化工设备 填料塔
填料塔的结构及其工作原理
填料塔的结构及其工作原理填料塔是一种常见的化工设备，广泛应用于石化、化工、环保等领域。
它的主要作用是进行物质的传质和传热，以实现化工过程中的分离、反应和纯化等目的。
本文将介绍填料塔的结构及其工作原理。
一、填料塔的结构填料塔主要由塔体、填料层、进料口、出料口和塔底等组成。
1. 塔体：塔体是填料塔的主体结构，通常由钢制或者玻璃钢制成。
它具有一定的高度和直径，根据工艺要求和处理规模的不同，塔体的尺寸也会有所变化。
2. 填料层：填料层是填料塔内部的重要组成部份，它能够提供大量的表面积，增加物质间的接触面，以促进传质和传热过程。
填料层通常由一系列形状规则的填料组成，如环形填料、方形填料等。
3. 进料口和出料口：进料口是将待处理的物质引入填料塔的通道，出料口则是处理后的物质从填料塔中排出的通道。
进料口和出料口通常位于填料塔的顶部和底部，以便实现物质的顺利流动。
4. 塔底：塔底是填料塔的底部结构，通常包括分液器和底部排液装置。
分液器用于将处理后的物质分离成上下两相，底部排液装置则用于排出底部液体。
二、填料塔的工作原理填料塔的工作原理主要涉及传质和传热过程。
1. 传质过程：填料塔中的填料层提供了大量的表面积，使得待处理物质能够与填料充分接触。
在填料层的作用下，物质之间发生传质作用，如气体吸收液体、液体蒸发、溶液中的物质传递等。
通过填料层的传质作用，可以实现物质的分离、纯化和浓缩等目的。
2. 传热过程：填料塔内部通常会通过加热或者冷却介质来实现传热过程。
介质通过塔体的外壁或者内部管道与填料层接触，将热量传递给填料和待处理物质。
通过传热过程，可以实现物质的加热、冷却和蒸发等目的。
填料塔的工作原理可以通过以下几个步骤来理解：首先，待处理物质从进料口进入填料塔，并与填料层接触。
填料层提供了大量的接触面，使得物质能够充分接触，从而实现传质和传热。
其次，通过填料层的传质作用，物质发生分离、吸收、蒸发、浓缩等过程。
例如，在气体吸收液体的过程中，气体中的组分会被液体吸收，从而实现气体的纯化。
填料塔规格型号
填料塔规格型号
填料塔是一种常见的化工设备，用于进行气体与液体的传质操作。
填料塔规格型号的选择对于填料塔的运行效果和效率至关重要。
在选择填料塔规格型号时，需要考虑到填料塔的高度、直径、填料类型、填料形状等因素。
填料塔的高度是一个重要的规格参数。
填料塔的高度决定了填料塔内气液接触的时间，高度越高，气液接触时间越长，传质效果越好。
同时，高度也会影响填料塔的压降，高度越高，压降越大。
因此，在选择填料塔规格型号时，需要根据具体的传质要求和工艺条件来确定填料塔的高度。
填料塔的直径也是一个关键的规格参数。
填料塔的直径决定了填料塔的气液负荷，直径越大，气液负荷越大，传质效果也会相应提高。
但是，直径增大会增加填料塔的成本和占地面积，因此在选择填料塔规格型号时，需要综合考虑传质效果和经济性。
填料塔的填料类型和填料形状也会影响填料塔的传质效果。
不同类型的填料具有不同的传质特性，选择合适的填料类型对于提高填料塔的传质效率至关重要。
同时，填料的形状也会影响填料塔内气液的分布和接触情况，不同形状的填料对于传质效果有着不同的影响。
总的来说，填料塔规格型号的选择需要根据具体的工艺要求和传质效果来确定。
在选择填料塔规格型号时，需要综合考虑填料塔的高
度、直径、填料类型和填料形状等因素，以确保填料塔能够达到预期的传质效果和运行效率。
同时，也需要注意填料塔的经济性和操作方便性，选择合适的规格型号，才能更好地发挥填料塔的传质作用。
填料塔的优点及适用场合
填料塔的优点及适用场合
填料塔是化工设备中常见的一种装置，用于气体与液体之间的传质、传热和反应过程。
它主要通过填料将气体和液体进行充分接触，以实现质量传递和反应的目的。
填料塔具有以下优点和适用场合：优点：
1.提高传质效率：填料塔内的填料能够增加气液接触面积，提高传质效率，促进物质传递和反应。
2.良好的均质性：填料塔内填料的设计和布置可使气液充分混合，提供更均匀的反应条件。
3.灵活性强：可根据需要选择不同种类的填料，适应不同的工艺需求。
4.节省空间：填料塔结构紧凑，适合在有限空间内进行气液传质和反应。
5.操作和维护方便：填料塔结构简单，操作和维护相对容易。
适用场合：
1.化工工艺中的气液传质：用于气体和液体之间的传质操作，例如吸收、提取、冷却、净化等过程。
2.化工反应设备：在化工反应中用于促进气体和液体的混合和反应，如酸碱中和、氧化、还原等反应。
3.环保设备：用于污染物的处理和净化，如烟气脱硫、脱硝等环保工艺中的气液处理。
4.石油化工、化肥、精细化工等工业领域：用于催化反应、分馏、萃取、蒸馏等操作。
填料塔的应用范围广泛，可以在化工、环保、石油化工等多个领
域中发挥作用。
它是一种有效的气液传质和反应设备，能够满足不同工艺流程的需要，提高生产效率和产品质量。
填料塔
填料塔百科名片填料塔是塔设备的一种。
塔内填充适当高度的填料，以增加两种流体间的接触表面。
例如应用于气体吸收时，液体由塔的上部通过分布器进入，沿填料表面下降。
气体则由塔的下部通过填料孔隙逆流而上，与液体密切接触而相互作用。
结构较简单，检修较方便。
广泛应用于气体吸收、蒸馏、萃取等操作。
