1 前言
    塔設(shè)備是化工、石化、煉油、醫(yī)藥等工業(yè)中的重要組成部分。它對(duì)整個(gè)流程的生產(chǎn)能力、產(chǎn)品質(zhì)量、能耗與原料消耗、環(huán)境保護(hù)等，均會(huì)產(chǎn)生重大影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)，石油和化學(xué)工業(yè)的能耗占工業(yè)總能耗的很大部分，其中約60%就用于精餾過程，而精餾過程是由塔設(shè)備來實(shí)現(xiàn)的。塔設(shè)備投資約占化工、石化項(xiàng)目總投資的30%～40%。塔設(shè)備的分離效率，在生產(chǎn)中對(duì)產(chǎn)品的純度、產(chǎn)品的回收率、工業(yè)過程的能耗等，都起著至關(guān)重要的作用。{TodayHot}
    塔設(shè)備按其結(jié)構(gòu)分為兩大類：板式塔；填料塔。
    其中，板式塔的研究起步較早，它具有結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、適應(yīng)性強(qiáng)、易于放大等優(yōu)點(diǎn)。最近幾十年來，填料塔技術(shù)也取得長足的進(jìn)步。由于性能優(yōu)良的新型高效填料的相繼問世，特別是規(guī)整填料及新型塔內(nèi)件的不斷開發(fā)和基礎(chǔ)理論的深入，填料塔的應(yīng)用也越來越廣泛。新型高效塔內(nèi)件在技術(shù)改造中，可以節(jié)省投資、降低消耗、提高裝置運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。其中，高效導(dǎo)向篩板、新型填料、高性能液體分布器等塔內(nèi)件，在生產(chǎn)應(yīng)用中尤為突出。{HotTag}

2 高效導(dǎo)向篩板

    高效導(dǎo)向篩板是北京化工大學(xué)在對(duì)包括篩板塔板在內(nèi)的各種塔板進(jìn)行深入細(xì)致研究的基礎(chǔ)上，發(fā)揮篩板塔板結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉的特點(diǎn)，克服其漏液點(diǎn)高、效率較低的缺點(diǎn)，并且通過對(duì)各種塔板進(jìn)行深入研究、綜合比較，結(jié)合塔板上流體力學(xué)與傳質(zhì)學(xué)的研究成果，研究開發(fā)的新型高效塔板。
    高效導(dǎo)向篩板具有生產(chǎn)能力大、塔板效率高、塔壓降低、結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉、維修方便的特點(diǎn)。目前，已廣泛應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)、石油化工、精細(xì)化工、輕工化工、醫(yī)藥工業(yè)、香料工業(yè)、原子能工業(yè)等領(lǐng)域，所應(yīng)用的物系包括甲醇－水(原料中還會(huì)有粘性樹脂和發(fā)泡劑等雜質(zhì))、乙醇－水(發(fā)酵醪制乙醇)、醋酸－水、醋酸－醋酸乙烯、醋酸甲酯－醋酸乙烯－水、乙炔－乙醛－醋酸乙烯、聚醋酸乙烯－醋酸乙烯－甲醇、乙苯－苯乙烯、鄰硝基氯苯－對(duì)硝基氯苯、香葉醇分離、重水分離等等。
    高效導(dǎo)向篩板的工作原理如圖1所示。

