烟台大学化学工程与工艺专业实习报告(2)

（3） 阶梯环填料是对鲍尔环的改进，与鲍尔环相比，阶梯环高度减少了一半并在一端增加了一个锥形翻边。由于高径比减少，使得气体绕填料外壁的平均路径大为缩短，减少了气体通过填料层的阻力。锥形翻边不仅增加了填料的机械强度，而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主，这样不但增加了填料间的空隙，同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点，可以促进液膜的表面更新，有利于传质效率的提高。阶梯环的综合性能优于鲍尔环，成为目前所使用的环形填料中最为优良的一种。 规格 mm 比表面积 m/m 空隙率 m/m 个数 n/ m 堆积重量 kg/ m 干填料因子 m 25*12.5*0.5 38*19*0.8 50*28*1 254 0.93 97160 383.5 273 154.3 132.5 0.94 0.95 31890 11600 465.6 323.9 185.8 127.4 弧鞍填料

（4） 弧鞍填料属鞍形填料的一种，其形状如同马鞍，一般采用瓷质材料制成。弧鞍填料的特点是表面全部敞开，不分内外，液体在表面两侧均匀流动，表面利用率高，流道呈弧形，流动阻力小。其缺点是易发生套叠，致使一部分填料表面被重合，使传质效率降低。弧鞍填料强度较差，容破碎，工业生产中应用不多。 矩鞍填料

（5） 矩鞍填料 将弧鞍填料两端的弧形面改为矩形面，且两面大小不等，即成为矩鞍填料。矩鞍填料堆积时不会套叠，液体分布较均匀。矩鞍填料一般采用瓷质材料制成，其性能优于拉西环。目前，国内绝大多数应用瓷拉西环的场合，均已被瓷矩鞍填料所取代。 金属环矩鞍填料

（6） 金属环矩鞍填料 环矩鞍填料（国外称为Intalox）是兼顾环形和鞍形结构特点而设计出的一种新型填料，该填料一般以金属材质制成，故又称为金属环矩鞍填料。环矩鞍填料将环形填料和鞍形填料两者的优点集于一体，其综合性能优于鲍尔环和阶梯环，在散装填料中应用较多。

填料尺寸 mm Dg25*20*0.6 Dg38*30*0.8 Dg50*40*1 Dg76*60*1.2 比表面积 m/m 185 112 74.9 57.6 空隙率 m/m 0.96 0.96 0.96 0.97 个数 n/ m 101160 36600 10400 3320 堆积重量 kg/ m 119 365 291 244.7 球形填料

（7） 球形填料一般采用塑料注塑而成，其结构有多种。球形填料的特点是球体为空心，可以允许气体、液体从其内部通过。由于球体结构的对称性，填料装填密度均匀，不易产生空穴和架桥，所以气液分散性能好。球形填料一般只适用于某些特定的场合，工程上应用较少。

除上述几种较典型的散装填料外，近年来不断有构型独特的新型填料开发出来，如共轭环填料、海尔环填料、纳特环填料等。工业上常用的散装填料的特性数据可查有关手册。 二、规整填料

规整填料是按一定的几何构形排列，整齐堆砌的填料。规整填料种类很多，根据其几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等。 格栅填料

（1）格栅填料是以条状单元体经一定规则组合而成的，具有多种结构形式。工业上应用最早的格栅填料为木格栅填料。目前应用较为普遍的有格里奇格栅填料、网孔格栅填料、蜂窝格栅填料等，其中以格里奇格栅填料最具代表性。

格栅填料的比表面积较低，主要用于要求压降小、负荷大及防堵等场合。 波纹填料

（2）波纹填料目前工业上应用的规整填料绝大部分为波纹填料，它是由许多波纹薄板组成的圆盘状填料，波纹与塔轴的倾角有30°和45°两种，组装时相邻两波纹板反向靠叠。各盘填料垂直装于塔内，相邻的两盘填料间交错90°排列。

波纹填料按结构可分为网波纹填料和板波纹填料两大类，其材质又有金属、塑料和陶瓷等之分。

金属丝网波纹填料是网波纹填料的主要形式，它是由金属丝网制成的。金属丝网波纹填料的压降低，分离效率很高，特别适用于精密精馏及真空精馏装置，为难分离物系、热敏性物系的精馏提供了有效的手段。尽管其造价高，但因其性能优良仍得到了广泛的应用。

金属板波纹填料是板波纹填料的一种主要形式。该填料的波纹板片上冲压有许多f5mm左右的小孔，可起到粗分配板片上的液体、加强横向混合的作用。波纹板片上轧成细小沟纹，可起到细分配板片上的液体、增强表面润湿性能的作用。金属孔板波纹填料强度高，耐腐蚀性强，特别适用于大直径塔及气液负荷较大的场合。

金属压延孔板波纹填料是另一种有代表性的板波纹填料。它与金属孔板波纹填料的主要区别在于板片表面不是冲压孔，而是刺孔，用辗轧方式在板片上辗出很密的孔径为0.4～0.5mm小刺孔。其分离能力类似于网波纹填料，但抗堵能力比网波纹填料强，并且价格便宜，应用较为广泛。 波纹填料的优点是结构紧凑，阻力小，传质效率高，处理能力大，比表面积大（常用的有125、150、250、350、500、700等几种）。波纹填料的缺点是不适于处理粘度大、易聚合或有悬浮物的物料，且装卸、清理困难，造价高。