为了强化生产，提高气流速度，使在乳化状态下操作时，称乳化填料塔或乳化塔(emulsifyingtower)。
目录[隐藏]结构原理发展历史基本分类历史事记应用领域发展状况工业应用结构原理发展历史基本分类历史事记应用领域发展状况工业应用[编辑本段]结构原理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。
填料塔的塔身填料塔结构示意图是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌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，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。
当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。
壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，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。
填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等优点。
填料塔也有一些不足之处，如填料造价高；当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面，使传质效率降低；不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料；对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。
填料塔维护检修规程
填料塔维护检修规程1. 引言填料塔是化工、环保等行业中常见的设备，用于进行气体吸附、分离和反应等工艺。
为了保证填料塔的安全运行和有效性，进行定期的维护和检修工作是必不可少的。
本文档旨在规范填料塔的维护检修工作，确保其正常运行和延长使用寿命。
2. 维护检修频率填料塔的维护检修频率应根据设备的使用情况和工艺要求进行确定。
通常情况下，填料塔的维护检修频率建议为每年至少一次，或者在设备发生异常情况时进行维护检修。
3. 维护检修内容3.1 清洗填料定期清洗填料是填料塔维护检修的重要内容之一。
清洗填料的目的是去除填料表面的污垢和积聚物，恢复填料的性能。
具体的清洗方法可以根据填料的材质和使用情况进行选择，在清洗过程中应注意安全，防止填料的破损和漏料。
3.2 检查填料状态维护检修过程中，需要对填料进行全面的检查，以确保填料的状态良好。
检查的内容包括：填料的损坏情况、堵塞情况、松散情况、磨损情况等。
对于发现的问题，应及时采取措施进行修理或更换。
3.3 检查填料支承结构填料塔的支承结构是保证填料安装稳固的关键。
在维护检修过程中，需要检查填料的支承结构是否牢固、完好。
如发现支承结构有松动、变形等问题，应立即进行修复。
3.4 检查填料塔壳体填料塔的壳体是承受填料重量和工艺压力的主要部件，因此需要定期检查其完整性和密封性。
维护检修过程中，应检查壳体是否存在漏气、渗漏等问题，并进行及时的修复和密封处理。
3.5 检查附属设备填料塔的维护检修还要包括对附属设备的检查。
附属设备包括进出料口、排污口、排气口等。
在维护检修过程中，需要检查这些附属设备的完好情况，确保其正常运行。
4. 维护检修记录在进行维护检修的过程中，需要认真记录工作的内容、日期和维护检修的结果。
维护检修记录对于后续的工作分析和设备运行情况的掌握非常重要。
记录应包括以下内容：维护检修的具体内容、发现的问题、处理的方法和结果等。
5. 安全注意事项在进行填料塔的维护检修时，应严格遵守安全操作规程，确保人员和设备的安全。
填料塔的结构及其工作原理
填料塔的结构及其工作原理填料塔是一种常见的化工设备，用于气体和液体之间的传质和传热操作。
它由塔壳、填料层、进料口、出料口、塔底和塔顶等组成。
下面将详细介绍填料塔的结构及其工作原理。
一、填料塔的结构1. 塔壳：填料塔的主体部分，通常由圆柱形或方形的金属壳体构成。
塔壳具有足够的强度和刚度，以承受内部压力和外部环境力的作用。
2. 填料层：填料塔内部的填料层是实现气液传质和传热的关键部分。
填料一般采用金属网格、塑料网格或陶瓷制成，具有大表面积和良好的润湿性，以增加气液接触面积，促进传质和传热效果。
3. 进料口和出料口：填料塔的进料口用于引入待处理的气体或液体，而出料口用于排出经过处理的气体或液体。
进出料口的位置和数量根据具体的工艺要求和设备设计而定。
4. 塔底：填料塔的底部通常设有液体收集装置，用于收集和排除从填料层中下降的液体。
液体收集装置可以是平板、集液器或集液槽等形式。
5. 塔顶：填料塔的顶部通常设有气体排放装置，用于排出处理后的气体。
气体排放装置可以是排气管、排气扇或排气管道等形式。
二、填料塔的工作原理填料塔的工作原理基于气体和液体之间的质量传递过程。
当气体通过填料层时，气体分子与填料表面接触，从而发生吸附、吸收、化学反应或物理吸附等过程。
这些过程使得气体中的污染物质或有害物质被吸附或吸收到液体中，从而实现气体的净化和处理。
