6.5填料塔
填料塔
精馏设计具有较高的实用价值。
在鞍的两侧各有一个直立的小翻边，增加了 填料强度；鞍形两端的下端为锯齿形边，增 加了堆积时填料间的接触点，同时，内部伸 叶片有利于液体在填料表面的分布，提高了 填料的传质性能。
其形状介于鞍环之间，侧壁开孔，环背部开 有凸缘加强筋，在筋的两侧有与鞍反方向的
两个半圆环，且一大一小，在鞍的侧面各有
一个翻边，加强筋和翻边增加了填料的刚性， 而不同直径的半环，避免了填料堆积时的重
叠，有利于填料在液体层内的横向扩散，提
高了填料的表面利用率。
此填料具有环形和鞍形填料的优点，采用了 共轭曲线肋片的结构，填料间或填料 与塔壁间均为点接触，不会产生重叠，空隙 均匀、阻力小，乱堆时取定向排列， 故具有了规整填料的特点，得出较好的流体
断，为一内弯的弧形筋片。这种结构，促进
了液滴群的分散、汇合以及再分散的循环过 程，有效降低了填料层的轴向返混，使得液 液两相的传质效率得到提高
在结构上属于开孔环、鞍环，既包含了环形 矩鞍的结构，又融入了纳特环的构思，突破 一般填料的对称性的禁锢，有利于形成较为 均衡的床层。此填料在性能上优于环矩鞍， 且负载能力提高约 10%，压降减少，这对于 塔的节能改造、热敏性物系的分离以及真空
填料的开发和利用，仍然是沿着散装填料与规整填料，两个方 向进行的。
比表面积 填料特性
散装填料 填料类型 规整填料
孔隙率
填料因子
填料种类的选择：填料种类的选择要考虑分离工艺的要求，通常考
虑以下几个方面： (1)传质效率要高 一般而言，规整填料的传质效率高于散装填料
(2)通量要大 在保证具有较高传质效率的前提下，应选择具有较高
泛点气速或气相动能因子的填料 (3)填料层的压降要低 (4)填料抗污堵性能强，拆装、检修方便
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5、网体填料，此类填料是以金属网或多孔金属片为基本材料制成的填料，通称为网体填料，其特点是网材薄，填料尺寸小，比表面积和空隙率都大，液体均布能力强，因此，网体填料的气体阻力小，传质效率高，但是其制造价格比较高6、规整填料，将金属丝网和多孔板压制成波纹状并叠成圆筒形整块放入塔内，对大直径的塔，可以分块拼成圆筒形砌入塔内，这种填料不但空隙率高，压降低，而且液体按预分布器设定的途径流下，只要液体的初始分布均匀，全塔填料层内的液体分布良好，克服了大塔的放大效应，传质性能高，但是填料的造价高，易被杂物堵塞且难以清洗。
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。
化工设备---填料塔结构
化工设备—填料塔结构1. 简介填料塔是一种常见的化工设备，用于气液分离、传质、升降温等过程中的物质传递。
填料塔的重要组成部分是填料，它可以提供大表面积来增加气液接触，增进传质效果。
本文将介绍填料塔的结构及其工作原理。
2. 填料塔的结构填料塔一般由塔体、填料层、进料装置、底座和出料装置等组成。
2.1 塔体塔体是填料塔的主体部分，一般呈圆柱形。
常见的塔体材料包括碳钢、不锈钢等，具体选择取决于工艺要求和介质性质。
2.2 填料层填料层是填料塔中用于增加表面积、促进气液接触的关键组成部分。
常见的填料有球形填料、骨架填料、环形填料等。
填料的选择应根据工艺要求、物料性质和操作条件等进行判断。
2.3 进料装置进料装置用于将原料引入填料塔中。
一般包括进料管道和进料喷头，其设计应考虑原料流量、压力和温度等因素。
2.4 底座底座是填料塔的支撑结构，用于承受塔体和填料层的重量。
它一般由钢结构或混凝土构成，具体设计应根据填料塔的尺寸和承载要求进行。
2.5 出料装置出料装置用于收集处理后的产物或副产物，并将其从填料塔中排出。
常见的出料装置有出料管道和出料阀门等。
3. 填料塔的工作原理填料塔通过将气体或液体从底部或顶部引入塔体，然后通过填料层的接触来进行物质传递。
其工作原理主要包括以下几个步骤：3.1 传质填料塔的填料层提供了丰富的表面积，使气体和液体能更好地接触。
通过填料的丰富接触界面，气体和液体中的组分可以进行传质，实现质量传递的目的。
