填料塔基础知识

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1、塔设备概述塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备Z—。它可使气（或汽）液和液液两相之间进行紧密接触，达到相际传质及传热的目的。可在塔设备中完成的常见的单元操作札精憾、吸收、解吸和萃取等。此外，工业气体的冷却与回收、气体的湿法净制和干燥，以及兼冇气液两相传质和传热的增湿、减湿等。这些过程都是在一定的压力、温度、流量等工艺条件下，在一定的设备内完成的。由于其过程中两种介质主要发生的是质的交换，所以也将实现这些过程的设备叫传质设备；从外形上看这些设备都是竖直安装的圆筒形容器，且长径比较大，形如“塔”，故习惯上称其为塔设备。按塔的

2、内件构成结构分为板式塔和填料塔逐级接触式：板式塔微分接触式：填料塔一般构造（1）板式塔在板式塔屮装冇一定数量的塔盘，液体借t身的重量t上而下沉向塔底（在塔盘板上沿塔径横向流动），气体靠压差自下而上以鼓泡的形式穿过塔盘上的液层升向塔顶。在每层塔盘上气、液两相密切接触，进行传质，使两相的组分浓度沿塔高呈阶梯式变化。（2）填料塔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，填料以乱堆或规整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

3、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，在止常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。当液体沿填料层向下流动时，冇逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现彖称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层屮分布不均，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

4、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。塔型选择作为主要用于传质过程的塔设备，首先必须使气液两相能充分接触，以获得较高的传质效率，除了应满足工艺条件，还应满足如下基本要求：■生产能力要大。即单位塔截而上单位时间内物料的处理量耍大。在较大的气液流速下，仍不知发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏正常操作的现象。■分离效率高。即气、液相能充分接触口分离效果好。■操作弹性大。即冇较强的适应性和宽的操作范围。能适应不同性质的物料冃在负荷波动吋能维持操作稳定，仍有较高的分离效率。■压降小。即流体通过时

5、阻力小，这样可大大节约生产的动力消耗，降低成本，在减压塔中若压降过大系统将难以维持必要的真空度。结构简单、耗材少，易于制造及安装，这样可减少投资，降低成木。■耐腐蚀不易堵塞，便于操作、调节及检修。一个塔设备要同时满足以上各项要求是困难的，而且实际生产中各项指标的重要性因具体情况而异，不可一概而论。所以应从生产需要及经济合理性考虑，正确处理以上各项要求。填料塔的特点新型高效填料的开发，使填料塔的生产能力（允许气速）和效率等于或超过了板式塔，国内外很多装置用新型填料改造板式塔，使生产能力和效率有较大幅度的提高。特点如下：当塔径不很大时，

6、填料塔因结构简单而造价便宜■对于易起泡物系，填料塔更适合，因填料对泡沫有限制和破碎的作用。对于腐蚀性物系，填料塔更适合，因可采用瓷质填料。对热敏性物系宜采用填料塔，因为填料塔内的持液量比板式塔少，物料在塔内的停留时间短。填料塔的压降比板式塔小，因而对真空操作更为适宜。填料塔不宜于处理易聚合或含有固体悬浮物的物料，而某些类型的板式塔(如大孔径筛板、泡罩塔等)则可以有效地处理这种物质。另外，板式塔的清洗亦比填料塔方便。■当气液接触过程屮需要冷却以移除反应热或溶解热时，填料塔因涉及液体均不问题而使结构复杂化。板式塔可方便地在塔板上安装冷却

7、盘管。同理，当有侧线出料时，填料塔也不如板式塔方便。以前乱堆填料塔直径很少大于0.5m,后來又认为不宜超过1.5m,根据近10年來填料塔的发展状况，这一限制似乎不再成立。板式塔直径一般不小于0.6mo■关于板式塔的设计资料更容易得到而且更为可靠，因此板式塔的设计比较准确，安全系数可取得更小。填料塔填料类型填料是填料塔的核心，是气液两相接触进行质、热传递的场所。填料的流体力学和传质性能与填料的材质、大小和几何形状紧密相关。填料可以分为乱堆填料、规整填料和高效填料，其屮每种填料里又依据其形状不同，而分为各种类型填料，详见表1、2、3。表

8、1乱堆填料(randompacking):以乱堆的方式进彳亍装填环形填料鞍形填料其它填料拉西环RaschingRing倍尔(弧)鞍BcrlSaddle球形l-Ball,TRl勒辛环LessingRing英特洛克斯(矩)鞍Intalox