具体而言，填料塔的工作过程包括以下几个步骤：1. 进料：待处理的气体或液体通过进料口引入填料塔。
在进料口处，气体与液体发生接触，开始进行传质和传热过程。
2. 填料层：气体通过填料层时，与填料表面接触，发生吸附、吸收或化学反应。
填料层的大表面积和良好的润湿性有利于增加气液接触面积，提高传质效果。
3. 液体收集：填料层中的液体由于重力作用逐渐下降，最终被收集到塔底的液体收集装置中。
液体收集装置可以将液体排出或重新循环使用。
4. 气体排放：经过填料层处理的气体从塔顶的气体排放装置排出。
填料塔填料装填方案
填料塔填料装填方案填料塔是化工工艺中常用的设备，在精馏、吸收和萃取等过程中起到分相和传质的作用。
填料塔的填料选择和装填方案对于设备的运行效果和产品质量有着重要的影响。
下面是对填料塔填料选择和装填方案的详细介绍。
一、填料选择选择填料时需要考虑以下几个因素：传质效果、容积利用率、压降和耐腐蚀性。
1.传质效果：填料的传质效果直接影响到设备的分离效果。
通常选择表面积大、润湿性好的填料，如波纹板、骨状填料、环状填料等。
2.容积利用率：填料塔的容积利用率直接影响设备的经济性。
选择体积小、表面积大的填料可以提高容积利用率，如启擎环、泡泡板等。
3.压降：填料的压降越小，塔的运行能耗越低。
选择压降小的填料可以提高设备的经济性。
4.耐腐蚀性：填料需要具有一定的耐腐蚀性，以保证长期运行的稳定性。
根据具体的工作介质选择耐腐蚀性好的填料材料，如不锈钢、塑料等。
填料的装填方案一般有水平装填和垂直装填两种。
1.水平装填：水平装填适用于较小的填料塔，装填工艺相对简单。
具体操作步骤如下：（1）将填料按照设定的装填高度放置在填料托盘上。
（2）保持填料的平整度和紧密度，防止填料间产生空隙。
（3）在填料顶部设置平行的固定托板，以稳定填料并减少液相折射。
2.垂直装填：垂直装填适用于大型填料塔，装填工艺相对复杂。
具体操作步骤如下：（1）利用起重机将填料箱升入填料口，并将填料整齐的倒入填料塔中。
（2）使用振动器震动填料塔，以达到填料均匀分布的目的。
（3）对填料进行压实，采用专用的填料压实器将填料压实，使得填料间没有空隙。
（4）最后，在填料顶部设置平行的固定托板，以稳定填料并减少液相折射。
三、装填要点无论是水平装填还是垂直装填，都需要注意以下几个要点：1.填料的平整度和紧密度：填料的平整度和紧密度影响塔的运行和传质效果。
需要通过技术措施保持填料的平整度和紧密度，防止填料间产生空隙。
2.压实填料：对填料进行适当的压实，可以减少填料塔的压降和液相折射。
化工设备之填料塔
化工设备之填料塔填料塔是一种常见的化工设备，用于进行物理或化学反应、蒸馏和吸收过程等。
填料塔中填充着各种不同的填料，以增加气液质量传递的表面积，从而提高设备的效率。
下文将从填料的种类、作用原理、设计和应用等方面介绍填料塔。
一、填料的种类1.球形填料：常见的球形填料有陶瓷球、金属球和塑料球等。
球形填料具有流体阻力小、气液分布均匀等特点，是填料塔中常见的一种填料。
2.环形填料：环形填料分为金属材质和塑料材质两种。
环形填料的特点是表面积大，容积小，具有良好的液膜形成和固定的优势，适合于处理液相粘度大的情况。
3.网状填料：网状填料具有表面积大、空隙率高、液滴分布均匀等特点，能有效地扩大气液接触界面，增强气液质量传递效果。
4.格栅填料：格栅填料通常用于液压分离时使用，能够有效地增加间隙面积，并保持间隙的大小和位置不变。
二、填料塔的作用原理填料塔的主要作用原理是通过填充物增加气液接触面积，从而提高传质、反应和分离的效率。
当气体和液体在填料塔中产生接触时，由于填料的存在，气体和液体必须通过填料内的波流道隙缝，从而导致气液混合，进而进行物理或者化学反应，提高传质效果，以达到分离、纯化的目的。
三、填料塔的设计1.填料：填料的类型和形态直接影响到填料塔的效果，应根据具体工艺要求和特点选择。
2.塔径和塔高：要根据设备的工作流量、物理性质和反应特性等因素来确定，应该选择适当的塔径和塔高，以保证设备的高效运行。
3.塔体冷却：在进行冷却反应时，应考虑在塔体中安装冷却器，以保证反应温度不会过高。
4.进口液流速：为保证液相在填料层内形成实际的液膜，应保证进口液速不低于一定值，通常为1～1.5m/s。
5.进口液体含气量：液体中的气体含量越高，气液分布越均匀，但气体含量过高会影响填料塔内流体的反应效率，因此进口液中的气体应控制在一定范围内。
四、填料塔的应用填料塔广泛应用于化工、石化、冶金、环保等领域，主要用于分离、回收、蒸馏、吸收等物理和化学反应过程。
化工原理下册第三章-填料塔-本科
二、填料的性能及其评价
(2)空隙率 单位体积填料层的空隙体积称为空隙率，以 表示，其单位为 m3/m3，或以%表示。 分析
～ 流动阻力 ～ 塔压降 ～ 生产能力 ～ 流动阻力 ～ 传质效率
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二、填料的性能及其评价
(3)填料因子 填料的比表面积与空隙率三次方的比值称为填 料因子，以 表示，其单位为1/m。
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二、填料塔工艺尺寸的计算
