填料塔结构示意图
精馏塔的结构、工作原理及分类汇总(附图)
精馏塔的结构、工作原理及分类汇总（附图）
精馏塔的功能和分类：
基本功能：形成气液两相充分接触的相界面，使质、热的传递快速有效地进行，接触混合与传质后的气、液两相能及时分开，互不夹带。
精馏塔分类：精馏塔的种类很多，按接触方式可分为连续接触式（填料塔）和逐级接触式（板式塔）两大类，在吸收和蒸馏操作中应用极广。板式塔：
在圆柱形壳体内按一定间距水平设置若干层塔板，液体靠重力作用自上而下流经各层板后从塔底排出，各层塔板上保持有一定厚度的流动液层；气体则在压强差的推动下，自塔底向上依次穿过各塔板上的液层上升至塔顶排出。气、液在塔内逐板接触进行质、热交换，故两相的组成沿塔高呈阶跃式变化。
2、板式塔
板式塔通常是由一个圆柱型的壳体及沿塔高按一定的间距水平设置的若干层塔板（或塔盘）所组成。
在塔内沿塔高装有若干层塔板，液体靠重力的作用由顶部逐板流向塔底，并在各块板面上形成流动的液层；气体则靠压强差推动，有塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。气液两相在塔内进行逐级接触，两相组成沿塔高呈梯级式变化。
板式塔的塔板
塔板是板式塔的主要构件，决定塔的性能。在几种主要类型错流塔板中，应用最早的是泡罩板，目前使用最广泛的筛板塔和浮阀塔板。同时，各种新型高效塔板不断问世。
按照结构分，板式塔塔板可以分为泡罩塔、筛板塔、浮阀塔和舌形塔等。
按照流体的路径分，可以分为单溢流型和双溢流型。3.按照两相流动的方式不同，可以分为错流式和逆流式两种。
（1）溢流塔板
溢流塔板(错流式塔板)：塔板间有专供液体溢流的降液管(溢流管)，横向流过塔板的流体与由下而上穿过塔板的气体呈错流或并流流动。板上液体的流径与液层的高度可通过适当安排降液管的位置及堰的高度给予控制，从而可获得较高的板效率，但降液管将占去塔板的传质有效面积，影响塔的生产能力。
史上最全的反应器结构及工作原理图解！
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这里给大家介绍一下常用的反应器设备，主要有以下类型：①管式反应器。由长径比较大的空管或填充管构成，可用于实现气相反应和液相反应。②釜式反应器。由长径比较小的圆筒形容器构成，常装有机械搅拌或气流搅拌装置，可用于液相单相反应过程和液液相、气液相、气液固相等多相反应过程。用于气液相反应过程的称为鼓泡搅拌釜（见鼓泡反应器）；用于气液固相反应过程的称为搅拌釜式浆态反应器。③有固体颗粒床层的反应器。气体或(和)液体通过固定的或运动的固体颗粒床层以实现多相反应过程，包括固定床反应器、流化床反应器、移动床反应器、涓流床反应器等。④塔式反应器。用于实现气液相或液液相反应过程的塔式设备，包括填充塔、板式塔、鼓泡塔等（见彩图）。
一、管式反应器
一种呈管状、长径比很大的连续操作反应器。这种反应器可以很长，如丙烯二聚的反应器管长以公里计。反应器的结构可以是单管，也可以是多管并联；可以是空管，如管式裂解炉，也可以是在管内填充颗粒状催化剂的填充管，以进行多相催化反应，如列管式固定床反应器。通常，反应物流处于湍流状态时，空管的长径比大于50；填充段长与粒径之比大于100(气体)或200（液体），物料的流动可近似地视为平推流。
分类：
1、水平管式反应器
由无缝钢管与U形管连接而成。这种结构易于加工制造和检修。高压反应管道的连接采用标准槽对焊钢法兰，可承受1600-10000kPa 压力。如用透镜面钢法兰，承受压力可达10000-20000kPa。
2、立管式反应器
立管式反应器被应用于液相氨化反应、液相加氢反应、液相氧化反应等工艺中。
填料塔填料类型附图
填料塔填料类型附图
填料塔填料类型附图
填料塔是一种应用很广泛的气液传质设备，它具有结构简单，压降低，填料易用耐腐蚀材料制造等优点
对于理想的填料应该为气液两相提供合适的通道，气体流动的压降低，通量大，且液流易于铺展成液膜，液膜表面的更新迅速，此外，还应兼顾便于制造，价格低廉，有一定的强度和耐热、耐腐蚀性能，表面材质与液体的润湿性好的要求。