3.2 分离填料塔中的液体在与气体接触的过程中，会发生部分挥发和汽化。
在填料层中，液体的挥发成分会升上塔顶，而液体留在塔底。
通过不同的物理性质和密度，气体和液体得以分离。
3.3 升降温填料塔也可以用于升降温操作。
在填料层中，传热介质（如冷却水或加热介质）通过填料与底部的物料接触，从而实现传热效果，达到升降温的目的。
4. 填料塔的应用填料塔在化工工艺中有广泛的应用，例如：•石油化工行业中的精馏塔和萃取塔；•化学药品生产中的反应塔和吸收塔；•环保领域中的废气处理塔和废水处理塔等。
填料塔数据表
-上部/下部 -内压/外压 材料 厚度
7 腐蚀裕量/衬里/复合层
是 是 是 是 % % 是 是
否 否 否 否 结构图 级别 级别 否 否
其 kg kg kg kg kg kg
它 kg kg
吊装(运输)质量 可拆内件质量
格式编号:LF-Ch-30D.1-03-2004
项目文件号
专业文件号 30-01/D2n
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简
图
�
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专业文件号 30-01/D2n
填料塔数据表
LPEC 顾客要求 设计阶段 第
页 共
页
修改
1 设备位号: 2 需要台数: 3 4 名 称 (或塔板数) 5 物料名称 6 操作温度 7 操作压力 8 9 液相 10 11 12 13 气相 14 15 16 17 18 空塔气速 19 空塔F因子 20 空塔C因子 21 喷淋密度 22 液泛百分数 23 填料压降 24 全塔压降 25 等板高度(HETP) 26 27 28 29 壳体直径 30 填料段数 31 填料总高度 32 每段填料高度 33 填料规格和形式 34 填料比表面积 35 填料空隙率 36 波纹坡长 37 波纹倾角 38 填料重度 39 填料持液量 40 操作介质重量 41 进料分配器型式 42 再分配器型式 43 44 备注: 备注: 45 46 47 48 49 50 51
m/s(kg/m3)0.5 m/s(kg/m3)0.5
m3/h.m2 % Pa/m Pa m
填料塔结构数据 ( 内径 ) mm mm mm m2/m3 % mm kg/m3 kg/m3 kg
格式编号:LF-Ch-30D.1-03-2004
填料塔计算公式
填料塔计算公式填料塔是化工、环保等领域中常用的气液传质设备，要想设计和操作好填料塔，掌握相关的计算公式那可是相当重要！先来说说填料塔的塔径计算公式。
这就好比给塔选一件合适的“衣服”，太大了浪费材料，太小了又影响工作效率。
塔径的计算主要考虑气体的体积流量、空塔气速等因素。
计算公式大致是：D = √（4Vs / πu），这里的 D 表示塔径，Vs 是气体体积流量，u 是空塔气速。
咱就拿一个实际例子来说吧，之前我在一个化工厂实习的时候，就碰到了填料塔塔径计算的问题。
当时厂里要对一个旧的填料塔进行改造，以提高生产效率。
我们首先得确定气体的流量，这可不是个简单的事儿，得通过各种测量仪表，像流量计啥的，获取准确的数据。
然后再根据工艺要求和经验，确定合适的空塔气速。
这个空塔气速的选择可不能马虎，选高了，气体阻力增大，能耗增加；选低了，塔的处理能力又不够。
我们那时候是反复讨论、计算，才最终确定了一个比较理想的塔径。
再来说说填料层高度的计算公式。
这就像是给塔盖房子，得盖多高才能让气液充分接触，完成传质任务呢？常用的计算公式有传质单元数法和等板高度法。
传质单元数法呢，需要先计算出传质单元数，然后乘以传质单元高度，就得到了填料层高度。
等板高度法呢，是先确定理论板数，再乘以等板高度。
我记得有一次，在设计一个新的填料塔时，为了确定填料层高度，我们可是费了好大的劲儿。
先是在实验室里做小试，模拟实际的操作条件，测量各种数据。
然后根据实验结果进行计算和分析，不断调整参数，优化设计方案。
那几天，我们办公室的灯常常亮到很晚，大家都在为了这个项目努力。
还有填料的压降计算也不能忽视。