2.填料层高度的计算 (1)传质单元高度法
Z H OG NOG
(2)等板高度法
Z NT HETP
注意问题： ①填料层的分段； ②设计填料层高度 Z 1.3 ~ 1.5 Z。
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三、填料层压降的计算
1.散装填料压降的计算
计算方法：由埃克特通用关联图计算。 2.规整填料压降的计算 计算方法： ①由压降关联式计算； ②由实验曲线计算。
2.填料规格的选择 (1)散装填料规格的选择 散装填料常用的规格（公称直径）有 DN16 DN25 DN38 DN50 DN76 填料规格
～ 传质效率 ～ 填料层压降
填料 公称 直径
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选择原则：D/d ≥ 8
塔 径
一、填料的选择
(2)规整填料规格的选择 规整填料常用的规格（比表面积）有 125 150 250 350 500 700 同种类型的规整填料，其比表面积越大，传 质效率越高，但阻力增加，通量减少，填料费用 也明显增加。故选用时，应从分离要求、通量要 求、场地条件、物料性质以及设备投资、操作费 用等方面综合考虑。
经验值
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第3章 蒸馏和吸收塔设备
3.2 填料塔 3.2.4 填料塔的内件
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一、填料支承装置
化工设备之填料塔
化工设备之填料塔引言填料塔是化工生产中常用的一种设备，用于进行气体或液体的传质与传热操作。
填料塔通过将流体引导经过填料层，增大接触面积，从而提高传质传热效率。
本文将从填料塔的定义、结构、工作原理、应用领域等方面进行详细介绍。
一、填料塔的定义填料塔（Packed tower）是一种用于气体液体传质、传热的设备。
其结构包括塔体、填料层、进出口管道、槽外冷凝器等部分。
填料塔的塔体一般由塔筒、进出料口、塔底及塔顶等组成。
二、填料塔的结构填料塔的结构主要包括以下几个部分：1. 塔筒塔筒是填料塔的主体部分，一般由圆柱形或方形的金属材料制成。
塔筒的内部通常经过抛丸除锈、防腐处理等工艺，以提高其耐腐蚀性能。
2. 填料层填料层是填料塔的核心部分，其作用是增大流体接触面积。
常见的填料材料包括金属、陶瓷、塑料等，其形状有条形、环形、片状等多种。
3. 进出口管道填料塔的进出口管道用于引导流体进入和流出塔体。
进口管道通常设置在塔底，而出口管道则设置在塔顶。
4. 槽外冷凝器槽外冷凝器是填料塔中常用的辅助设备，用于将气体冷凝成液体。
冷凝后的液体可以回流到塔底，进一步提高传质效率。
三、填料塔的工作原理填料塔的工作原理是通过在塔内设置填料层，使流体在填料层上形成薄膜状，增加液体和气体之间的接触面积，从而促进传质和传热的发生。
具体的工作原理如下：1.液体从塔顶通过喷淋器均匀地引入填料层，流经填料层后形成薄膜状。
2.气体从塔底通过进口管道引入塔内，顺着填料层向上流动。
3.在填料层的作用下，液体和气体之间进行传质传热，液体中的溶质逐渐均匀地分布到气体中。
4.溶质逐渐从气体中传到液体中，达到传质的目的。
5.冷凝的气体在填料层中与液体接触，被冷凝器冷凝成液体后回流到塔底。
6.反复循环以上步骤，直到达到预定的传质、传热效果。
四、填料塔的应用领域填料塔广泛应用于化工、石油、冶金、环保等行业，其主要应用领域包括：1.吸附分离：填料塔在吸附分离过程中起到重要作用，可用于气体分离、液体分离等。
填料塔填料装填方案
填料塔填料装填方案填料塔装填方案一、前言填料塔是化工设备中常用的一个组件，主要用于气体吸附、干燥、净化等工艺过程中的填料装填。
填料塔填料装填的合理性直接影响工艺的效果和设备的运行性能。
因此，提出一套科学合理的填料装填方案十分重要。
二、装填时机填料装填的时机应选择在设备安装完毕、清洁无杂质后进行。
此时需保证填料在清洁环境下进行装填，避免因杂质进入而影响填料效果。
三、填料选择填料的选择应根据具体工艺要求和设备的运行条件进行。
常用的塔填料有：金属填料、塑料填料和陶瓷填料等。
在选择填料时，要考虑其耐腐蚀性、耐磨性、传质效率、压降等性能指标，并根据工艺要求选择合适的填料材质及形状。
1.清洗填料材料填料装填前要对填料材料进行清洗，以去除表面的尘土、油污等杂质。
可采用水洗、煮沸、酸洗等方式进行清洗，保证填料的表面干净无杂质。
2.检查填料材料在装填前对填料材料进行检查，排查是否有损坏、变形、缺角等情况。
如有损坏情况，要及时更换或修复。
3.定位装填台座根据填料塔的结构，选择合适的装填台座，将其安放在填料塔的适当位置。
台座的高度和尺寸应与填料层的要求相匹配，且稳固可靠。
4.分层装填将填料均匀地分层装填到填料塔中，每一层填料的高度应根据工艺要求进行调整。
为了保证填料的均匀分布，可以采用分段装填的方法，即先填一部分填料，然后压实，再加入下一层填料，重复以上步骤。
5.压实填料完成一定层次填料后，需进行填料的压实。
可使用专用的填料压实器，在保持塔内气道通畅的前提下，逐层进行填料的压实。