圖1 高效導(dǎo)向篩板工作原理

   在高效導(dǎo)向篩板上，開設(shè)了大量篩孔及少部分導(dǎo)向孔，通過篩孔的氣體在塔板上與液體錯(cuò)流，穿過液層垂直上升，通過導(dǎo)向篩板的氣體，沿塔板水平前進(jìn)，將動(dòng)量傳遞給塔板上水平流動(dòng)的液體，從而推動(dòng)液體在塔板上均勻穩(wěn)定前進(jìn)，克服了原來塔板上的液面落差和液相返混，提高了生產(chǎn)能力和板效率，解決了堵塔、液泛等問題。另外，在傳統(tǒng)塔板上，由于存在液面梯度，在塔板的上游總是存在著一個(gè)非活化區(qū)，在此區(qū)域內(nèi)，氣流無法穿過液層而上升鼓泡，如對(duì)浮閥塔板，上游的幾排浮閥無法打開，而對(duì)篩板塔板，上游的一個(gè)區(qū)域內(nèi)無氣泡鼓出。根據(jù)實(shí)驗(yàn)測定，非活化區(qū)的面積往往占塔截面積的1/3左右。高效導(dǎo)向篩板在液流入口處增加了向上凸成斜臺(tái)狀的鼓泡促進(jìn)器，促使液體一進(jìn)入塔板就能生產(chǎn)鼓泡，帶來了良好的氣液接觸與傳質(zhì)效果。
2.1 高效導(dǎo)向篩板特點(diǎn)
2.1.1 生產(chǎn)能力大
    高效導(dǎo)向篩板比傳統(tǒng)塔板的生產(chǎn)能力高出50%～80％，甚至更高，其原因如下：
    a.克服了液流上游存在的非活化區(qū)，使得氣流通道增加了1/3以上。
    b.消除了液面梯度，氣速均勻。在傳統(tǒng)塔板上，由于上游液層厚而下游液層薄，氣速在整個(gè)塔截面上是不均勻的，下游液層較薄處氣速較大，該處液層率先被吹開時(shí)，則達(dá)到了生產(chǎn)能力的最大值。而對(duì)導(dǎo)向篩板，由于整個(gè)塔截面上氣速均勻，即全塔平均氣速達(dá)到最大時(shí)，才是生產(chǎn)能力的最大值。
    c.從篩孔中上升的氣體是垂直向上，從導(dǎo)向孔中上升的氣體是水平向前，氣體的合成氣速是斜向上方的。這樣，既延長了氣體夾帶霧滴的運(yùn)動(dòng)軌跡，減小了霧沫夾帶，又提高了氣速和生產(chǎn)能力。
    d.由于導(dǎo)向篩板效率高，同樣塔板數(shù)時(shí)回流比可以降低，進(jìn)而提高塔的負(fù)荷與生產(chǎn)能力。
2.1.2 效率高
    a.由于克服了非活化區(qū)，使得塔板上鼓泡區(qū)域增加，增加了氣液傳質(zhì)機(jī)會(huì)，提高了塔板效率。
    b.液相返混是影響傳統(tǒng)塔板效率的最重要的因素之一。高效導(dǎo)向篩板很好地克服了液相返混現(xiàn)象，提高了塔板效率。
    c.消除了液面梯度，降低了漏液量和霧沫夾帶，提高了塔板效率。
2.1.3 壓降低
    與泡罩塔板、浮閥塔板相比，篩板塔板由于結(jié)構(gòu)簡單，氣流通道順暢，因此操作壓降最低。實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明，導(dǎo)向孔的阻力降比篩孔的低20％左右，導(dǎo)向篩板的壓降比篩板塔板的還低10％左右。
2.1.4 抗堵能力強(qiáng)
    由于從導(dǎo)向孔中噴出的氣體推動(dòng)物料在塔板上水平前進(jìn)，這樣可以強(qiáng)化液體在塔板上的流動(dòng)，對(duì)粘性物料，可以多設(shè)置導(dǎo)向孔。尤其是對(duì)發(fā)酵醪的蒸餾、聚合物與單體的分離等，有其獨(dú)到之處。
2.1.5 結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉
    由于高效導(dǎo)向篩板只是在鋼板上開些篩孔和導(dǎo)向孔，而無其他組件，因此其結(jié)構(gòu)簡單，重量較輕，這樣工人在拆裝過程中非常方便。相應(yīng)的造價(jià)也很低，高效導(dǎo)向篩板的造價(jià)相當(dāng)于泡罩塔板的40%～50％，浮閥塔板的60%～70％。
    綜上所述，高效導(dǎo)向篩板適用于要求生產(chǎn)能力大或擴(kuò)產(chǎn)改造的場合；要求分離效率高以及精密分離的場合；要求壓降低、特別是真空精餾的場合。它對(duì)粘性物料或含有固體顆粒的物料，有很強(qiáng)的抗污和抗堵能力，還能夠有效地破除塔板上的泡沫，降低霧沫夾帶，防止液泛發(fā)生。高效導(dǎo)向篩板的成功之處，還在于其結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，拆裝方便。
2.2 應(yīng)用實(shí)例
2.2.1 高粘度物料精餾的技術(shù)改造
    在福建紡織化纖集團(tuán)有限公司聚乙烯醇生產(chǎn)的聚合工段，醋酸乙烯在聚合釜中反應(yīng)生成聚醋酸乙烯，在聚合一塔中，將聚合物與未聚合的單體進(jìn)行分離。從聚合釜出來的反應(yīng)液聚醋酸乙烯含量高達(dá)36%，物料粘度大，這給聚合一塔的脫單體精餾帶來一定的困難。聚合一塔原來采用泡罩塔板，物料在板上流動(dòng)阻力大，常常造成液泛、堵塔等生產(chǎn)事故。因此，生產(chǎn)要求對(duì)聚合一塔進(jìn)行技術(shù)改造。
    在采用導(dǎo)向篩板對(duì)聚合一塔進(jìn)行技術(shù)改造時(shí)，僅用導(dǎo)向篩板替換原泡罩塔板，塔體、塔內(nèi)支承件均不動(dòng)，自1997年3月投入運(yùn)行以來，操作一直穩(wěn)定正常，狀態(tài)良好，達(dá)到了很高的技術(shù)指標(biāo)。塔的分離指標(biāo)及操作回流比見表1、表2。