常用的填料有散装填料和规整填料两大类，前者可以在塔内乱堆，也可以整砌，常见的填料有以下几类：
1、拉西环，它是一段高度和外径相等的短管，可用陶瓷和金属制造，拉西环形状简单，制造容易，其流体力学和传质方面的特性比较清楚，曾得到广泛的应用，但是拉西环由于其高径比比较大，堆积时相邻环之间容易形成线接触、填料层的均匀性较差，因此，拉西环填料层中的液体存在着严重的壁流和沟流现象
2、鲍尔环，是在拉西环的基础上发展起来的，它是在拉西环的壁上沿周向冲出一层或两层长方形小孔，但是小孔的母材不脱离圆环，而是将其向内弯向环的中心，这种结构提高了环内空间和环内表面的有效利用程度，使气体流动阻力大为降低，因而对真空操作尤为适用，鲍尔环上的两层方孔是错开的，在堆积时即使在相邻填料形成线接触，也不会阻碍气液两相的流动，不致产生严重的偏流和沟流现象
3、矩鞍形填料，这中填料的结构不对称，填料两面大小不等，堆积时不会重叠，填料层的均匀性大为提高，其气体流动阻力小，处理能力大，制造比较方便
4、阶梯环填料，其构造与鲍尔环类似，环壁上开有长方形孔，环内有两层交错45度的十字形翅片，阶梯环高度通常只有直径的一半，其一端制成喇叭口形状，因此，在填料层中填料之间呈多点接触，床层均匀且孔隙率大，气体流动阻力降低，生产能力较高
填料塔的简单介绍及其相应计算教材
目录
一、塔设备的概述 (2)
1.1 填料塔 (3)
1.2 板式塔 (4)
1.3填料塔与板式塔的比较 (5)
二、塔设备设计的基本步骤 (6)
三、塔设备的强度和稳定性计算 (6)
3.1塔设备的载荷分析和设计准则 (6)
3.2 质量载荷 (8)
3.3地震载荷 (8)
3.4偏心弯矩 (8)
3.5最大弯矩 (8)
3.6 圆筒轴向应力核核 (9)
3.6.1 圆筒轴向应力 (9)
3.6.2 圆筒稳定校核 (9)
3.6.3 圆筒拉应力校核 (10)
3.7裙座轴向应力校核 (10)
3.7.1 裙座底截面的组合应力 (10)
4.7.2裙座检查孔和较大管线引出孔截面处组合应力 (11)
4.8轴向应力校核条件 (12)
五、心得体会 (13)
一、塔设备的概述
塔设备是石油化工、化学工业、石油工业等生产中最重要的设备之一。它可使气（汽）液或液液相之间进行充分接触，达到相际传热及传质的目的。在塔设备中能进行的单元操作有：精馏、吸收、解吸，气体的增湿及冷却等。表1中所示为几个典型的实例。
表1 塔设备的投资及重量在过程设备中所占的比例
实现气（汽）—液相或液—液相之间的充分接触，从而达到相际传质和传热的目的。塔设备广泛用于蒸馏、吸收、介吸、萃取、气体的洗涤、增湿及冷却等单元操作中，它的操作性能好坏，对整个装置性能好坏、对整个装置的生产，产品产量、质量、成本以及环境保护、“三废”处理等都有较大的影响。因此对设备的研究一直是工程界所关注的热点。随着石油、化工的发展，塔设备的合理造型及设计将越来越受到关注和重视。
为了使塔设备能更有效、更经济的运行，除了要求它满足特定的工艺条件，还应满足以下基本要求。
精馏装置-板式塔的结构和原理
精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置。作为精馏过程的主要设备，有板式塔与填料塔两种主要类型。根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。今天就带大家了解板式塔的结构和原理。
一、板式塔
板式塔通常是由一个圆柱型的壳体及沿塔高按一定的间距水平设置的若
干层塔板（或塔盘）所组成。
板式塔实物图
板式塔结构图
二、板式塔塔板
板式塔的塔板可分为有降液管及无降液管两大类。有降液管的一般液体呈错流式，无降液管的液体呈逆流式。
板式塔由塔板不同可以分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、舌型板和斜孔板