压实的目的是使填料更加紧密，提高填料层的稳定性和传质效率。
6.检查尺寸完成填料装填后，要对填料塔的尺寸进行检查。
确保填料层的高度和厚度与设计要求相符，填料塔的尺寸符合设计图纸要求。
7.安装配件填料装填完成后，需安装填料塔的上、下盖板、进出料口、排气口等配件。
安装过程中需注意密封性，避免泄漏。
五、安全操作在填料装填过程中，要注意安全操作，穿戴好防护用具，避免填料物料进入眼睛、口鼻等敏感部位。
化工设备之填料塔
化工设备之填料塔首先，选择合适的填料是非常重要的。
填料的选择应根据反应物性质、反应条件、以及产物分离要求等因素综合考虑。
填料的表面积越大，对气液间传质速度越快，因此填料材料的选择应以增大界面传质作用并提高传质速度为目标。
其次，填料塔的设计应该具备良好的传质和传热性能，保证反应的高效进行。
为了达到这一目的，填料塔通常采用多层填料结构，以增大气液接触面积，并通过设置冷却与加热设备，以保持较大的温差，提高传热效率。
另外，填料塔的操作应该严格按照操作规程进行，操作人员要经过专门的培训，熟悉填料塔的操作流程和事故处理方法，以确保生产过程的安全性。
最后，填料塔的维护和保养也是非常重要的。
定期对填料塔内部进行清洗和维护，检查填料的磨损情况，及时更换老化的填料，以确保填料塔的正常运行。
总之，填料塔的设计、选择填料、操作和维护都是非常重要的，必须严格按照相关规定和要求进行。
只有这样，才能保证填料塔的正常运行，确保生产过程的稳定和产品质量的可靠。
填料塔是化工设备的重要组成部分，主要用于进行气液或液液的接触与反应、物料分离、物质传递等工艺操作。
为了保证填料塔的正常工作，需要特别注意以下几个方面。
首先，填料选型是填料塔设计的关键环节。
填料的种类、形状、密度、比表面积等特性直接影响着填料塔的传质传热效率。
因此，在填料选型过程中，需要充分考虑填料与气体或液体的接触方式、传递速度、传质效率等因素。
另外，填料的物理和化学性质也要符合所需的反应条件，以避免对反应过程产生不利影响。
同时，在填料选型过程中还要考虑填料的耐腐蚀性和耐磨性，以确保填料的使用寿命和稳定性。
其次，填料塔的结构设计以及气液分布方式也是填料塔设计中必须重视的方面。
在设计填料塔时，需要考虑填料的密度、堆积方式、气体液体的分布方式、流态特性等多方面因素，以保证填料的均匀与充分分布，从而实现较高的传质传热效率。
特别需要关注气液入口的设计和布置，以确保气液在填料层内的均匀分布和高效接触。
化工原理第五章(填料塔)
2013-7-14
④弧鞍与矩鞍（berl saddle and intolox saddle）
【弧鞍形填料】
1931年出
现的这类填
料称弧鞍形
填料，是因
形如马鞍而
得名。
2013-7-14
【结构特点】这种填料层中主要为弧形的液体通道
，填料层内的空隙较环形填料（尤其较拉西环填料
主，增加了填料间的空隙，可以促进液膜的表面更
新，有利于传质效率的提高。
2013-7-14
2013-7-14
【性能特点】（1）由于高径比减少，使得气体绕填 料外壁的平均路径大为缩短，减少了气体通过填料
层的阻力。
（2）阶梯环的性能略优于鲍尔环，与鲍尔环相比，
生产能力可提高10%，气体阻力可降低5%左右，是
2013-7-14
金属拉西环
2013-7-14
塑料拉西环
2013-7-14
【拉西环的性能特点】 （1）拉西环是最早使用的人造填料（此前的填料为
碎石、砖块、焦炭等），制造容易，曾得到极为广
泛的应用。
（2）大量的工业实践表明，拉西环由于高径比太大，
堆积时相邻之间容易形成线接触，填料层的均匀性
差。因此，拉西环填料层中的液体存在着严重的壁
接触时间长，气液趋于平衡态，在塔内几乎不构成
有效传质区。
【结论】填料的比表面积并非有效的传质面积。
2013-7-14
（2） 空隙率ε 【定义】塔内单位体积填料层具有的空隙体积， m2/m3。 【影响】ε为一分数。ε值大则气体通过填料层的阻 力小，故ε值以高为宜。 填料的空隙率越大，气体通过的能力（处理能力 ）越大且压降低。因此，空隙率是评价填料性能优 劣的又一重要指标。
化工设备之填料塔
化工设备之填料塔填料塔是石化、化工、环保等行业中常用的一种设备，主要用于液体、气体之间的传质和化反作用过程中的物质非均相状态的接触反应，它是化工设备中的重要组成部分，广泛应用于吸收、脱硫、脱硝、曝气、油水分离、吸附分离和臭氧发生器等领域。
填料塔的结构填料塔由塔体、填料层和分布器等组成，外形通常呈圆柱形，也有方形或者多角锥形等多种形状。
填料层则是由各种材料制成的，如珍珠岩、金属、陶瓷、玻璃等，其主要作用就是将气体、液体分开，提高接触面积，加速传质过程。
在塔体内部库存器和间隔器的安排是为了保证填料层的压缩率，防止填料下沉和稀疏，促进填料表面易于湿润，提高填料的接触效果。
分布器则是在填料层上分配液体的一个关键部件，通常由下部圆盘状分布器和莲花状分布器组成。
填料塔的工作原理填料塔的原理是通过填料层将气体和液体分开，隔离的目的是为了促进气体和液体之间的反应接触并提高接触面积。
进入填料塔内的气体在填料层中遇到液体时，会因为其比重不同而受到重力作用而往下移动，液体会沿着填料表面流下，两种物质之间的交流和反应也随之增加。
化学反应需要一个较长的时间来完成，因此塔体高度的选择是重要的。
