填料塔基础知识.docx

工业上完成吸收操作的设备统称为吸收塔。常见的有板式塔、填料塔两种。板式塔多用于精馏操作，填料塔多用于吸收操作。一、 填料塔的结构填料塔主要由塔体、填料及其附件（除沫装置、液体分布装置、气体分布装置、填料支撑装置、填料压紧装置等）构成。填料塔操作时，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，在压差作用下自下向上与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，而液体自塔上部进入，通过液体分布装置均匀喷洒在塔截面上，在重力作用下沿填料层向下流动。在填料表面上，气液两相密切接触进行质、热传递。填料塔属于连续接触式气液传质设备，填料层内气液两相呈逆流接触，填料的润湿表面为气液两相接触传质表面，气液两相组成沿塔高连续变化，正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。二 、填料塔的特点与板式塔比较，填料塔具有如下特点：1、生产能力大。填料塔内件开孔率大，空隙率大，液泛点高。2、分离效率高。适合处理难分离混合气体的分离，塔高较低。3、压降较小，适合减压操作，且能耗低。4、持液量小，适宜处理热敏性物料5、操作弹性较小，对液体负荷变化较敏感 ，若液体负荷较小或较大，易产生干塔或液泛现象。6、适宜处理易起泡和腐蚀性的物料，可利用填料消泡及采用防腐材料制造的填料。7、不宜处理含固或易聚合的物料，因清洗较麻烦。三、 填料的作用1、提供气液接触面积；2、强化气体湍动，降低气相传质阻力；3、更新液膜表面，降低液相传质阻力。填料的好坏是决定填料塔性能的主要因素，对操作影响较大的填料特性有比表面积、空隙率、填料因子和单位堆积体积的填料数目。四 、填料的性能为使填料塔发挥良好的性能，填料应符合以下几项主要要求。1、要有较大的比表面积单位体积填料层所具有的表面积称为填料的比表面积，用表示，单位为m2/m3。填料的表面只有被流动的液相所润湿，才能构成有效的传质面积。因此，还要求填料有良好的润湿性及有利于液体均匀分布的形状。同一种类的填料，尺寸越小，其比表面积越大。2、要求有较高的空隙率单位体积填料所具有的空隙体积称为填料的空隙率，用表示，单位为m3/m3。一般说填料的空隙率多在0.450.95范围内，当较高时，气液通过能力大且气流阻力小，操作弹性范围较宽。3、要求填料因子较小将与组合成/3的形式即为干填料因子，单位为m-1。填料因子表示填料的流体力学性能。当填料被喷淋的液体润湿后，填料表面覆盖了一层液膜，与均发生相应的变化，此时的/3即为湿填料因子，以表示。值小则填料层阻力小，发生液泛时的气速提高，亦即流体力学性能好。4、要求单位堆积体积的填料数目适宜对于同一种填料，单位堆积体积内所含填料的个数是由填料尺寸决定的。填料尺寸减小，填料数目就增加，填料层的比表面积也增大，而空隙率较小，气体阻力亦相应增加，填料造价提高。反之，若尺寸过大，在靠近塔壁处，填料层空隙很大，将有大量液体由此短路通过。为控制气液分布不均现象，填料尺寸不宜大于塔径D的1/101/8。此外，还要求填料经济、实用及可靠，要求填料单位体积的质量轻、造价低、坚固耐用、不易堵塞、有足够的机构强度、对于气液两相介质都具有良好的化学稳定性。实际应用时，各种填料不可能完全具备上述要求，需依据具体情况加以选择。五、 填料的类型填料的种类按填料形状分，有网体填料和实体填料；按材质分，有金属填料、塑料填料、陶瓷填料和石墨填料等；按填料的装填方式分，有散装（乱堆）填料和规整填料。散装填料是一类具有一定几何尺寸的颗粒体，以散装方式堆积在塔内。依结构特点不同，一般分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料和球型填料。规整填料是一类在塔内整齐有规则排放的填料，依几何结构不同分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等。工业生产常用的填料有：拉西环、鲍尔环、阶梯环、弧鞍环、矩鞍环、球型、波纹填料及脉冲填料。