等等。其中以泡罩塔，浮阀塔和筛板塔在工业生产中使用最为广泛。
三、泡罩塔
泡罩塔板是工业上应用最早的塔板，它由升气管及泡罩构成。泡罩安装在升气管的顶部，分圆形和条形两种，以前者使用较广。泡罩有f80、f100和f150mm三种尺寸，可根据塔径大小选择。泡罩下部周边开有很多齿缝，齿缝一般为三角形、矩形或梯形。泡罩在塔板上为正三角形排
列。
泡罩边缘开有纵向齿缝，中心装升气管。升气管直接与塔板连接固定。塔板下方的气相进入升管，然后从齿缝吹出与塔板上液相接触进行传质。由于升气管作用，避免了低气速下的漏液现象。
优点：该塔板操作弹性，塔效率也比较高，运用较为广泛。
缺点：是结构复杂，塔压降低，生产强度低，造价高。
四、筛板塔
筛孔塔板简称筛板，其结构特点是在塔板上开有许多均匀小孔，孔径一
般为3～8mm。筛孔在塔板上为正三角形排列。塔板上设置溢流堰，使板
上能保持一定厚度的液层。
筛板塔的优点是结构简单、造价低，生产能力大，板上液面落差小，气
体压降低，同时塔板效率较高。
填料塔的原理及结构,一看就懂!
填料塔的原理及结构，一看就懂！
填料塔（Packing Column）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。
1填料塔的结构
◆填料层：提供气液接触的场所。
◆液体分布器：均匀分布液体，以避免发生沟流现象。
◆液体再分布器：避免壁流现象发生。
◆支撑板：支撑填料层，使气体均匀分布。
◆除沫器：防止塔顶气体出口处夹带液体。
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。
2填料塔的附件
填料塔的附件有填料支撑装置、液体分布装置、液体再分布器、除沫装置、填料压紧装置这五种。
⑴填料支撑装置
主要用途是支撑塔内的填料，同时又能保证气液两相顺利通过。若设计不当，填料塔的液泛可能首先在填料支撑装置上发生。
对填料支撑装置的要求：
◆对于普通填料，支撑装置的自由截面积应不低于全塔面积的50%，并且要大于填料层的自由截面积；
◆具有足够的机械强度、刚度；
◆结构要合理，利于气液两相均匀分布，阻力小，便于拆装。
⑵液体分布装置
液体在填料塔内均匀分布，可以增大填料的润湿表面积。以提高分离效率，因此液体的初始分布十分重要。
七类吸收设备结构图，你想知道的都在里面
七类吸收设备结构图，你想知道的都在里面
目前，使用的气体吸收设备大致可分为塔器和其他设备。塔器类主要包括喷淋塔（俗称空塔）、填料塔、板式塔、湍球塔、鼓泡塔等，其他设备也很多，如列管式湿壁吸收器、文丘里喷射吸收器、喷洒式吸收器等。今天为大家介绍这七类吸收塔器的结构及特点。
五类吸收塔
塔器类主要包括喷淋塔（俗称空塔）、填料塔、旋流板式塔、湍球塔、鼓泡塔等。
填料塔
图1 填料塔总体结构
结构
填料塔是气液互成逆流的连续微分接触式塔型。其结构如图1所示，在塔体内充填一定高度的填料，其下方有支承板，上方为填料压板及液体分布装置。气液两相间的传质通常是在填料表面的液体与气体间的相界面上进行的。
塔壳可由陶瓷、金属、玻璃、塑料等制成。必要时在金属简体内衬以防腐材料。为保证液体在整个截面上均匀分布，塔体应具有良好的垂直度。
填料塔的性能优劣，关键取决于填料。
特点
填料塔不仅结构简单，而且有阻力小和便于使用耐腐材料制造等优点，尤其对于直径较小的塔处理有腐蚀性的物料时，填料塔都表现出明显的优越性。
填料造价高；当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面；不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料。
板式塔
图2 板式塔结构
1.塔壳体
2.塔板
3.溢流堰
4.受液盘
5.降液管
结构
板式塔，是在塔体内设置一层层的板作为气液接触元件，其结构如图2所示。板式塔根据塔板的结构形式分为筛板塔、泡罩塔、浮阀塔等多种形式。其中以对浮阀塔板的研究最多，出现了众多的结构形式。