压降大了，会增加能耗；压降小了，又可能影响传质效果。
总之，填料塔的计算公式虽然看起来有点复杂，但只要我们认真研究，结合实际情况，多做实验和计算，就一定能设计出性能优良的填料塔，为生产和环保事业做出贡献。
希望我讲的这些能让您对填料塔的计算公式有更清楚的了解，在实际应用中少走弯路，提高工作效率和质量！。
填料塔原理
填料塔原理填料塔是一种常见的化工设备，其原理是利用填料在塔内形成大量接触点，通过气体和液体之间的传质和传热来实现物质的分离和传递。
填料塔广泛应用于石油化工、化肥、环保等领域，是一种非常重要的设备。
填料塔的原理可以简单概括为气体通过填料层，与液体进行接触，从而实现气液两相之间的传质和传热。
在填料层内，气体和液体可以充分接触，从而实现组分的分离和传递。
填料塔的原理主要包括质量传递和热量传递两个方面。
首先，填料塔的质量传递原理是指气体和液体之间的物质传递过程。
在填料层内，气体和液体通过表面的接触和混合，实现了组分的传递和分离。
气体和液体之间的传质过程受到填料表面积、填料形状、气液流速等因素的影响。
填料塔内的填料形式多样，常见的有环形填料、波纹填料、球形填料等，它们的不同形状和结构会对气液传质过程产生影响。
其次，填料塔的热量传递原理是指气体和液体之间的热量传递过程。
在填料层内，气体和液体之间会发生传热现象，从而实现温度的传递和平衡。
填料塔的热量传递受到填料的热传导性能、气液流速、温度差等因素的影响。
合理设计填料塔的填料形式和结构，可以最大限度地提高填料塔的传热效率。
总的来说，填料塔的原理是通过填料层内气体和液体之间的质量传递和热量传递，实现了气液两相之间的分离和传递。
填料塔在化工生产中起着至关重要的作用，其原理的深入理解和合理应用对于提高化工生产效率、降低能耗具有重要意义。
填料塔的原理虽然看似简单，但其中涉及的传质、传热等物理化学过程非常复杂。
合理设计填料塔的填料形式和结构，优化填料塔的操作条件，对于提高填料塔的传质传热效率具有重要意义。
同时，填料塔的原理也为我们提供了一种重要的分离和传递技术，为化工生产提供了重要的支持和保障。
综上所述，填料塔的原理是通过填料层内气体和液体之间的质量传递和热量传递，实现了气液两相之间的分离和传递。
填料塔在化工生产中起着至关重要的作用，其原理的深入理解和合理应用对于提高化工生产效率、降低能耗具有重要意义。
填料塔说明书
填料塔说明书填料塔是一种用于气体或液体处理的设备，它的主要功能是提供大表面积以促进质量传递和热量交换。
本说明书将详细介绍填料塔的结构、工作原理、常见问题及维护方法，以帮助用户更好地了解和使用填料塔。
1. 填料塔的结构填料塔主要由以下几部分组成：进料口、分布器、填料层、干燥塔顶部、出料口、进气口和出气口。
进料口用于将待处理的气体或液体引入填料塔，分布器将进料均匀地分配到填料层，填料层提供了大表面积以增加质量传递和热量交换的效率。
干燥塔顶部通常配有洗涤器或排气系统，以去除塔内可能存在的湿气。
出料口用于收集处理后的气体或液体，进气口和出气口分别用于供气和排气。
2. 填料塔的工作原理填料塔的工作原理基于质量传递和热量交换的原理。
当进料通过分布器均匀地分配到填料层时，填料的大表面积将促进气体或液体的接触，从而实现质量传递。
在此过程中，填料塔内的填料可以提供额外的表面积，这使得填料塔在相同体积条件下具有更高的传质效率。
同时，填料塔的设计还考虑到了热量交换的需求，在填料塔顶部设有干燥塔顶部以去除湿气，以确保减少传质过程中可能的湿气干扰。
3. 填料塔的常见问题3.1 填料塔堵塞填料塔堵塞可能由于填料本身的问题或进料中的杂质引起。
在使用填料塔过程中，如果发现填料层出现异常阻力或出料量减少的情况，应及时检查填料塔内是否存在堵塞情况，并采取适当的清理措施。
3.2 填料脱落填料塔的填料可能会因为长时间的使用或不当的操作而出现脱落的情况。
填料脱落不仅会降低填料塔的传质效率，还可能对设备的正常运行造成影响。
因此，定期检查填料塔的填料情况，并进行必要的维护是十分重要的。
3.3 清洗问题填料塔在工作一段时间后可能积累了各种污垢，这会影响其传质效果。