（3）脉冲填料脉冲填料是由带缩颈的中空棱柱形个体，按一定方式拼装而成的一种规整填料。脉冲填料组装后，会形成带缩颈的多孔棱形通道，其纵面流道交替收缩和扩大，气液两相通过时产生强烈的湍动。在缩颈段，气速最高，湍动剧烈，从而强化传质。在扩大段，气速减到最小，实现两相的分离。流道收缩、扩大的交替重复，实现了“脉冲”传质过程。 脉冲填料的特点是处理量大，压降小，是真空精馏的理想填料。因其优良的液体分布性能使放大效应减少，故特别适用于大塔径的场合。 四氟填料

聚四氟乙烯阀杆填料是以聚四氟乙烯细粉料为原料，采用全新的工艺加工而成的一种柔软制品。白色，连续绳状，截面呈圆形。它具有高度的柔顺性，极好的填充性、自润滑性、低摩擦系数、耐腐蚀等性能。技术参数：·使用温度 -260～+260 ·使用压力 <20MPa ·适用介质 除元素氟、熔融碱金属以外的一切化学物质。优点：·装填方便快捷。装填时一般不必拆卸阀门，只需将绳状填料绕在阀杆上，推入填料函，上紧函盖帽，填料即被压成一个密实的整体。 ·密封性能优异。膨胀聚四氟乙烯独特的微观结构赋予该产品极佳的柔韧性和模塑性，使它能轻易地将填料函内部空隙，甚至阀杆、函体上的所有凹坑和沟槽填密，这也使腐蚀、磨损的旧阀门避免更换或修理。 ·使用寿命长。因它长期保持的柔软塑性，使泄漏缺

口随时被填塞，还因它不被腐蚀，不会老化，可保长期使用。·阀门开闭灵活轻便。因为聚四氟乙烯具有最低的摩擦系数和优异的自润滑性。 ·不污染管道中的流体。因为它洁白干净，不会因腐蚀老化而脱落，使它特别适用于医药、精细化工、食品等行业。·规格通用性好，减少填料储存量，节约开支。只需备置几种粗细规格的阀杆填料，就能满足大多数阀门之需求。一般选用能用手嵌入的最大号这种填料，但较细的'该种填料，也可用于大规格的阀门中，压紧后，也会塑变成型，得到密实的封填体。 型号规格 直 径(mm) 4 5 6 7 8 10 12 14 16 18 20包 装 形 式 绕于塑料卷轴中，每卷1Kg或5Kg。

编辑本段填料塔的结构及其工作原理

填料

填料塔的作用是起到吸收作用，是化工、石油化工和炼油生产中最重要的设备之一。

以下讲一下填料塔的结构特点：

填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。

当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分

布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。

填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等优点。

填料塔也有一些不足之处，如填料造价高；当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面，使传质效率降低；不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料；对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。

烟台宏泰达化工有限责任公司为山东省高新技术企业，山东省守合同重信用企业、中国化工行业卓越品牌首批百佳企业，山东大学、烟台大学教学实验基地。主要生产脱模剂、硅油、硅橡胶等有机硅产品。公司成立于1997年6月，注册资金1000万元，坐落于人才济济、风景秀丽的烟台高新区，占地四十余亩，建筑面积 10000平方米。公司设备、技术先进，检测设备齐全，科研力量雄厚，产品市场覆盖全国二十多个省市自治区，并远销沙特阿拉伯等中东国家。烟台宏泰达化工有限责任公司为山东省高新技术企业，山东省守合同重信用企业、中国化工行业卓越品牌首批百佳企业，山东大学、烟台大学教学实验基地。主要生产脱模剂、硅油、硅橡胶等有机硅产品。公司成立于1997年6月，注册资金1000万元，坐落于人才济济、风景秀丽的烟台高新区，占地四十余亩，建筑面积10000平方米。公司设备、技术先进，检测设备齐全，科研力量雄厚，产品市场覆盖全国二十多个省市自治区，并远销沙特阿拉伯等中东国家。

N-甲酰吗啉广泛用于有机合成过程中作溶剂，用于聚酯塑料的发泡催化剂具有特别优良的性能。

N-甲酰吗啉广泛用作有机合成工艺中的溶剂，是分离芳烃与石腊烃的最佳抽提溶

剂。作为聚酯塑料的发泡催化剂具有特别优良的性能。N-甲酰吗啉是制取芳烃的优良抽提溶剂，采用NFM的芳烃抽提工艺可以生产纯度为99.99%的精苯，在合成纤维等领域用途十分广泛，而且其售价也较普通纯苯要高 一种白色或微黄色透明液体，略有氨味，溶于水、苯等极性溶剂，与水按1：1比例混合时，溶液pH为8.6，与C9--C10的烃不形成共沸物。外观为无色透明液体，无特殊气味。熔点21℃，沸点244℃，重度1.152。无毒。

四、 用途

用于芳烃抽提溶剂及有机合成溶剂。 N-甲酰吗啉的合成

N-甲酰吗啉的合成方法有多种，根据酰化剂不同一般可以分为甲酸法、甲酸甲酯法、甲酰氯法、羰基酰化法以及吗啉烯胺氧化法等，其中甲酰氯法因为腐蚀及污染问题早已淘汰，甲酸甲酯法需要对甲醇进行回收，羰基

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