在接触后，气体中的不同成分可以被分离，被固定在填料的表面上，并被液体从其中移除。
填料塔的应用领域1、吸收分离填料塔在吸附除臭和可恶臭气体中有着广泛应用。
在烟气脱硫和脱氮中使用Cao、Mgo、Na2CO3等碱性药剂，通过反应分离出臭气。
2、吸收分离填料塔在饮料、酒类、果汁等行业中，常用于着色食品添加物（如酸甜味剂）制作。
3、氧化化学反应通常需要在一定的温度和压力下进行，填料塔在部分氧化反应的中起到了重要作用，特别是在水和乙烯中生成乙醛等反应产物的反应中。
填料塔是化工生产的一盏明灯，其在各种反应过程中均有着广泛应用。
随着科技的不断进步，填料塔制造和应用技术的不断创新，填料塔在各种领域中发挥的作用也是越来越重要。
化工过程设备设计教学课件：第七章塔设备7.1-7.2塔设备的作用与分类及填料塔与板式塔简介
《过程设备设计》
目录
7.1 塔设备的作用与分类 7.2 填料塔与板式塔简介 7.3 塔设备的选型 7.4 塔设备的设计 7.5 塔设备的振动
1
塔设备的作用与分类
石化装置中的塔林
7.1 塔设备的作用与分类
（1）塔设备作用 重要的单元操作设备。 实现气（汽）—液相或液—液相之间的充分接触，从而达到 相际间进行传质及传热的目的。 石油化工、煤化工、医药、食品等行业有广泛应用。 例如，在炼油和煤化工中，塔设备投资占所有工艺设备总投 资的34.85%；在30万吨乙烯装置中，塔设备所占的质量比 例高达25.3%。
谢谢观赏
《过程设备设计》
气体通过每层板上液层时，形成气泡与液沫，泡沫可为两相
接触提供足够大的相际接触面，有利于相间传质。
板式塔
板式塔结构简图
返回
板式塔
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7.2 填料塔与板式塔简介
（2）塔设备的结构 无论是填料塔还是板式塔，除了各种内件之外， 均由塔体、支座、人孔或手孔、除沫器、接管、 吊柱及扶梯、操作平台等组成。
甲醇酒精回收塔
（2）塔设备分类
按操作 压力
加压塔 常压塔 减压塔
按内件 结构
填料塔 板式塔
按单元 操作
精馏塔 吸收塔 萃取塔 干燥塔
最常用的分类方法
12
填料塔与板式塔简介
7.2 填料塔与板式塔简介
（1）填料塔
简图1 简图2
填料塔为连续(或称微分)接触式的气液传质设备。 在圆筒形的塔体内部，分段装有若干段填料，填料堆积于支撑装置上。 液体由塔顶入口管进入分布器，均匀喷淋在填料表面上并在重力作用下向 下流动，气体在压强差的推动下，由支承板下方气体入口管进入塔内，通 过填料间的空隙由塔的顶部排出。 填料塔内气液两相呈逆流流动，气体和液体在填料表面上进行传质和传热， 两相的组成沿塔高连续变化。
填料塔 负荷 范围
填料塔负荷范围
填料塔是一种用于气体或液体分离、传质、吸附等过程的设备，而填料则是塔内用于提供表面积以增强传质和分离效果的材料。
填料塔的负荷范围取决于多个因素，包括填料的性质、操作条件、分离过程的类型等。
以下是一些影响填料塔负荷范围的关键因素：
1.填料种类：
•不同种类的填料具有不同的表面积和传质性能。
填料种类的选择会影响填料塔的负荷范围。
2.操作条件：
•温度、压力和流速等操作条件对填料塔的负荷范围有直接影响。
高温、高压条件下可能需要更耐高温、高压的填料。
3.传质过程：
•不同的分离或传质过程对填料的要求不同。
例如，吸附塔和脱硫塔可能对填料的选择和负荷范围有不同的要求。
4.目标分离效率：
•如果需要高分离效率，可能需要更多的填料，这将影响填料塔的负荷范围。
5.塔的几何结构：
•塔的直径、高度等几何结构参数也会对填料的负荷范围产生影响。
较大的塔可能承载更大的负荷。
6.流体特性：
•流体的粘性、密度等特性也会影响填料塔的设计和负荷范围。
在填料塔设计中，通常会通过实验和模拟来确定最佳的填料负荷范围，以满足特定的操作需求。
这些实验可以包括填料塔性能测试、传质效果测试等。
最终的填料塔设计应该平衡各种因素，以实现经济、高效和可靠的操作。
填料吸收塔的特点
填料吸收塔的特点
填料塔的特点主要包括以下几点：
1. 结构简单：填料塔由塔体、填料、液体分布器等部分组成，结构简单，易于设计和制作。
2. 处理能力较大：填料塔的传质面积较大，可以适应较大的流量和负荷，因此具有较大的处理能力。
3. 分离效率高：填料塔内的填料具有较大的表面积，可以提供更好的传质和扩散条件，因此具有较高的分离效率。
4. 阻力较小：填料塔内的填料可以减少流动阻力，降低能耗，同时减少设备的磨损和维护成本。
5. 适用范围广：填料塔适用于各种不同的气体和液体混合物的分离，包括高湿度、高粘度、易聚合等特殊物料的处理。
6. 易于控制：填料塔内的填料可以方便地更换或清洗，因此可以方便地调整和优化设备的性能，同时也可以控制和减少环境污染。
总的来说，填料塔是一种高效、稳定、可靠的分离设备，在化工、石油、环保等领域得到了广泛应用。
填料塔空塔气速
填料塔空塔气速
填料塔是化工领域中常见的塔式设备，用于气体和液体之间的传质和反应。
在填料塔中，填料的选择和操作参数的控制对设备的效率和性能至关重要。
空塔气速是填料塔中一个重要的操作参数，通常指的是气体通过填料层的速度，它的大小会影响传质效率和设备的运行情况。
