對于直徑較小的實(shí)驗(yàn)室塔器,天大北洋可以提供特殊設(shè)計(jì)的填料,用于對分離任務(wù)進(jìn)行初步評估。此種填料能在較低的壓降下提供最高的理論板數(shù)。
主要的散堆型實(shí)驗(yàn)填料有θ環(huán)(又稱狄克松 Dixon填料)、矩形螺旋圈填料和三角環(huán)螺旋填料。
θ環(huán)的填料介紹:
θ環(huán),又稱狄克松 Dixon填料。是一種小顆粒高效填料,用金屬絲網(wǎng)或刺孔板制成,填料的直徑與高度相等,目前使用的材料有:不銹鋼、黃銅、碳鋼、磷青銅等。θ環(huán)填料主要用于實(shí)驗(yàn)室及小批量、高純度產(chǎn)品的分離過程。
θ環(huán)填料的壓力降與氣速、液體噴淋量、物系的重度、表面張力、粘度、填料的特性因素有關(guān),也與填料的預(yù)液泛處理有關(guān)。下面數(shù)據(jù)的條件為全回流下操作,操作壓力為常壓,供使用參考:
Φ1.5×1.5在Φ13mm塔中壓力降為70~400mmH2O/米(甲苯基乙烷)
Φ2.5×2.5在Φ50mm塔中壓力降為55~250mmH2O/米(甲苯基乙烷)
Φ4×4在Φ50mm塔中壓力降為30~200mmH2O/米(水)
θ環(huán)填料的滯料量比同類的實(shí)體填料大說明θ環(huán)的表面潤濕情況比一般瓷環(huán)完全,成膜率高,因而效率也更高。
矩形螺旋圈填料介紹:
矩形螺旋圈填料是用金屬絲繞制而成的,針對精餾小試塔中用于分離傳質(zhì),專門用于精餾小試設(shè)備,規(guī)格從Φ1.5~Φ12。其外形是個多邊形,故而也有人稱之為矩形彈簧填料,它與彈簧的區(qū)別在于繞制的每一圈不是圓形而是矩形,圈與圈之間的矩形錯開一定的角度。因此,從端面方向看是個多邊形。這種填料效率較高,主要用于實(shí)驗(yàn)室。
天大北洋研發(fā)的矩形螺旋圈填料類似Helipak填料(又名海里派克填料、亥里-派克填料),由金屬絲繞制而成,形同彈簧圈,圈間有微隙,便于液體成膜,矩形螺旋圈填料每圈是矩形(或正方形),圈間互相錯開一定角度(此處和海里派克填料不同,海里派克填料圈間是平行的)。該填料不僅廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室中的分離提純,現(xiàn)已應(yīng)用到精細(xì)化工產(chǎn)品的提純分離過程中,實(shí)驗(yàn)研究表明該填料具有高效的傳質(zhì)性能。
新型矩形螺旋圈填料主要應(yīng)用于CO2/氨基甲酸酯化學(xué)交換濃縮穩(wěn)定同位素~(13)C的精密分離過程中,效率高于Helipak填料和CY填料。產(chǎn)品規(guī)格有五種,已推廣應(yīng)用于其他氣液傳質(zhì)操作中。在φ68mm的塔中,將矩形螺旋圈高效填料與類似于CY型網(wǎng)波填料作了對比,前者效率比后者商3—4倍。通過不同塔徑試驗(yàn),研究放大效應(yīng),擬合的電算模型平均相對誤差為4.6%。
三角環(huán)螺旋填料介紹:
三角環(huán)螺旋填料又稱三角填料,屬芬斯克填料(FenskeSpiral),是用金屬絲繞制而成的,其外形與彈簧相似,故而也有人稱之為三角形彈簧填料,它與彈簧的區(qū)別在于繞制的每一圈不是圓形而是三角形,圓與圓之間的三角形錯開一定的角度。因此,從端面方向看是個多邊形。這種填料效率較高,但與θ環(huán)填料相比,分離效率高,阻力略大。
三角環(huán)螺旋填料是化工填料的一種,主要用于實(shí)驗(yàn)室,尤其是核工業(yè)核工業(yè)領(lǐng)域同位素的分離與提純。
指標(biāo) 尺寸 | 比表面積 | 空隙率 % | 堆積密度 kg/L | 理論板數(shù) 塊/m | 參考材質(zhì) |
1.5mm | 3500 | 80 | 1.5 | 80 | SUS316L |
3mm | 2800 | 84 | 1.2 | 60 | SUS316L |
4mm | 2500 | 88 | 1.1 | 40 | SUS316L |
其等板高度(H.E.T.P)約在25~58mm范圍內(nèi)。理論板數(shù)平均每米最高可達(dá)到45塊,是最常用的實(shí)驗(yàn)室散裝填料之一。