因此，定期对填料塔进行清洗是很有必要的，可以采用冲洗、机械刷洗等方法来清除污垢。
4. 填料塔的维护方法4.1 定期检查填料塔的填料情况，发现脱落或损坏的填料及时更换。
4.2 定期清洗填料塔，确保填料塔内无污垢积累。
填料塔
气速过大：液泛
在精馏操作中，下层塔板上的 液体涌至上层塔板，破坏了塔 的正常操作，这种现象叫做液 泛。 液泛形成的原因，主要是由于 塔内上升蒸汽的速度过大，超 过了最大允许速度所造成的。 液体负荷太大，使溢流管内液 面上升，以至上下塔板的液体 连在一起，破坏了塔的正常操 作的现象，这也是液泛的一种 形式 。
填料的类型
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。
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 5mm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 气液负荷较相回流和向下的液相回流在塔 板（填料上）进行逆向接触， 完成传质传热过程。物料在再 沸器中受热产生向上的气相， 塔顶气相在冷凝器中冷凝成液 相，部分打回流，部分采出。 如图。
气速大：雾沫夹带
雾沫夹带是指气体自下层塔 板带至上层塔板的液体雾滴。 在传质过程中，大量雾沫夹 带会使不应该上到塔顶的重 组分带到产品中，从而降低 产品的质量，同时会降低传 质过程中的浓度差，塔板效 率下降。 影响雾沫夹带量的因素很多， 但最主要的影响因素是空塔 速度和两块塔板之间的气液 分离空间。对于固定的塔来 说，雾沫夹带量主要随空塔 速度的增大而增大。
填料塔
触进行传质。
2017/2/7
Y2
①填料塔属于微
分接触式气液传
︵ 2 ︶ 填 料 塔 的 操 作 特 点
X2
质设备，两相组
成沿塔高连续变 化； ②在正常操作状 态下，气相为连
Y1 X1
续相，液相为分 散相。
2017/2/7
3、填料的作用
填料在填料塔操作中起着重要作用。主要为：
体，依靠重力在填料表面成膜状向下流动，上升气
体与下降液膜的摩擦阻力形成了填料层的压降。 【影响因素】压降与液体喷淋量及气速有关：
（1）一定的气速下，液体喷淋量越大，压降越大；
（2）在一定的液体喷淋量下，气速越大，压降也越
大。
2017/2/7
【填料层压降Δ P/Z与空塔气速u的关系曲线图】
【构成】将不同液体
吸收设备——填料塔
吸 收
一、填料塔的结构与填料性能 二、填料塔的流体力学性能 三、填料塔的附件
2017/2/7
一、填料塔的结构及填料性能
填料塔简介 （1）填料塔最初出现在十九世纪中叶，在1881年
用于蒸馏操作，二十世纪初被引入到炼油工业。
（2）填料塔是最常用的气液传质设备之一，它广泛
应用于蒸馏、吸收在着严重的壁
流和沟流现象。 （3）目前，拉西环填料在工业上的应用日趋减少。
2017/2/7
线接触
2017/2/7
【沟流和壁流现象】 【沟流】液体的偏流称为“沟流”（channeling）
。产生沟流的原因可从两方面考虑：
（1）因操作时液体并不能全部润湿填料表面，于是
（1）液体润湿填料表面增大了气液接触面积；
（2）延长了气液两相接触的时间；
填料塔说明书
填料塔说明书一、概述填料塔是一种常见的化工设备，广泛应用于化工生产中的各个环节。
它通过将气体或液体通过填料层进行接触和传质，实现气液分离、提升反应效率等目的。
本说明书将详细介绍填料塔的结构、工作原理以及操作维护等相关内容。
二、结构填料塔主要由下列部分组成：1. 塔体：塔体是填料塔的主体结构，通常采用不锈钢或碳钢材料制成。
塔体内部光滑且无缝隙，以确保流体的均匀传输。
2. 入口管：入口管连接外部供应管道，将待处理的气体或液体引入填料塔。
3. 出口管：出口管将经过填料层处理后的气体或液体排出填料塔。
4. 填料层：填料层可根据具体需要选择不同材料的填料，如陶瓷球、金属丝网等。
填料层提供了大量的表面积，以增加气体和液体之间的接触面积，提高传质效率。
5. 上部装置：上部装置通常包括分布器、液相收集器等，用于均匀分配进入填料层的液体或气体，并收集经过填料层的产物。