填料塔的空塔气速应根据具体的操作条件和填料种类来确定，一般来说，空塔气速的大小应考虑以下几个方面：
1. 填料种类：不同种类的填料对空塔气速的要求有所不同，通常需要根据填料的类型和性质来确定合适的气速范围。
2. 传质效率：适当的空塔气速可以促进气液传质过程，提高设备的传质效率。
过高或过低的空塔气速都会影响传质效果。
3. 液体分布：空塔气速的大小也会影响液体在填料层的分布均匀性，过高的气速可能导致液相被带走而影响传质效果。
4. 压降：过高的空塔气速会增加填料层的压降，增加设备的能耗和运行成本。
一般来说，填料塔的空塔气速应该在适当的范围内，以保证传质效率和设备的正常运行。
具体的空塔气速设置需要根据实际情况进行调整和优化，可以通过实验或仿真等方法来确定最佳的操作参数。
填料塔塔径圆整标准
填料塔塔径圆整标准
填料塔是一种广泛应用于化工、石油、制药等行业的重要设备，用于气液两相间的传质和分离。
在设计填料塔时，塔径的圆整是一个重要的环节，其标准通常包括以下几个方面：
1. 直径整数化：为了方便制造和安装，填料塔的塔径通常取整数，如1000mm、1200mm 等。
这是因为在实际制造过程中，非整数的直径会增加制造成本和难度。
2. 标准直径系列：在化工、石油等行业中，存在一些标准的直径系列，如300mm、400mm、500mm、600mm 等。
这些标准直径系列是经过长期实践和经验总结得出的，具有一定的通用性和合理性。
3. 填料尺寸：填料塔的塔径还需要考虑填料的尺寸，以确保填料能够在塔内自由流动，避免堵塞和积液。
一般来说，填料的尺寸应该小于塔径的1/8 到1/10。
4. 流量和传质要求：塔径的大小还需要根据工艺要求和流量来确定，以确保气液两相能够在塔内充分接触和传质。
同时，塔径的大小也会影响到塔的阻力和分离效率。
5. 安全因素：在确定塔径时，还需要考虑安全因素，如塔内压力、温度、介质等因素，以确保塔的安全运行。
填料塔塔径的圆整标准需要综合考虑多种因素，包括制造、安装、工艺要求、安全等方面。
在实际设计中，需要根据具体情况进行综合分析和决策，以确保填料塔的高效、安全和稳定运行。
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21
5）气体分散装置
22
金属环
阶梯环 半环填料
环 鞍 形
(环-鞍)
金属Intalox
鞍 形 填 料
(鞍-环) 弧鞍形 矩鞍形 改进矩鞍形
4
a采用乱堆方式填充。特点：填料间易产生架桥，相邻 填料外表面间形成线接触，填料层内形成积液、液体的偏流、 沟流、股流，阻力较大，通量较小。
拉西环
θ环、十字环及内螺旋填料
b采用乱堆和整堆方式填充。特点：表面积增加，分 离效率有所提高，但总体而言，其传质效率并没有显著
2
1.填 料
填料—塔的核心内件，提供气-液两相接触的传质和换热表面，与塔的其 它内件共同决定塔的性能。
散装填料 填料分类 规整填料
1)散装填料—安装时以乱堆为主，也可以整砌。具有一定外形结构的颗粒体， 又称颗粒填料。
环形 散装填料
鞍形 环鞍形
3
散装填料的发展
环 形 填 料
拉西环
θ环 隔板环 十字环 内螺旋环 短拉西环
9
2.填料塔内件的结构设计
1）填料的支承装置
安装在填料层的底部。防止填料穿过支承装置而落下； 支承操作时填料层的重量；保证足够的开孔率，使气液 两相能自由通过。具备足够强度及刚度，结构简单，便于 安装，耐腐蚀。 栅板支承
整体式应用于小直径塔
分块式应用于大直径塔
波纹式支撑装置
驼峰式支撑装置
高通量低压降；为气体及液体提供了不 同的通道，避免了栅板式支承中气液从同一 孔槽中逆流通过；避免了液体在板上的积聚， 利于液体的均匀再分配。
错，上、下两盘填料中波纹片的叠合方向旋转90°。
金属板波纹填料保留了金属丝网波纹填料压降低、
金属板波纹填料
通量高、持液量小，气液分布均匀，几乎无放大效应等 优点，传质效率也比较高。
3）填料的选用
依据—主要是效率、通量和压降。它们决定塔能力的大小及操作费用。
实际应用中—一般选用具有中等比表面积（单位体积填料中填料的表 积, m2/m3）的 填料比较经济。还应考虑系统的腐蚀性、成膜性和是否含有固体颗粒等因素来选择不 同材料，不同种类的填料。 比表面积较小的填料—空隙率大，用于流体高通量，大液量及物料较脏的场合。
12
液体分 配管
进液 口 液位 管
布液 管
重力型排管式液体分布器
13
压力型管式分布器
槽式孔流分布器
槽式溢流型液体分布器
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喷洒式液体分布器
1 放大
主管
支管
接管
喷嘴
喷嘴喷出的液体呈锥形，为了达到均匀分布， 锥底需有部分重叠，重叠率为30～40%，喷嘴安装于 填料上方约300～800mm处，喷射角度约120°。雾沫 夹带较严重，需安装除沫器，且压头损失大，要避 免液体直接喷到塔壁上，产生过大的壁流。进料中 不能含有气相及固相。
15
小直径塔用盘式孔流分布器
大直径塔—采用支承梁将分布 器分为2～3个部分，设计时注 意支承梁在载荷作用下每米的 最大挠度应小于1.5mm。
两个分液槽安装 在矩形升气管上， 并将液体加入到 盘上。
盘式溢流型分布器：将盘式孔流型 分布器的布液孔改成溢流管。