1板塔板上的气液接触元件
（a）泡罩塔板
（b）筛板
（c）浮阀塔板
图3 板式塔的三种常见塔板结构
填料塔结构示意图 精品
填料塔的结构及其工作原理
填料塔的作用是起到吸收作用，是化工、石油化工和炼油生产中最重要的设备之一。
以下讲一下填料塔的结构特点：
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。
填料的分类
填料的种类很多，根据装填方式的不同，可分为散装填料和规整填料。
1．散装填料
散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸的颗粒体，一般以随机的方式堆积在塔内，又称为乱堆填料或颗粒填料。散装填料根据结构特点不同，又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。现介绍几种较为典型的散装填料:
填料塔结构示意图
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填料塔的结构及其工作原理
填料塔的作用是起到吸收作用，是化工、石油化工和炼油生产中最重要的设备之一。
以下讲一下填料塔的结构特点：
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。
填料的分类
填料的种类很多，根据装填方式的不同，可分为散装填料和规整填料。
1．散装填料
散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸的颗粒体，一般以随机的方式堆积在塔内，又称为乱堆填料或颗粒填料。散装填料根据结构特点不同，又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。现介绍几种较为典型的散装填料:
填料料塔的结构
填料塔
一、填料塔的结构特点
【图片3-10】填料塔的结构示意图
图片3-10所示为填料塔的结构示意图，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。
二、填料的类型
填料的种类很多，根据装填方式的不同，可分为散装填料和规整填料。
1．散装填料
散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸的颗粒体，一般以随机的方式堆积在塔内，又称为乱堆填料或颗粒填料。散装填料根据结构特点不同，又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。现介绍几种较为典型的散装填料。
(完整)板式塔
板式塔
一、板式塔的概念、用途、示意图
板式塔是一类用于气液或液液系统的分级接触传质设备，由圆筒形塔体和按一定间距水平装置在塔内的若干塔板组成。
用途：广泛应用于精馏和吸收，有些类型（如筛板塔）也用于萃取，还可作为反应器用于气液相反应过程.操作时（以气液系统为例），液体在重力作用下,自上而下依次流过各层塔板,至塔底排出；气体在压力差推动下，自下而上依次穿过各层塔板，至塔顶排出。每块塔板上保持着一定深度的液层，气体通过塔板分散到液层中去，进行相际接触传质。
板式塔结构示意图如右图：
塔板又称塔盘，是板式塔中气液两相接触传质的部位,塔板决定了塔的操作性能，一般由以下三个部分组成：
1 气体通道为保证气液两相充分接触
2 溢流堰为保证气液两相在塔板上形成足够的相际传质表面
3 降液管使液体有足够的停留时间
二、各类型塔板的结构及其特点：
按照塔内气、液流动方式，可将塔板分为错流塔板与逆流塔板两类。
错流塔板为塔内气、液两相成错流流动,即液体横向流过塔板，而气体垂直穿过液层，错流塔板广泛用于蒸馏、吸收等传质操作中。
逆流塔板亦称穿流板,板上不设降液管，气、液两相同时由板上孔道逆向穿流而过。这种塔板结构虽简单，板面利用率也高，但需要较高的气速才能维持板上液层,操作范围较小,分离效率也低，工业上应用较少.
