎng)的表面產(chǎn)生毛細(xì)作用，在低液相負(fù)荷時(shí)也能使少量的液體均勻鋪展于金屬絲網(wǎng)表面，因此在低負(fù)荷時(shí)填料的效率提高。
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