表1 塔的分離指標(biāo)

表2 塔的操作回流比

   由表1、表2可以看出，技改后，塔釜VAC(醋酸乙烯)含量由原來的0.26%降低為0.02%～0.03%，大大提高了VAC的回收率和聚合物的質(zhì)量。塔頂VAC含量由50%提高到60%，減少了后續(xù)工段的處理負(fù)荷與能耗。同時(shí)，由于導(dǎo)向篩板塔板效率高，聚合一塔的回流比由原來泡罩塔板的1.3，降為0.7，降低了45%，節(jié)能36%。并且，技改后，徹底解決了生產(chǎn)中堵塔、液泛等問題。
    聚合一塔為直徑2000mm、塔板數(shù)40層的大塔，技改的設(shè)備投資約為22萬元，而僅計(jì)節(jié)能、節(jié)水、提高VAC回收率和提高產(chǎn)品質(zhì)量幾項(xiàng)，每年增加效益約321萬元，改造的投資回收期不到30d。另外，技術(shù)改造還將聚合工段VAC處理量由5400L/h增加到8200L/h，產(chǎn)量增大了50%。
2.2.2 聚合三塔與回收三塔的技術(shù)改造
    在石家莊化工化纖有限公司采用導(dǎo)向篩板的技術(shù)改造中，將聚合三塔與回收三塔合并成一個(gè)塔，使其產(chǎn)量擴(kuò)大了150%，回流比由原來的4.2降為1.8，塔頂甲醇由原來的99.5%提高到99.8%，達(dá)到了擴(kuò)產(chǎn)、節(jié)能、降耗的效果。
2.2.3 回收一塔技術(shù)的改造
    在廣西維尼綸(集團(tuán))有限公司的回收一塔技術(shù)改造中，采用高效導(dǎo)向篩板塔，擴(kuò)產(chǎn)50%。同時(shí)，回流比由原來的2.5降為1.8，塔頂醋酸甲酯含量由65%提高到83%，大大降低了該塔和后續(xù)工段的負(fù)荷與能耗。塔釜醋酸甲酯含量由0.2%降為0.05%，提高了其回收率，達(dá)到了很高的技術(shù)指標(biāo)，并創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

