不銹鋼槽式液體分布器如何設計

   在各種填料塔里，我們常見的結構就是在填料層的上面布置一層槽式液體分布器也稱為進料分布器，它主要的作用是將進內(nèi)塔內(nèi)的液體均勻的分布到填料層，使塔內(nèi)的氣體和液體充分的接觸。良好的槽式液體分布器應具備下列特點：液體分布均勻，氣相通過的自由截面大，阻力小，操作彈性大，不易堵塞，不易造成霧沫夾帶和泡沫，制造容易，安裝方便。那么槽式液體分布器如何設計呢？

   槽式液體分布器是將液體通過噴淋孔分布到填料層的上端，在已知噴淋量的前提下，需對噴淋孔數(shù)量進行必要的計算。按照流體力學的孔流公式，計算重力式分布器的排液量與小孔數(shù)目以及孔等等。在設計填料塔時，通常假設氣相和液相沿塔截面是均勻分布的，但大量試驗表明，液體在填料層內(nèi)不是呈均勻的柱塞流狀態(tài)，而是有壁流、溝流等橫向流動，這種不均勻分布會降低塔的分離性能。造成液體不均勻分布的因素很多，除了填料本身固有的對液體的分散特性外，液體分布器則是影響液體分布的關鍵因素之一，液體在塔截面上的分布點不可能是無限的。對于小孔式分布點，常希望孔數(shù)越多越好，這樣可提高均勻分布程度，但對于一定的液體流量，孔數(shù)越多，則孔徑越小?？讖竭^小必然對固體雜質(zhì)敏感，孔易被堵塞．孔數(shù)多反而造成分布不均勻，孔徑的下限應視物料中固體顆粒情況而定。

   液體在填料塔內(nèi)的不良分布可分為小規(guī)模(自然)和大規(guī)模不良分布2種。小規(guī)模不良分布是由填料層內(nèi)液體的溝流而造成。國外研究表明，這種不良分布的影響可以通過溝流的相互混合而減小，對填料塔的效率影響不大。大規(guī)模的液體不良分布主要是由于分布器初始分布不良而造成的，槽式液體分布器可以使整個填料塔的效率明顯下降。荷蘭Delft大學Hoek在其博士論文中指出，填料層內(nèi)部會形成一定數(shù)量的優(yōu)先流動途徑，若液體分布器單位面積上的噴淋數(shù)大于上述單位面積上優(yōu)先流動途徑數(shù)，則填料效率能夠得到充分提高。液體噴入填料層后，在向下流動過程中蓮漸分散，達到穩(wěn)定的流動途徑數(shù)。在這段填料層中有一液體逐漸達到均勻分散的過程，故其中的填料表面并未被充分和全部利用。當單位面積上的噴淋點數(shù)小于單位面積上優(yōu)先流動途徑時，這一分散過程所需填料層高度加大，亦即未充分發(fā)揮填料分離性能的液體分布段將加長。嚴重時液體流到填料層下端出口處，未達到穩(wěn)定的流動途徑數(shù)，則整個填料層效率明顯下降。因此，規(guī)整填料對液體的分布有1個單位面積上噴淋點數(shù)的要求，根據(jù)實驗結果，工程上一般均采用填料的比表面積來確定單位面積上的噴淋點數(shù)。

   填料塔的操作彈性往往不是由填料性能決定，而是由液體分布器的操作彈性所決定。連續(xù)操作的填料塔，液體回流量或噴淋量比較穩(wěn)定。通用型液體分布器的操作彈性一般為30%～100%，*可以滿足連續(xù)操作塔的要求。對于分批精餾塔，在1個操作周期中回流比有大幅變動。多用途塔的被分離物經(jīng)常變換，回流比或噴淋量變化也很大。這種場合下液體分布器的操作彈性很高，需要進行特殊設計，否則塔的分離性能會時好時壞。對于大多數(shù)物，填料塔的效率除與填料本身特性有關外，與液體的均布程度也有很大關除采用高效填料外，還必須有結構合理的塔內(nèi)件，特別是性能良好的槽式液體分布器。