填料塔基本特征

填料塔基本***征

 

一、填料塔结构

填料塔是一种气液传质设备，它利用塔内***量填料作为相间接触元件。填料塔塔身为立式圆筒，塔底设有填料支撑板，填料以随机堆或整栋的形式放置在支撑板上。填料压板安装在填料上方，以限制填料随着上升气流的运动。液体从塔***加入，由液体分配器喷洒到填料上，并沿填料表面向下流动。气体从塔底进料，经气体分配装置(一般不设小直径塔)分配后，连续通过与液体逆流接触的填料层间隙，气液两相在填料表面紧密接触进行传质。填料塔属于连续接触气液传质设备。在正常操作条件下，气相是连续相，液相是分散相。

二、填料类型及性能评价

填料是填料塔的核心部件，提供气液两相接触传质的相界面，是决定填料塔性能的主要因素。填料有很多种，根据填料方式的不同，可以分为散装和规整填料。散装填料根据结构***点不同可分为环填料、鞍填料和环鞍填料。规整填料按其几何结构可分为网格填料、波纹填料、脉冲填料等。目前工业上采用的是波纹填料，可分为板式波纹填料和网状波纹填料

填料的几何***性是评价填料性能的基本参数，包括比表面积、孔隙率、填料因子等。

1.比表面积:单位体积填料层的填料表面积越***，提供的气液传质面积越***，性能越***。

2.空隙率:每单位体积填料层的空隙体积；孔隙率越***，气体通过能力越***，压力越低。

3.填料因子:填料的比表面积与孔隙率的立方之比，表示填料的流体力学性能。数值越小，表面流体阻力越小。

三、填料塔设计的基本步骤

1.根据给定的设计条件，合理选择填料；

2.根据给定的设计任务，计算塔径、填料层高度等工艺尺寸；

3.计算填料层的压降；

4.进行填料塔的结构设计，包括塔身设计和塔内构件设计。

四、填料塔设计

1.填料的选择

填料的选择应根据分离工艺的要求，综合考虑填料的品种、规格和材质。应尽可能选用技术资料齐全、性能成熟的新型填料。对于性能相近的填料，应根据其***点进行技术经济评价，使选用的填料既能满足生产要求，又能使设备投资和运行成本低。

(1)填料类型的选择

填料的传质效率要高:传质效率是分离效率，一般用各理论水平的等效填料层高度，即HETP值来表示；

填料的通量要***:在相同的液体负荷下，在保证高传质效率的前提下，应选择具有高泛点气速或气相动能因子的填料；

填料层压降较低:填料层压降越低，塔的电耗越低，运行成本越小；这对热敏材料尤其重要。

填料具有很强的抗污和堵塞性能，便于拆卸和维护。

(2)填料规格的选择

填料规格是指填料的公称尺寸或比表面积；

(一)散装填料规格选择:工业塔常用的散装填料主要有DN25、DN38、DN50、DN76等。相似填料尺寸越小，分离效率越高，但阻力增***，通量降低，填料成本增加很多；然而，当***尺寸填料用于小直径塔时，会产生较差的液体分布和严重的壁流，从而降低塔的分离效率。因此，应该限制塔直径与填料尺寸的比率。一般情况下，塔径与填料公称直径的比值D/d应***于8。

(b)规整填料规格的选择:***内习惯用比表面积表示规整填料的型号和规格，主要是125、150、250、350、500和700；同类型规整填料的比表面积越***，传质效率越高，但阻力增***，通量降低，填料成本也明显增加。应综合考虑分离要求、通量要求、场地条件、材料性质、设备投资、运营成本等。，使选用的填料既能满足技术要求，又具有经济合理性。

对于同一个填料塔，可以选择不同类型和规格的填料，散装填料和规整填料可以同时使用。

(3)填料的选择

填料的材料分为三类:陶瓷、金属和塑料

(一)陶瓷填料陶瓷填料具有******的耐腐蚀性，能在低温和高温下工作，具有一定的抗冲击性，但不适合在高冲击强度下使用。脆性和易碎性是陶瓷填料的主要缺点。陶瓷填料因其价格低廉、表面润湿性***，被广泛应用于气体吸收、气体洗涤、液体萃取等工艺中。

(b)金属填料金属填料可以由各种材料制成，金属材料的选择主要基于系统的腐蚀性和金属材料的耐腐蚀性。

金属填料因其通道***、空气阻力小而具有较高的抗冲击性，可在高温、高压和高冲击强度下使用。

(c)塑料填料主要包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)和聚氯乙烯(PVC)，***内普遍采用聚丙烯。

塑料填料质轻，价格便宜，韧性***，耐冲击，不易碎，耐腐蚀性***，可在100℃以下长期使用；由于其流量***、压力低，多用于吸收、分析、提取和除尘设备。塑料填料的缺点是表面润湿性差，需要进行处理。