3 新型高效填料

    北京化工大學(xué)開發(fā)了多種規(guī)整填料、散堆填料、液體收集器、液體分布器等塔內(nèi)件。其中，填料是填料塔最重要的傳質(zhì)內(nèi)件。
    填料的性能主要取決于填料表面的濕潤程度和汽液兩相流體分布的均勻程度。因?yàn)樘盍咸峁┝藛挝惑w積中較大的表面積，這僅是填料的幾何表面，起氣液傳質(zhì)作用的表面要比幾何表面小，總有一部分填料表面未被濕潤，減少了氣液有效接觸的相界面，從而降低了傳質(zhì)效果。若想達(dá)到較好的傳質(zhì)效果，必須使液體在整個(gè)填料表面充分濕潤，形成均勻的液膜。填料表面的濕潤性能，主要依賴于所處理物料的表面張力、粘度和填料表面的性質(zhì)等。尤其是對(duì)水、甘油等表面張力大的物系，必須對(duì)填料表面進(jìn)行物理處理和化學(xué)處理，提高填料表面的濕潤性能。對(duì)金屬材質(zhì)填料，采用物理方法、化學(xué)方法及聯(lián)合方法，對(duì)金屬絲網(wǎng)波紋填料與金屬板波紋填料進(jìn)行表面處理，大大提高了液體在填料表面的成膜和填料的分離效率，甚至使有的分離過程由不可能成為可能，強(qiáng)化了分離技術(shù)與工藝。
    在塑料填料方面，對(duì)于聚丙烯、聚乙烯等材質(zhì)的填料，無論是對(duì)于規(guī)整填料還是散堆填料，北京化工大學(xué)均開發(fā)了最為先進(jìn)的高分子表面接枝技術(shù)，對(duì)塑料表面的0.1μm內(nèi)進(jìn)行接枝改性，大大提高了填料表面的濕潤性，進(jìn)而提高了填料的傳質(zhì)效率，經(jīng)過在惡劣環(huán)境(酸、堿環(huán)境下)下的應(yīng)用結(jié)果表明，塑料填料同樣具有很高的傳質(zhì)性能和流體力學(xué)性能，且價(jià)格便宜。
    尤其值得一提的是，北京化工大學(xué)研制開發(fā)的雙層、三層金屬填料，具有大通量、低壓降、效率高的特點(diǎn)。由于填料效率極高，在精密分離過程及舊塔改造過程中，可以有效地降低塔的高度，在新塔設(shè)計(jì)與要求滿足原有空間的舊塔改造過程中，都有著很高的實(shí)用價(jià)值。
    如北京某廠位于四環(huán)路邊上，排放氣體中含有一些甲醇、醋酸甲酯，采用三層金屬絲網(wǎng)填料塔進(jìn)行設(shè)計(jì)，使分離后的甲醇、醋酸甲酯等有機(jī)物均為檢不出，大大高于環(huán)保部門對(duì)氣體排放的要求，順利通過了環(huán)保驗(yàn)收。
3.1 新型高效規(guī)整填料
    近年來，研究開發(fā)和推廣應(yīng)用的新型高效規(guī)整填料，主要包括金屬板波紋填料和金屬絲網(wǎng)波紋填料兩大類，在將其進(jìn)行物理和化學(xué)方法處理后，填料的分離效率大為提高。
    主要優(yōu)點(diǎn)如下：
    a.理論塔數(shù)高、通量大、壓力降低。
    b.低負(fù)荷性能好，理論板數(shù)隨氣體負(fù)荷的降低而增加，幾乎沒有低負(fù)荷極限。
    c.放大效應(yīng)不明顯。
    d.適于減壓精餾，能夠滿足精密、大型、高真空精餾裝置的要求，為難分離物系、熱敏性物系及高純度產(chǎn)品的精餾分離，提供了有利的條件。
    北京化工大學(xué)研究開發(fā)的新型高效規(guī)整填料的主要型號(hào)、規(guī)格、性能見表3。