常见塔板
泡罩塔板 Bubble-cap tray
泡罩塔塔板上的主要部件是泡罩。
罩内覆盖着一段很短的升气管，升气管的上口高于罩下沿的小孔或齿缝。塔下方的气体经升气管进入罩内之后，折向下到达罩与管之间的环形空隙,然后从罩下沿的小孔或齿 缝分散气泡而进入板上的液层。
化工原理下册第三章-填料塔-本科
泛点
载点
恒持 液量 区
填料层的△p/z - u关系
35
三、液
泛
在泛点气速下，持液量的增多使液相由分散相 变为连续相，而气相则由连续相变为分散相，此时 气体呈气泡形式通过液层，气流出现脉动，液体被 带出塔顶，塔的操作极不稳定，甚至被破坏，此种 情况称为液泛。 液泛时的空塔气速 泛点气速 uF
36
三、液
经验值
39
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
40
一、填料支承装置
填料支承装置的作用是支承塔内的填料。 栅板型 √
填料支承 装置类型
孔管型 驼峰型
41
二、填料压紧装置
填料上方安装压紧装置可防止在气流的作用下 填料床层发生松动和跳动。 栅板型√ 填料压紧 装置类型 网板型
29
二、填料的性能及其评价
9 种填料综合性能评价 ———————————————————————— ————————————————————————
丝网波纹填料 孔板波纹填料 金属Intalox填料 金属鞍形环填料 金属阶梯环填料 金属鲍尔环填料 瓷Intalox填料 瓷鞍形环填料 瓷拉西环填料 0.86 0.61 0.59 0.57 0.53 0.51 0.41 0.38 0.36 很好 相当好 相当好 相当好 一般好 一般好 较好 略好 略好 1 2 3 4 5 6 7 8 9
填料塔结构示意图
填料塔的结构及其工作原理
填料塔的作用是起到吸收作用，是化工、石油化工和炼油生产中最重要的设备之一。
以下讲一下填料塔的结构特点：
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。
填料的分类
填料的种类很多，根据装填方式的不同，可分为散装填料和规整填料。
1．散装填料
散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸的颗粒体，一般以随机的方式堆积在塔内，又称为乱堆填料或颗粒填料。散装填料根据结构特点不同，又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。现介绍几种较为典型的散装填料:
填料塔的原理及结构,一看就懂!
