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什么是填料床

在化學(xué)加工中,填料床是一個(gè)空心管、管道或其他容器,里面充滿了填料。填料可以是隨機(jī)填充的小物體,如拉西格環(huán),否則可以是專門設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)化填料。填料床也可以包含催化劑顆;蛭絼,如沸石顆粒、顆;钚蕴康取

填料床的目的通常是為了改善化學(xué)或類似過(guò)程中兩相之間的接觸。填料床可用于化學(xué)反應(yīng)器、蒸餾過(guò)程或洗滌器,但填料床也被用于在化工廠儲(chǔ)存熱量。在這種情況下,熱氣體被允許通過(guò)一個(gè)用耐火材料包裝的容器排出,直到包裝變熱。然后,空氣或其他冷卻氣體通過(guò)熱床被送回工廠,從而預(yù)熱空氣或氣體進(jìn)料。

在工業(yè)中,填料柱是一種填料床,用于執(zhí)行分離過(guò)程,如吸收、剝離和蒸餾。填料柱是一種具有填料部分的壓力容器。

在某些類型的色譜中使用的由填充有填料的管子組成的柱子也可以被稱為填料柱,其結(jié)構(gòu)與填料床有相似之處。

柱子可以用隨機(jī)傾倒的填料來(lái)填充(形成隨機(jī)填料柱),也可以用結(jié)構(gòu)化的填料部分來(lái)填充,這些填料被排列或堆疊(形成堆疊填料柱)。在柱子里,液體傾向于潤(rùn)濕填料的表面,蒸汽穿過(guò)這個(gè)潤(rùn)濕的表面,發(fā)生質(zhì)量轉(zhuǎn)移。填料可以代替托盤來(lái)改善蒸餾塔的分離。填料的優(yōu)點(diǎn)是橫跨柱子的壓降較低(與板或托盤相比),這對(duì)在真空下操作很有利。不同形狀的填料具有不同的表面積和填料之間的空隙。這兩個(gè)因素都會(huì)影響填料的性能。

除了填料形狀和表面積之外,影響性能的另一個(gè)因素是進(jìn)入填料床的液體和蒸汽分布。進(jìn)行特定分離所需的理論級(jí)數(shù)是用特定的汽液比來(lái)計(jì)算的。如果液體和蒸汽在進(jìn)入填料床時(shí)沒(méi)有均勻地分布在淺層塔區(qū),那么液汽比就不正確,所需的分離就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。填料會(huì)顯得工作不正常。相當(dāng)于理論板的高度(HETP)將大于預(yù)期。問(wèn)題不在于填料本身,而在于進(jìn)入填料床的液體分布不良。這些柱子可以包含液體分配器和再分配器,它們有助于將液體均勻地分布在一段填料上,提高傳質(zhì)效率。用于將進(jìn)料和回流引入填料床的液體分配器的設(shè)計(jì)對(duì)于使填料發(fā)揮效率至關(guān)重要。

填料柱有一條連續(xù)的蒸汽-平衡曲線,與傳統(tǒng)的托盤蒸餾不同,每個(gè)托盤代表一個(gè)單獨(dú)的蒸汽-液體平衡點(diǎn)。然而,在對(duì)填料柱進(jìn)行建模時(shí),計(jì)算理論板的數(shù)量來(lái)表示填料柱相對(duì)于更傳統(tǒng)的托盤的分離效率是非常有用的。

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