表3 新型高效填料型號(hào)、規(guī)格及性能

3.2 新型高效散堆填料
    新型高效散堆填料，主要包括金屬鮑爾環(huán)填料；金屬階梯環(huán)填料；金屬環(huán)矩鞍填料等。
3.2.1 金屬鮑爾環(huán)填料
    金屬鮑爾環(huán)填料是20世紀(jì)40年代德國BASF公司在拉西環(huán)填料的基礎(chǔ)上開發(fā)的，它采用金屬薄板沖扎制成，在環(huán)壁上開出了兩排帶有內(nèi)伸舌葉的窗孔，每排窗有5個(gè)舌葉彎入環(huán)內(nèi)，指向環(huán)心，在中心處幾乎相搭，上下兩層窗孔的位置相互錯(cuò)開，一般開孔的總面積約為整個(gè)環(huán)面積的35%左右。由于在環(huán)壁上開了許多窗孔，使得填料層內(nèi)的氣、液分布情況及傳質(zhì)性能比拉西環(huán)有較大的改善。
3.2.2 金屬階梯環(huán)填料
    階梯環(huán)填料是20世紀(jì)70年代初由英國傳質(zhì)公司應(yīng)用價(jià)值分析技術(shù)開發(fā)出來的一種改進(jìn)的開孔環(huán)填料。這種填料降低了環(huán)的高度，并在環(huán)的兩個(gè)側(cè)端增加了錐形翻邊，使其性能較鮑爾環(huán)填料有了較大的進(jìn)步。在同樣液體噴淋密度下，其泛點(diǎn)氣速較鮑爾環(huán)提高了10%～20%；在同樣氣速下，壓力降較鮑爾環(huán)低30%～40%。
3.2.3 金屬環(huán)矩鞍填料
    金屬環(huán)矩鞍填料是美國諾頓(Norton)公司率先研究開發(fā)的一種新型填料，國內(nèi)簡稱為英特洛克斯填料。這種填料巧妙地把環(huán)形和鞍型兩類填料的特點(diǎn)綜合為一體，使其既有環(huán)形填料通量大的特點(diǎn)，又有鞍型填料液體分布性能好的優(yōu)勢，從而成為當(dāng)前顆粒型填料中的佼佼者。
    新型高效散堆填料主要型號(hào)、規(guī)格、性能見表4。

表4 幾種新型散堆填料的型號(hào)、規(guī)格及性能

   北京化工大學(xué)開發(fā)的新型高效填料已經(jīng)在北京有機(jī)化工廠、石家莊化工化纖有限公司、江西維尼綸廠、貴州有機(jī)化工總廠、云南云維股份公司、蘭州維尼綸(集團(tuán))公司、北京第三制藥廠、北京化工實(shí)驗(yàn)廠等幾十家企業(yè)的塔器中得到應(yīng)用，均取得了擴(kuò)產(chǎn)、節(jié)能、降耗，大幅度提高經(jīng)濟(jì)效益的成績。應(yīng)用的物系包括甲醇－水、乙醇－水、NaOH水溶液脫硫、磷、NaOH水洗滌等醋酸乙烯－醋酸甲酯分離、醋酸-醋酸乙烯分離、乙醛－醋酸乙烯分離、乙苯－苯乙烯分離、硝基氯苯同分異物體分離等。在制藥行業(yè)的溶劑回收應(yīng)用中，也得到了廣泛的好評(píng)。

4 計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算與優(yōu)化設(shè)計(jì)

