优化流体分配设备

为了能有效地分布液体,在塔的顶部安装液体分布装置。选择液体分布装置的原则应该是能使整个塔截面的填料表面很好地润湿,结构简单,制造和检修方便。

在填料表面上液体分布点的数目n可由式(3-26)估算。

式中,D为塔径,D≤900 mm时,取t=75～150 mm;D＞900 mm时,取t=150 mm。

液体分布装置的结构形式多,生产上最常用的有以下几种。

1.管式喷淋器

如图3-10所示为两种结构简单的管式喷淋器。(a)为弯管式,(b)为缺口式,液体直接向下流出,为了避免水力冲击填料以及液体分配不均,最好在流出口下面加一块圆形挡板。这两种型式一般只用于塔径在300 mm以下的小塔。

图3-10　管式喷淋器

2.多孔管式喷淋器

多孔管式喷淋器通常有多孔直管式和多孔盘管式两类,如图3-11所示。这种形式的喷淋器一般在管底部钻3～5排φ4～8 mm的小孔,孔的总截面积与进液管截面积大致相等。(a)型加工简单,多用于直径600 mm的小塔;而(b)型加工较复杂,适用于直径1.2 m以下的塔中,环管中心线的直径为塔径的0.6～0.8。

图3-11　多孔管式喷淋器

液相流量和喷洒孔直径、数目以及液相入塔前后的压差有如下关系:

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式中,L为液相流量,m3/s;p2,p1分别为液相入塔前压强及塔内压强kPa,一般p2-p1=10～100kPa;C为流量系数,0.6～0.8;d0为喷淋孔径,m。

3.莲蓬式喷洒器

莲蓬式喷洒器俗称莲蓬头,喷洒器为一具有半圆球形外壳,在壳壁上有许多可供液体喷洒的小孔所构成(如图3-12所示)。液体由泵或高位槽以一定压头流入,然后由小孔分股喷出。小孔多沿同心圆排列。常用的参数有莲蓬头直径d,其为塔径D的1/3～1/5;球面半径为(0.5～1.0)D;喷洒角a≤80°;喷洒外圈距塔壁x=70～100 mm;莲蓬高度y=(0.5～1.0)D;小孔直径d0=3～10 mm,液体流量、孔径、孔数及压强差的相互关系见式(3-27)。莲蓬头一般用于塔径600 mm以下的塔中。

图3-12　莲蓬式喷洒器

4.盘式分布器

如图3-13所示,先将液体加在分布盘上,盘上开有φ3～10 mm的筛孔或φ≥15 mm的溢流管,通过筛孔或溢流管再均匀喷洒在整个塔截面上。一般分布盘的直径为塔径的0.6～0.8,盘上开筛孔时[如图3-13(b)所示],孔数、孔径、液体流量和盘上液体高度H的关系式如式(3-28)所示。

图3-13　盘式分布器

式中,H取塔径的1/6～1/7。

如果盘上用带矩形齿槽的溢流管[如图3-13(a)所示],则计算式为

式中,n为齿槽数;b为齿槽宽度,一般取3～5 mm;H为齿槽上的液体溢流高度,m;C为流量系数,可取0.6。

盘式分布器适用于塔径800 mm以上的塔中,如果在塔径较小时使用,图3-13(b)的分布盘上不开孔,但在盘中心须有φ3 mm的泪孔。