废气(涉VOCs)洗涤塔中常见填料种类、特点及选择.docx
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1、废气(涉VOCs )洗涤塔中常见填料种类、特点及选择在很多VOCs废气治理工程中,洗涤塔是常见的预处理/治理设 备,但洗涤塔内如何根据VOCs成分及风量进行合理设计?这里涉 及众多化工知识,例如需要如何涉及塔高,直径,确定风速,确 定洗涤液的循环量等等问题。甚至,如果该洗涤塔为填料塔,填 料层如何设计,填料的选型该最终如何确定。今天,我们先来看 看用于VOCs废气治理中,洗涤塔中的填料种类及对应的特点。1填料的定义填料泛指被填充于其他物体中的物料。在化学工程中,填料指装于填充塔内的惰性固体物料,例如 鲍尔环和拉西环等,其作用是增大气-液的接触面,使其相互强烈 混合。在化工产品中,填料又称填充剂
2、,是指用以改善加工性能、 制品力学性能并(或)降低本钱的固体物料。在污水处理领域,主要用于接触氧化工艺,微生物会在填料 的外表进行累积,以增大与污水的外表接触,对污水进行降解处 理。优点:结构简单、压力降小、易于用耐腐蚀非金属材料制造 等。对于气体吸收、真空蒸储以及处理腐蚀性流体的操作,颇为 适用。缺点:当塔径增大时,引起气液分布不均、接触不良等,造 成效率下降,即称为放大效应。同时填料塔还有重量大、造价高、 清理检修麻烦、填料损耗大等缺点。2填料选用准那么填料的几何特性数据主要包括比外表积、空隙率、填料因子 等,是评价填料性能的基本参数。(1)比外表积:单位体积填料外表积称为比外表积,以a表
3、示, 其单位为而/。填料的比外表积愈大,所提供的气液传质面积愈 大。因此,比外表积是评价填料性能优劣的一个重要指标。(2)空隙率:单位体积填料中的空隙体积称为空隙率,以e表 示,其单位为m3/m3,或以%表示。填料的空隙率越大,气体通过 的能力越大且压降低。因此,空隙率是评价填料性能优劣的又一 重要指标。(3)填料因子:填料的比外表积与空隙率比值的三次方,即 (a/e) 3,称为填料因子,以f表示,其单位为1/m。它表示填料的流体力学性能,f值越小,说明流动阻力越小。填料性能优劣主要取决于:有较大的比外表积(n?/填料层)液体在填料外表有较好的均匀分布性能气流能在填料层中均匀分布填料具有较大的
4、空隙率(m/填料层)。在相同的操作条件下,填料的比外表积越大,气液分布越均 匀,外表的润湿性能越好,那么传质效率越高;填料的空隙率越大, 结构越开敞,那么通量越大,压降亦越低。采用模糊数学方法对九种常用填料的性能进行了评价,丝网 波纹填料综合性能最好,拉西环最差。填料的选择包括确定填料的种类、规格及材质等。所选填料 既要满足生产工艺的要求,又要使设备投资和操作费用最低。填料种类的选择填料种类的选择要考虑别离工艺的要求,通常考虑以下几个 方面:1)传质效率要高。一般而言,规整填料的传质效率高于散装 填料。2)通量要大。在保证具有较高传质效率的前提下,应选择具 有较高泛点气速或气相动能因子的填料。
5、3)填料层的压降要低。4)填料抗污堵性能强,拆装、检修方便。填料规格的选择填料规格是指填料的公称尺寸或比外表积。(1)散装填料规格的选择工业塔常用的散装填料主要有DN16、DN25、DN38、DN50、DN76 等几种规格。同类填料,尺寸越小,别离效率越高,但阻力增加,通量减 少,填料费用也增加很多。而大尺寸的填料应用于小直径塔中, 又会产生液体分布不良及严重的壁流,使塔的别离效率降低。因此,对塔径与填料尺寸的比值要有一规定,一般塔径与填料公称直径的比值D/d应大于8O(2)规整填料规格的选择工业上常用规整填料的型号和规格的表示方法很多,国内习 惯用比外表积表示,主要有125、150、250、
6、350、500、700等几 种规格。同种类型的规整填料,其比外表积越大,传质效率越高,但 阻力增加,通量减少,填料费用也明显增加。选用时应从别离要求、通量要求、场地条件、物料性质及设 备投资、操作费用等方面综合考虑,使所选填料既能满足技术要 求,又具有经济合理性。填料材质的选择填料的材质分为陶瓷、金属和塑料三大类。(1)陶瓷填料陶瓷填料具有很好的耐腐蚀性及耐热性,陶瓷填料价格廉价, 具有很好的外表润湿性能,质脆、易碎是其最大缺点。在气体吸 收、气体洗涤、液体萃取等过程中应用较为普遍。(2)塑料填料塑料填料的材质主要包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)及聚氯乙 烯(PVC)等,国内一般多采用聚丙烯
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