    精餾計(jì)算是化工計(jì)算中最復(fù)雜的計(jì)算過程之一。對(duì)于精餾計(jì)算，采用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，可以進(jìn)行改變回流比、塔板數(shù)、回流溫度、加料溫度、加料口位置、中采位置、頂采位置、釜采流量等各參數(shù)的多種精餾方案的計(jì)算，最后得到最佳工藝方案。這種方案可以做到降低回流比(從而可以大幅度地節(jié)能)、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低釜液中輕物質(zhì)的含量(減少物料消耗)。根據(jù)最后確定的優(yōu)化方案，得到各層塔板上精餾的熱力學(xué)性質(zhì)和流體力學(xué)數(shù)據(jù)(如流量、密度、表面張力、壓縮因子等)，進(jìn)而對(duì)塔板(或填料塔)進(jìn)行流體力學(xué)設(shè)計(jì)，確定塔徑、塔板的開孔率、降液管面積，根據(jù)計(jì)算出的各股物料流量(加料、氣相或液相采出量、餾出量、釜出量)，進(jìn)而對(duì)全塔的各管路進(jìn)行設(shè)計(jì)。
    根據(jù)這些流量與管徑大小，可以進(jìn)行泵、儀表等的選型設(shè)計(jì)。根據(jù)計(jì)算機(jī)精確計(jì)算出塔頂冷凝冷卻負(fù)荷與塔釜熱負(fù)荷，可以方便地進(jìn)行整個(gè)化工過程的工藝計(jì)算及配套設(shè)計(jì)。
    需要說明的是，如果采用傳統(tǒng)的手工計(jì)算，對(duì)于5組分、40層塔板的精餾計(jì)算，可能需要半年以上的時(shí)間。而計(jì)算機(jī)計(jì)算可以在幾分鐘內(nèi)完成，這樣可以改變參數(shù)，進(jìn)行多種方案的精餾計(jì)算，進(jìn)一步得到優(yōu)化的精餾設(shè)計(jì)方案。
    任何一個(gè)分離過程的設(shè)計(jì)，總是將從工廠中取得的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)識(shí)別的數(shù)據(jù)，用從國外引進(jìn)的最先進(jìn)的化工過程計(jì)算軟件(CAD)，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，最后得到優(yōu)化的工藝方案和流體熱力學(xué)數(shù)據(jù)，進(jìn)而進(jìn)行各塔和整個(gè)工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
    應(yīng)用計(jì)算機(jī)優(yōu)化計(jì)算(曾為5家大型化工企業(yè)進(jìn)行整個(gè)工藝的詳細(xì)規(guī)劃和工藝計(jì)算，共包括5個(gè)工段、30余個(gè)塔器及附屬設(shè)備)，可計(jì)算出各個(gè)工段、各個(gè)塔及其附屬設(shè)備、各條管路、再沸器等的技改需要數(shù)據(jù)，并計(jì)算出技改后能達(dá)到的指標(biāo)，技改的設(shè)備投資及可以達(dá)到的經(jīng)濟(jì)效益。優(yōu)化計(jì)算為企業(yè)的技術(shù)改造提供了準(zhǔn)確可靠的方案，并且在實(shí)施過程中達(dá)到了預(yù)期目的，獲得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

5 高性能填料塔內(nèi)件

    塔內(nèi)件是填料塔的組成部分，它與填料及塔體共同構(gòu)成一個(gè)完整的填料塔。
    所有塔內(nèi)件的作用都是為了使氣液在塔內(nèi)更好地接觸，以便發(fā)揮填料塔的最大效率和最大生產(chǎn)能力。所以，塔內(nèi)件設(shè)計(jì)的好壞，直接影響到填料性能的發(fā)揮和整個(gè)填料塔的操作運(yùn)行。另外，填料塔的“放大效應(yīng)”除了填料本身固有因素外，塔內(nèi)件對(duì)它的影響也很大。近幾年來，北京化工大學(xué)對(duì)塔內(nèi)件的研究與開發(fā)工作取得了很大的進(jìn)展，使填料塔的設(shè)計(jì)與應(yīng)用日趨完善。
    塔內(nèi)件主要包括以下幾個(gè)部分：
    a.液體分布裝置；
    b.填料緊固裝置；
    c.填料支撐裝置；
    d.液體收集再分布及進(jìn)出料裝置；
    e.氣體進(jìn)料及分布裝置；
    f.除沫裝置。

