填料支承板

填料塔除了主體傳質元件—填料外，尚有填料支承板、床層限位器、液體分配器、液體收集及再分配裝置等輔助內件，它們與填料共同構成一個完整的填料塔，其作用都是促進氣液的均勻分布及良好接觸，以便填料塔發揮出最大的生產能力和最高的效率。

對於填料支承板除了要有足夠的強度外，還要求具有足夠大的自由面積；對氣液的流動阻力小；有利於氣液的再分配；安裝拆卸方便。

基本介紹

• 中文名：填料支承板
• 外文名：Packing plate
• 作用：促進氣液的均勻分布及良好接觸
• 要求：足夠的強度、足夠大的自由面積等
• 具備功能：確保氣、液流暢通無阻
• 舉例：氣全噴射式支承板等

產品介紹

早期使用的開孔平板，其開孔率僅10%~25%，氣液逆流通過時，會在板上積聚一定高度的液層（如下圖中a），導致氣液相互夾帶，促使塔過早地在支承區發生液泛，進面向上延伸到整個填料層，破壞了全塔的正常操作。

氣液流動情況

確定填料支承板開孔面積的原則是，支承板開孔率必須大於填料層孔隙率，否則在支承區易構成“瓶頸”區，降低了整個填料塔的極限負荷。現代填料支承板的開孔面積通常占塔橫截面積的70%~100% ，開孔面積與結構、材質、塔徑等有關；某些材質為陶瓷、碳鋼、塑膠製作的通用型支承板，開孔率也有小於65%的。金屬支承板開孔率的下限值是80%，最好大到100%。

為防止填料從開口漏出，支承板開口尺寸必須小於填料顆粒。且所有開口需均勻分布。圓孔直徑為12.5mm，在支承板上加蓋線網的辦法是不可取的，有實踐證明它會促進支承區液泛的產生，較好的方法是在支承板上先整齊排列高度約300mm尺寸較大的填料，面後再堆積小填料。但絕不能將大填料散堆，以免大小填料混合面降低了孔除率。

支承板的材質應很好選擇，結構和強度設計十分重要。一般講所選材質的耐腐蝕能力應該比填料層更強，如有時儘管塔填料可用碳鋼，但支層板必須用不鏽鋼。因為即使是局部腐蝕也會降低板的支承強度，一旦形成空洞還會漏下填料。當塔內可能產生壓力脈動時，承受衝擊載荷是強度設計中要考慮的主要問題。對於易結焦的物料，在支承板底部排除滴流是非常重要的，因為滴下的液體會星“鐘乳石”狀懸掛於底部。此外，不支承板還應滿足一般的經濟技術要求，如材料省、重量輕、結構簡單且有利於氣、液的均布、安裝維修方便等。

功能

填料支承板必須具備下列功能：

1、可靠地承受施加於其上的各種負荷；

2、確保氣、液流暢通無阻；

3、防止填料顆粒或碎片從板的開孔處漏出。

因此，它不僅要有足夠的機械強度，而且開孔率要高，開孔尺寸不能太大。支承板承受的載荷隨床層結構和操作工況而異。液泛狀態床層對支承板施加了最大的作用力，塔內可能產生的操作壓力脈動亦會形成衝擊力，此外其他內構件如填料壓板、液體再分布器等也可能有些額外載荷。設計者需根據操作工況對諸因素作認真分析，儘可能準確地按最危險情況計算總載荷，進行結構和強度設計。

氣全噴射式

氣體噴射式填料支承板又稱梁型氣體噴射式填料支承板，是一種可根據塔徑大小由-一定
單元數開孔波紋板組合而成的綜合性能優良的散裝填料支承板，其結構如下圖所示，可用金屬(a)、塑膠(b)、陶瓷(c)等材料製作。

氣全噴射式支承板結構

1、支承板具有以下優點：

（1）結構合理：它是一種立體結構的支承板，故開孔面積不受塔截面積的限制，對於通用設計的金屬和塑膠材質的這類支承板，開孔率多在100%左右，陶瓷開孔率較小，通常約50%或稍大；波紋結構增大了支承板的強度和剛度，其底部所需支承梁的數目可大為減少，據稱所需支承梁數僅為其他類型的1/2到1/3；由單元組成的支承板，單元間的連線十分方便，可使用塔徑範圍實際上不受到限制，對大塔尤宜。

2、流體力學性能優良：氣、液分流，氣體從波的兩側面向上流出，液體集中到波谷流下，這就是避免了氣液間的相互夾帶，同時有利於氣體均布和混合；允許氣、液通量大，可承受液體噴淋密度高達120~240m³/(m²·h)，正常操作時壓降在62Pa以下，高負荷亦不過200Pa。

3、填料顆粒或碎片不易堵塞孔口。

4、材料省、重量輕，安裝維修方便。

格柵式

格柵式支承板是由一定數量柵條平行排列而成，為便於安裝和使用常將柵條分組連線拼接成格柵塊，再成塊安裝於支承面上，塊的寬度宜小於人孔直徑，以便從人孔送入塔內，塔徑較大時柵條必須分段。下圖表示由兩段、16塊組成的格柵式支承板，板擱置於其底部的支承環和中心支承樑上。

格柵式支承板

格柵式支承板最適合於規整填料的支承，一般而言其造價要較氣體噴射式低，空隙率也比較大。陶瓷材質，空隙率可高達70%；金屬在95%~97%範圍。

對於散裝填料，使用格柵式支承板存在如下弊病，故不甚合適。首先，開孔區易被填料顆粒或碎片堵塞，甚至構成塔的“瓶頸”，降低了生產能力。對於陶瓷填料，補救的辦法是在格柵上整齊堆放1到2層尺寸較大（100~150mm）的十字環或格柵塊。這樣就提高了支承區的空隙率，同時可防止填料碎片掉下，造成堵塞。堆放時，環或格柵塊間必須緊密相靠，防止鬆動，最好使用格柵塊，因開孔面積較大，且易於安裝。

格柵式支承板上整齊排列大尺寸填料

此法的另一好處是防止殘渣沉積於底部，且便於塔的清洗。其次，小尺寸填料使用格柵式支承板時，柵條間的距離必定很小，故空隙率也很小，支承區更容易被堵塞。故這種支承板不宜於支承小填料，最好用以支承公稱直徑不小於38mm或更大的填料。最後，這種支承板較之氣體噴射式，填料更容易從空隙處漏下，特別對於環形填料，因相互間不會咬合在一起，更有此弊病。支承塑膠填料時，要避免柵條邊緣做成銳角，因為填料受壓後會被擠入開口區並被銳邊所切割，進而堵塞支承板。這種毛病，在操作溫度較高時更易產生。