16
冲击型液体分布器
选用： 对金属丝网填料及非金属丝 网填料，应选用管式分布器； 对于比较脏的物料，应优先 选用槽式分布器； 对于分批精馏的情况，应选用 高弹性分布器。
填料层限位器(床层定位器)用于金属、塑料制散装填料及各种规整填料。填
料限位器需要固定在塔壁上。小塔用螺钉将网板限位器的外圈 固定于塔壁；大塔，用支耳固定。规整填料—使用栅条间距为 100～500mm的栅板。
与的栅板型支承板类似，只是空隙率大
于70%。栅条间距约为填料直径的0.6～ 0.8倍，或是底面垫金属丝网以防止填料 通过栅条间隙。
范围宽
<1.2
范围宽
<1.2
>0.4
留堵程度 气体阻力 对水平度 的要求 腐蚀的 影响 液相夹带 重量
高 低 低 中 低
高 低 无 大 高
中-高 低 无 大 高
中 高
低载荷时高
低 高 高 小 低
18 高
大 低
低
低
低Leabharlann 中中高3）液体收集再分布器
在各段填料之间加液体收集再分布器。其作用是消除“壁流”，避免 “干
第一节 第二节
概
述
板式塔及其结构设计
第三节
第四节 第五节
填料塔及其结构设计
其它结构设计 塔体和裙座的强度计算
填料塔
1.基本特点:结构简单，压力降小，传质效率高，便于采用耐腐蚀材料制造等。 对于热敏性及容易发泡、易结垢的物料，更显出其优越性。
2.科技前沿: (1)开发多种形式、规格和材质的高效， 低压降，大流量的填料。 (2) 与不同填料相匹配的塔内件结构。 (3) 填料层中液体的流动及分布规律。 (4) 蒸馏过程的模拟。
液体分布器的性能比较
管式
重力 液体分布质量 处理能力 (m3/m2〃h) 塔径(m) 高 压力 中
0.25～2.5
喷洒式
压力 低-中
槽式孔流
重力 高
槽式溢流
重力 低-中
盘式孔流
重力 高
盘式溢流
重力 低-中
0.25～10
任意
范围较宽
任意
范围宽
任意， 通常>0.6 中 低 低载荷时高 大 低
范围宽
任意， 通常>0.6 低 低-高 高 小 低
提高。
5
c开孔环形填料 特点：既充分利用了环形填料的表面又增加了许多窗孔，大大改善了气 液两相物料通过填料层时的流动状况，增 加气体通量，减少气相的阻 力，增加填料层的湿润表面，提高了填料层的传质效率。
金属鲍尔环的结构
阶梯环的结构（金属）
类似于鲍尔环，但高度减小一半，一端扩为喇叭形翻边，增加填料环的强度，且使 填料在堆积时相互接触由线接触为主变成为以点接触为主，增加填料颗粒的空隙，减 少气体通过填料层阻力，改善液体的分布，促进液膜的更新，提高传质效率。
锥”；消除气、液的径向浓度差。
升气管液体收集再分布器
斜板式液体收集再分布器
19
将沿塔壁流下的液体用再分配锥导出至塔的中心。圆锥小端直径D1＝0.7～0.8Di。分 配锥安装在填料层分段之间，以防气体流动面积减少、气体扰动、气体死角，安装困难。
20
4） 填料的压紧和限位装置
避免气速较高或压力波动较大时，填料层松动所引起的气、液相的不良分布， 及散装填料的流化。 填料压紧器（又称填料压板)用于陶瓷、石墨等脆性散装填料。，自由放置于 填料层上部，靠自身重量压紧填料。
小塔径——填料整盘装填，1.5米以上大塔或无法兰连
接的不可拆塔体—— 用分块形式从人孔吊入塔内再拼装。
丝网波纹填料
8
金属、塑料及陶瓷板波纹填料三大类。 保留了金属丝网波纹填料几何规则的结构特点相同， 不同的是用表面具有沟纹及小孔的金属板波纹片代替金 属网波纹片，即每个填料盘由若干金属板波纹片相互叠 合而成。相邻两波纹片间形成通道且波纹流道成90°交
孔管式填料支承装置
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2）填料塔的液体分布器
作用—液相加料及回流液均匀地分布到填料的表面上，形成液体的初始分布。 设计—液体分布点密度，分布点布液方式，布液的均匀性等因素。包括分布器结 构形式、几何尺寸确定、液位高度或压头大小、阻力等。 液体分布点密度
1）散堆填料
D≤400mm时，每 30cm2的塔截面设一个喷淋点； D≤750mm时，每 60cm2的塔截面设一个喷淋点； D≤1200mm时，每240cm2的塔截面设一个喷淋点； 2）规整填料：对液体分布均匀要求高，按每20～50cm2塔截面设置一个喷淋点。 位置—高于填料层表面150～300mm。
6
d鞍形填料
结构类似马鞍形。特点：弧形的液体通道，空隙率较环形填料连续，气体向上 主要沿弧形通道流动，改善气-液流动状况。 流体通量大、压降低、滞留量小， 利于液体在填料表面分布及更新，从而提高传质性能。
弧鞍形填料
矩鞍形填料
金属环矩鞍填料
7
2）规整填料
散装填料——填料乱堆在塔内，气液两相的流动路线是随机，装填时各处不 均，易产生沟流等不良分布，降低塔的效率。 规整填料——填料在塔内按均匀的几何图形规则、整齐地堆砌，人为地规定 填料层中气、液的流路，改善沟流和壁流的现象，大大降低压降，提高传热、传 质的效果。种类主要有丝网波纹填料及板波纹填料。 因上下两盘填料的板片方向交错90°，故每通过一层填 料后，气液两相进行一次再分布，有时还在波纹填料片上按 一定的规则开孔（孔径Ф5mm，孔间距约为10mm），这样相 邻丝网片间气、液分布更加均匀，几乎无放大效应。