6 板填復(fù)合塔板

    板填復(fù)合塔板是在經(jīng)對(duì)板式塔與填料塔進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，充分利用板式塔中塔板間距的空隙，設(shè)置高效填料，以實(shí)現(xiàn)降低霧沫夾帶、提高氣體在塔內(nèi)的流速和塔的生產(chǎn)能力的目的。同時(shí)，氣液在高效填料表面再次傳質(zhì)，進(jìn)一步提高了塔板效率，由于負(fù)荷下限未變而上限大幅度提高，因此塔的操作彈性也大為提高。
    板填復(fù)合塔板的工作原理如下：
    氣體從塔板下方以一定的氣速通過塔板上的開孔進(jìn)入提液管，液體也通過提液管與塔板間隙被帶入提液管中，并被拉成液膜，二者并流上升。在上升過程中，在液膜表面進(jìn)行氣液傳質(zhì)，接著氣液并流進(jìn)入填料中，在填料表面液體被碰碎，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)與氣體的傳質(zhì)。從填料中噴出的氣體進(jìn)入上層填料，液體下降到下層塔板，繼續(xù)進(jìn)行傳質(zhì)與分離。
    由于氣流高速通過塔板開孔，并將液膜夾帶進(jìn)入填料層，因此板填復(fù)合塔板生產(chǎn)能力大，一般空塔動(dòng)能因子可達(dá)0.8～3.5m/s，且經(jīng)過提液管與填料兩類傳質(zhì)，故其板效率高，可達(dá)75%～90％。這種塔板壓降很低，一般每板為30～50mm H2 O。

7 新型高效絲網(wǎng)除霧器

    絲網(wǎng)除霧器是用來將氣體中夾帶的霧沫(霧滴)除去，回收昂貴的霧滴(貴重物料)，或凈化氣體，減少氣體中的雜質(zhì)。它是將細(xì)小的金屬扁絲，采用特殊的經(jīng)緯方式編織而成，也可根據(jù)物料易腐蝕情況，選用聚四氟乙烯等材質(zhì)。
    試驗(yàn)及工業(yè)應(yīng)用表明，這種絲網(wǎng)除霧器具有壓降低、通量大、除霧效率高的特點(diǎn)。對(duì)于1μm以上的霧滴，其脫除效率可以達(dá)到99％以上。目前，在工業(yè)中已應(yīng)用于數(shù)十座塔，包括發(fā)酵氣體中含有淡酒精回收、合成氣體進(jìn)反應(yīng)器前脫水(減少副反應(yīng))、酸性霧滴脫除(避免后續(xù)設(shè)備腐蝕)、產(chǎn)品氣相側(cè)采脫雜(脫除液滴所含雜質(zhì))、塔器設(shè)備頂部脫出霧沫以及氣液分離器的除霧等，在這些關(guān)鍵之處應(yīng)用后，均為企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

8 結(jié)語

    近幾十年來，化工技術(shù)發(fā)生了巨大變化，新型高效分離技術(shù)層出不窮。在工業(yè)實(shí)踐應(yīng)用中，高效導(dǎo)向篩板、新型填料、高性能塔內(nèi)件等，均大幅度提高了產(chǎn)量和分離效率，進(jìn)而提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了能耗和原料消耗。這些技術(shù)既適用于舊塔改造，也適合于新建裝置的應(yīng)用。

 
作者簡介：李群生，博士，副教授，現(xiàn)就職于北京化工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，主要從事傳質(zhì)與分離技術(shù)的研究工作。