填料塔的原理及结构，一看就懂！
填料塔（Packing Column）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。
1填料塔的结构
◆填料层：提供气液接触的场所。
◆液体分布器：均匀分布液体，以避免发生沟流现象。
◆液体再分布器：避免壁流现象发生。
◆支撑板：支撑填料层，使气体均匀分布。
◆除沫器：防止塔顶气体出口处夹带液体。
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。
2填料塔的附件
填料塔的附件有填料支撑装置、液体分布装置、液体再分布器、除沫装置、填料压紧装置这五种。
⑴填料支撑装置
主要用途是支撑塔内的填料，同时又能保证气液两相顺利通过。若设计不当，填料塔的液泛可能首先在填料支撑装置上发生。
对填料支撑装置的要求：
◆对于普通填料，支撑装置的自由截面积应不低于全塔面积的50%，并且要大于填料层的自由截面积；
◆具有足够的机械强度、刚度；
◆结构要合理，利于气液两相均匀分布，阻力小，便于拆装。
⑵液体分布装置
液体在填料塔内均匀分布，可以增大填料的润湿表面积。以提高分离效率，因此液体的初始分布十分重要。
化工原理第五章(填料塔)
【波纹填料的材料】碳钢、不锈钢、铝、陶瓷、玻
璃钢及纸浸树脂等。
2013-7-14
【波纹填料的优点】波纹填料与板式塔、散堆填料 相比，具有以下优异的性能： （1）流通量大。新塔设计可缩小直径，老塔改造可 大幅度增加处理量； （2）分离效率高，较散堆填料有大得多的比表面积；
管。这种填料保留了原来拉西环的优点，性能稍优 于拉西环，但应用并不普遍。
2013-7-14
②鲍尔环(Pall ring) 1948年出现的鲍尔环
舌叶
是对拉西环作出重大改
进的一种填料。 【结构特点】在侧壁上开
出两排长方形的窗孔，
被切开的环壁的一侧仍与
壁面相连，另一侧向环内
弯曲，形成内伸的舌叶。
2013-7-14
。 【制造填料的材料】碳钢、不锈钢、陶瓷、高分子
材料（如塑料）等。
2013-7-14
4、填料类型 （1）散装填料
散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸的颗
粒体，一般以随机的方式堆积在塔内，又称为乱堆
填料或颗粒填料。
散装填料根据结构特点不同，可分为：
拉西环 矩鞍形 鲍尔环 金属环矩鞍形 阶梯环 球形 弧鞍形
窗孔
金 属 鲍 尔 环
2013-7-14
陶 瓷 鲍 尔 环
2013-7-14
【鲍尔环的性能特点】 不论填料在塔内置于什 么方位，流体均可通过填 料，从而使填料内、外壁 面均成为有效传质区域。 与拉西环相比，鲍尔环的 气体通量可增加50%以上， 传质效率提高30%左右。
填料塔结构示意图
填料塔结构示意图集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]
填料塔的结构及其工作原理
填料塔的作用是起到吸收作用，是化工、石油化工和炼油生产中最重要的设备之一。
以下讲一下填料塔的结构特点：
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。
填料的分类
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填料塔结构示意图
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填料塔的结构及其工作原理
填料塔的作用是起到吸收作用，是化工、石油化工和炼油生产中最重要的设备之一。
以下讲一下填料塔的结构特点：
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。
填料的分类
填料的种类很多，根据装填方式的不同，可分为散装填料和规整填料。
1．散装填料
散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸的颗粒体，一般以随机的方式堆积在塔内，又称为乱堆填料或颗粒填料。散装填料根据结构特点不同，又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。现介绍几种较为典型的散装填料:
拉西环鲍尔环阶梯环弧鞍填料矩鞍填料金属环矩鞍填料球形填料
