填料塔

化工机械与设备过程考核二

—零部件设计

课题题目：4MP填料塔机械设计-液体收集及再分布装置组号：T24

班级：09化工（3）班

队员：伍石

指导老师：胡科研

时间：2011/12/20

目录

一、概述 (3)

二，工艺设计 (5)

三、机械设计 (5)

1、各种类型液体再分布器 (5)

1．1 盘型液体再分布器 (5)

1．2 槽型液体再分布器 (6)

2 液体收集器 (7)

3 选用和设计要点 (8)

3．1 类型的选择 (9)

3．2 孔盘型液体再分布器设计要点 (9)

3．3 升气管型集液盘 (11)

3．4 斜板型液体收集器设计要点 (13)

3．5 花型再分布器 (14)

4、结论 (14)

一、概述

当塔填料需要分段堆积时，必须设置液体再分布器。之所以要分段堆积：或是因为中间进(出)料的需要；或是填料层高度太大，不仅会导致流体量的不良分布而且还会形成同一截面上组分的不均匀分布，从而使塔的分离效率下降}在变径塔中填料也是分段的.

除了确保进料中的液相能均匀地向下、汽相能均匀地向上分布人填料层外，液体再分布器尚有4个作用：第一也是最重要的作用是混合液体并在整个塔截面上均化其组分。均化组分，抑制局部区域操作‘挟点’的出现，这可减小液体不良分布而引起的分离效率下降，其作用犹如液体在填料层间的横向分散，不过较之更为有效；第二是混合汽相，在整个塔截面上均化其组分，这个作用类似于前者；第三是将液体从壁区导向填料层的中心区，防止过大‘壁流’的形成；最后，再分布可将液体在填料层流动中形成的大股‘溪流’分裂为较小的流股，以改善填料层的湿润程度。筒言之，再分布的作用是：均化组分，均布流体，且前者比后者更加重要

因为再分布的主要作用是消除大规模不良分布所造成的分离效率下降，故当填料层中不存在这种分布时，可以减少再分布的频率。Zuiderweg“等认为，当塔径和填料直径比较小时再分

布频率可以减少，因为大规模不良分布易于被填料中的横向混合所消除。多少高度填料层需要设置一个再分布器，这是一个复杂的问题，许多学者对此进行了研究，但投有得到统一的结论。有一些报道指出床层高达9～12 In，仍可保持良好的操作性能，故有些学者。主张每9 m 再分布一次。但由于不良分布的存在和发展及其对效率的影响，在多数情况下是难以预测的，故更多学者0 取较保守值6 m}当采用HETP 小于0．6 m 的高效填料时，Horner 主张再分布间距不超过10个理论分离级；对于直径小于0．6～0．9 m 的小塔，壁流似乎是主要的问题，有些学者““”0主张10倍塔径的问距再分布一次}对于塑料填料，为避免填料被压缩，所推荐0 ”的最太高度为4，5m。Horner 推荐的再分布标准比较全面，在一般情况下他建议按以下3条中取最低值作为再分布高度：床高7 In；相当于10块理论板或传递单元数的高度f 6到8倍塔径高度，此外还要考虑到支承板和填料的最大承载能力。设置足够数量再分布器的重要性，也被许多生产实践所证实，例如两座相同的脱丁烷塔，都使用75 mm 和100 mm 的填料，唯一差别是分布器数目不同，其中一座床层分为4段，每段高度5．8m；另一座分2段，每段11．6m。操作结果指出：后者的HETP为前者的1．85倍。Kister。也遇到过层高达11．7 m 而不使用再分布器引起效率下降的情况 Martin“在实验塔装置上，测试了装填3 m 高度规则填料的效率，采用性能优良的

塔顶分布器而不设再分布器，结果发现在有些情况下上下效率差9很大，在另一些情况下又没有什么差别。

二，工艺设计

液体再分布器形状如漏斗，在液体再分布器侧壁装有若干短管，使近塔壁的上升气流通过短管与中心气流汇合，以利气流沿塔截面均匀分布。

常见的有截锥式和斜板式。按一般的参数设计即可

分段填料层的高度设计也很重要，它应小于15~20块理论板，且每段金属填料高度不超过6~7.5m，塑料填料不超过

3~4.5m，拉西环有助长液体不良分布的倾向，故分段聊聊层的高度H1和塔内径Di之比H1/Di<=2~5，对直径较大的塔，

H1/Di<=2~3，而一般还要求H1/Di>=1.5~2，否则会影响气体沿截面的均匀分布。

三、机械设计

1、各种类型液体再分布器

1．1 盘型液体再分布器

和盘型液体分布器一样，盘型液体再分布器也有孔型和堰型之分，结构、设计方法等没有什么大的差别，只不过为防止液体

从上层填料直接落人升气管，故在其顶上设有帽盖，设帽盖除了挡液外，尚可改变上升气流方向，促进横向混合。图1a为带有圆形升气管的孔盘式液体再分布器，盘由多块开孔板拼接而成，以便在塔内组装，分布盘与支承环采用卡子连接，所有联接处必须加垫片密封，且保持平整。图1b是带有条形升气管的孔盘型液体再分布器，具有更大的气流通道。盘型液体再分布器，具有结构简单、安装方便、高度小等优点，流体混合和均布性能较好但随着塔径增大，其结构的复杂性要增加，使用效果亦受影响，故主要用于直径不大的填料塔。

1．2 槽型液体再分布器

槽型液体再分布器的结构类似于槽型液体分布器，但是槽型液体分布器无法有效收集从上段填料层流下来的液体，故在支承板和分布器闻需增设液体收集器。图2表示瑞士Sulzer公司提供的一套典型装置示意，来自上层填料l的液体，被收集器3收集后汇人环形通道4，再从其出口流人液体分布器5。栅2、收集器3的集液

板和设于中心的集液槽后经加料管流^分布器。图中的液体收集器为一组合件，被固定于两个塔节法兰间。这种再分布器具有大的气流通道，可以满足很小液量的均布要求，结构简单、安装方便，尤其适合于作为高真空精馏塔的液体再分布器，但对于大液量则不宜采用

2 液体收集器

升气管型集液