塑料阶梯环填料与鲍尔环同属于开孔环类型的,但这种填料的高径比小于1,所以阶梯环又具有短环的特点,又应属于开孔短环类所以在阶梯环的环壁上仅开有一层窗孔,这使绕填料外壁流动气体的平均路径较鲍尔环大为缩短,。如此可以减少气体通过的阻力,这与短拉西环较拉西环可以降低塔的压降、提高塔通量的结论是一致的.
在塑料阶梯环填料的两端或一端还增加翻边,不但增加了填料的强度,而且改善了塔内填料堆积的状况,使堆积接触由环壁间的线接触为主变为点接触为主,增多了空隙率,减少了气体的流动阻力,也使得液体在填料层内的分布更为均匀。由于填料间接触点的增多,增加了液体流动的汇集分散点,促进了液膜的表面更新,有利于传质效率的提高,从而性能又有了进一步的提高。
某化肥厂有一3.5m的常压脱硫塔,含硫半水煤气用A.D.A溶液进行脱硫。脱硫塔总高27m,上部装有3.5m高填料层,下部为空塔段。过去采用木格栅填料和聚丙烯矩鞍填料后改装Dg76聚丙烯阶梯环填料,取得了很好的效果。具体如下:
a.改造后与另一座并联的、塔径相同的木格栅填料塔相比,在满足出塔半水煤气中含硫要求的条件下,阶梯环填料塔为木格栅填料塔通量的2.3倍,液气比较木格栅填料塔小1/2压降约为木格栅塔的1/4。
b.改造后与改造前装填的Dg76聚丙烯矩鞍塑料填料相比,阶梯环填料的通量为矩鞍填料的1.5倍,压降仅为矩鞍填料塔的/2。阶梯环填料塔对气体净化度提高了一倍,并且解决了使用矩鞍填料易发生硫堵的问题。
由于塑料阶梯环填料的性能明显地优于开孔环类型的鲍尔环填料和鞍形填料中的瓷矩鞍填料,而且制造的材料也比较广泛,所以阶梯环填料在20世纪70年代,其应用范围发展速度都很快。
据报道自1972年以来,以欧美为中心的世界硫酸制造业,原有填料塔中的填料逐渐被瓷质CMR填料所取代。这样可以取得使产量塔的产量增高、能耗降低、酸沫减少等效果。
如制酸能力为1200d的硫酸干燥塔、吸收塔,用等量的瓷阶梯环填料替代原塔中的瓷矩鞍填料,结果使产量由原来的12004增为160d,约增加产量3%,而且减少了酸沫夹带现象。又由于压降减小,动力费用也更为便宜.