（1）拉西环填料于1914年由拉西（F. Rashching）发明，为外径与高度相等的圆环。拉西环填料的气液分布较差，传质效率低，阻力大，通量小，目前工业上已较少应用。
（2）鲍尔环填料是对拉西环的改进，在拉西环的侧壁上开出两排长方形的窗孔，被切开的环壁的一侧仍与壁面相连，另一侧向环内弯曲，形成内伸的舌叶，诸舌叶的侧边在环中心相搭。鲍尔环由于环壁开孔，大大提高了环内空间及环内表面的利用率，气流阻力小，液体分布均匀。与拉西环相比，鲍尔环的气体通量可增加50%以上，传质效率提高30%左右。鲍尔环是一种应用较广的填料。
（3）阶梯环填料是对鲍尔环的改进，与鲍尔环相比，阶梯环高度减少了一半并在一端增加了一个锥形翻边。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。锥形翻边不仅增加了填料的机械强度，而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主，这样不但增加了填料间的空隙，同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点，可以促进液膜的表面更新，有利于传质效率的提高。阶梯环的综合性能优于鲍尔环，成为目前所使用的环形填料中最为优良的一种。
（4）弧鞍填料属鞍形填料的一种，其形状如同马鞍，一般采用瓷质材料制成。弧鞍填料的特点是表面全部敞开，不分内外，液体在表面两侧均匀流动，表面利用率高，流道呈弧形，流动阻力小。其缺点是易发生套叠，致使一部分填料表面被重合，使传质效率降低。弧鞍填料强度较差，容破碎，工业生产中应用不多。
（5）矩鞍填料将弧鞍填料两端的弧形面改为矩形面，且两面大小不等，即成为矩鞍填料。矩鞍填料堆积时不会套叠，液体分布较均匀。矩鞍填料一般采用瓷质材料制成，其性能优于拉西环。目前，国内绝大多数应用瓷拉西环的场合，均已被瓷矩鞍填料所取代。
（6）金属环矩鞍填料环矩鞍填料（国外称为Intalox）是兼顾环形和鞍形结构特点而设计出的一种新型填料，该填料一般以金属材质制成，故又称为金属环矩鞍填料。环矩鞍填料将环形填料和鞍形填料两者的优点集于一体，其综合性能优于鲍尔环和阶梯环，在散装填料中应用较多。
（7）球形填料一般采用塑料注塑而成，其结构有多种。球形填料的特点是球体为空心，可以允许气体、液体从其内部通过。由于球体结构的对称性，填料装填密度均匀，不易产生空穴和架桥，所以气液分散性能好。球形填料一般只适用于某些特定的场合，工程上应用较少。
除上述几种较典型的散装填料外，近年来不断有构型独特的新型填料开发出来，如共轭环填料、海尔环填料、纳特环填料等。工业上常用的散装填料的特性数据可查有关手册。
2．规整填料
规整填料是按一定的几何构形排列，整齐堆砌的填料。规整填料种类很多，根据其几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等。
（1）格栅填料是以条状单元体经一定规则组合而成的，具有多种结构形式。工业上应用最早的格栅填料为木格栅填料。目前应用较为普遍的有格里奇格栅填料、网孔格栅填料、蜂窝格栅填料等，其中以格里奇格栅填料最具代表性。
格栅填料的比表面积较低，主要用于要求压降小、负荷大及防堵等场合。
（2）波纹填料目前工业上应用的规整填料绝大部分为波纹填料，它是由许多波纹薄板组成的圆盘状填料，波纹与塔轴的倾角有30°和45°两种，组装时相邻两波纹板反向靠叠。各盘填料垂直装于塔内，相邻的两盘填料间交错90°排列。
波纹填料按结构可分为网波纹填料和板波纹填料两大类，其材质又有金属、塑料和陶瓷等之分。
金属丝网波纹填料是网波纹填料的主要形式，它是由金属丝网制成的。金属丝网波纹填料的压降低，分离效率很高，特别适用于精密精馏及真空精馏装置，为难分离物系、热敏性物系的精馏提供了有效的手段。尽管其造价高，但因其性能优良仍得到了广泛的应用。
金属板波纹填料是板波纹填料的一种主要形式。该填料的波纹板片上冲压有许多
f5mm左右的小孔，可起到粗分配板片上的液体、加强横向混合的作用。波纹板片上轧成细小沟纹，可起到细分配板片上的液体、增强表面润湿性能的作用。金属孔板波纹填料强度高，耐腐蚀性强，特别适用于大直径塔及气液负荷较大的场合。
金属压延孔板波纹填料是另一种有代表性的板波纹填料。它与金属孔板波纹填料的主要区别在于板片表面不是冲压孔，而是刺孔，用辗轧方式在板片上辗出很密的孔径为～小刺孔。其分离能力类似于网波纹填料，但抗堵能力比网波纹填料强，并且价格便宜，应用较为广泛。