化工設(shè)備-填料塔

填料塔 （Pa cking Co lumn）是塔設(shè)備 的一種 。

塔內(nèi) 填充 適當 高度 的填料 ，以增加 兩種 流體 間的接觸 表面 。

例如 應用 于氣體 吸收 時，液體 由塔的上部 通過 分布 器進入 ，沿填料 表面 下降 。

氣體 則由塔的下部 通過 填料 孔隙 逆流而上 ，與液體 密切接觸 而相互作用 。

構(gòu)造 較簡單 ，檢修 較方便 。

廣泛應用 于氣體 吸收 、蒸餾 、 等操控 。

 

填料塔 屬于 連續(xù) 接觸式 氣液 傳質(zhì) 設(shè)備 ，兩相構(gòu)成 沿塔高 連續(xù) 變化 ，在正常 操控 狀態(tài) 下，氣相 為連續(xù) 相，液相 為分散相 。

常用的液體再分裝置有：椎體形、槽形、升氣管形等。

在通常情況下，一般將液體收集器與液體分布器同時使用，構(gòu)成液體收集及再分布裝置。液體收集器的作用是將上層填料流下的液體收集，然后送至液體分布器進行液體再分布。
⑷除沫裝置
當塔內(nèi)操作氣速較大或液沫夾帶現(xiàn)象嚴重時，可在液體分布器的上方設(shè)置除沫裝置，主要用途是出口氣流中的液滴。

由于氣體在塔頂離開填料塔時，帶有大量的液沫和霧滴，為回收這部分液相，經(jīng)常需要在頂設(shè)置除沫器。

常用的除沫器有以下幾種：

✦折流板式除沫器，它是一種利用慣性使液滴得以分離的裝置，一般在小塔中使用。
✦旋流板式除沫器，由幾塊固定的旋流板片組成，氣體通過時，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動，造成一個離心力場，液滴在離心力作用下，向塔壁運動實現(xiàn)了氣液分離。適用于大塔徑凈化要求高的場合。
✦絲網(wǎng)除沫器，它由金屬絲卷成高度為100-150的盤狀使用。安裝方式多種多樣，氣體通過除霧沫器的壓強降約為120-250Kp，絲網(wǎng)除沫器的直徑由氣體通過絲網(wǎng)的大氣速決定。

⑸填料壓緊裝置
安裝在填料層上端。作用是保持填料層為一高度固定的床層，從而保持均勻一致的空隙結(jié)構(gòu)，使操作正常、穩(wěn)定，在高壓降、瞬時負荷波動等情況下，填料層發(fā)生松動或跳動。
分為：
填料壓板：自由放置于填料上端，靠自身重量將填料壓緊。適用于陶瓷、石墨材質(zhì)的散裝填料。它的作用是在高氣速（高壓降）和負荷突然波動時，阻止填料產(chǎn)生相對運動，從而避免填料松動、破損。
由于填料易碎，當碎屑淤積在床層填料的空隙間，使填料層的空隙率下降時，填料壓板可隨填料層一起下落，緊緊壓住填料而不會形成填料的松動、降低填料塔的生產(chǎn)能力及分離效率。
床層制板：固定在填料上端。
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填料塔的操作方式
填料塔的操作是從物料平衡、熱量平衡、相平衡及填料塔性能等幾個方面考慮，通過控制系統(tǒng)建立并調(diào)節(jié)塔的操作條件，使填料塔滿足分離要求。
⑴填料塔的操作方式：
液體從塔頂經(jīng)液體分布器噴淋到填料上，并沿填料表面流下；氣體從塔底送入，經(jīng)氣體分布裝置分布后，與液體呈逆流連續(xù)通過填料層的空隙；在填料表面上，氣液兩相接觸進行傳質(zhì)。
⑵填料塔的操作特點：
填料塔屬于微分接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備，兩相組成沿塔高連續(xù)變化；在正常操作狀態(tài)下，氣相為連續(xù)相，液相為分散相。
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氣液兩相的流體力學特性
填料塔的流體力學性能主要包括填料層的持液量、填料層的壓降、液泛等。
⑴填料層的持液量
在一定操作條件下，由于液膜與填料表面的摩擦以及液膜與上升氣體的摩擦，有部分液體停留在填料表面及其縫隙中。

✦定義：單位體積填料層內(nèi)所積存的液體體積，以（m3液體）/（m3填料）表示。

✦持液量的影響：一般來說，適當?shù)某忠毫繉μ盍纤僮鞯姆€(wěn)定性和傳質(zhì)是有益的，可以提供大的氣液相接觸面積；但持液量過大，將減少填料層的空隙和氣相流通截面，使壓降，處理能力下降。

✦結(jié)論：持液量不宜太小，也不宜太大。

⑵填料層的壓降

✦產(chǎn)生原因：在操作過程中，從塔頂噴淋下來的液體，依靠重力在填料表面成膜狀向下流動，上升氣體與下降液膜的摩擦阻力形成了填料層的壓降。
✦影響因素：壓降與液體噴淋量及氣速有關(guān)：一定的氣速下，液體噴淋量越大，壓降越大；在一定的液體噴淋量下，氣速越大，壓降也越大。