三、工作原理填料塔的工作原理基于质量传递和相间传递的原理。
当气体通过填料层时，会与液体发生接触，从而使气体中的溶质在液体中溶解或反应。
填料层提供了大量的界面，促进了气体和液体之间的传质作用。
液体通过填料层时，产生了液滴或薄液膜，增加了液体与气体的接触面积，使得气体在液滴或液膜中溶解或反应。
四、操作维护1. 定期检查：定期检查填料塔的塔体、入口管、出口管等部分是否有损坏或堵塞情况，及时进行维修清理。
2. 清洗保养：根据需要，定期对填料层进行清洗保养，以确保其传质效果。
3. 安全操作：在操作填料塔时，应遵循相应的安全操作规程，确保工作人员的人身安全。
4. 泄漏处理：如发现填料塔出现泄漏情况，应立即采取措施停止泄漏，并进行修复。
五、总结填料塔是一种重要的化工设备，通过填料层的接触传质作用，实现了气液分离和提升反应效率等目的。
本说明书对填料塔的结构、工作原理以及操作维护进行了详细介绍。
只有正确操作和定期维护，才能确保填料塔的正常运行，提高生产效率。
希望本说明书能对您的工作有所帮助！。
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
具有气体吸收等用途的塔设备
01 基本介绍
03 塔内装置 05 发展历史
目录
02 结构原理 04 填料 06 基本分类
07 历史事记
目录
08 应用领域
09 发展状况
010 工业应用
011 与板式塔比较
填料塔是指流体阻力小，适用于气体处理量大而液体量小的过程。液体沿填料表面自上向下流动，气体与液 体成逆流或并流，视具体反应而定。填料塔内存液量较小。无论气相或液相，其在塔内的流动型式均接近于活塞 流。若反应过程中有固相生成，不宜采用填料塔。
填料塔Sulzer公司的Katapak化学反应器用填料，是以双层丝制成的波纹填料，在丝的夹层内装有催化剂。 Sulzer公司的Optiflow规整填料，具有独特的结构，由薄板片冲压折叠和组装而成，它改变了液相在Mellapak 板渡填料表面上稳定流过较长距离的传统模式，通过曲折而不断改变方向的板片，促进液相的分散-聚合-再分散 循环，保证与气相的良好接触，并使传质表面不断更新。它综合了规整填料和散堆填料的优点，既具有很高的效 率，又具有极大的通量。据称，与常规塔板和填料相比，在相同的分离效率条件下，处理能力可提高20%～25%， 而在相同的处理能力情况下，传质效率可提高50%。Raschig公司的Supekpak300型板式规整填料的比表面积为 300m2/m3。根据制造商提供的数据，与迄今在比表面上可相比拟的填料相比，它的负荷能力提高26%，压力损耗 降低33%。日本三菱商事（株）的Mc-pak规整填料，分为丝和板材2类，丝500目，比表面积为1000m2/m3。板材 类有250S、350S、500S和500SL共4种，比表面积分别为250m2/m3、350m2/m3、500m2/m3，其中500SL为高液负 荷和低压降型。总的特点是压力损耗小，操作范围宽，HETP小，操作弹性大。Schott公司的Durapack玻璃纤维 规整填料，是该公司的专利产品，为高抗腐产品，具有高通量、低压降及良好的分离性能。比表面积为280m2/m3 和400m2/m3。空隙率分别为80%和72%，纹表面分为粗糙表面和光滑表面，装入DN100～DN1000mm的塔内。此外， 瑞土Kühni公司还将Rombopak系列扩展到12M型。它的比表面积为450m2/m3。制造商在一个内径为DN50mm的实验 塔内用氯苯/乙苯试验体系在6600Pa压力下测得：当F因子为0.5Pa时，为10块理论塔板；当F因子为2Pa时，为7 块理论塔板。Montz公司提供了他们的钽质Montz-PakA300型填料，它的板厚为0.05mm。Nutter公司生产的BSH 规整镇料是介于、板填料之间的新型高效填料，它独特的可膨胀金属织物结构弥补了金属丝和片状金属规整填料 间的差距。
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。
填料塔的概念
填料塔的概念
答案：
所谓填料塔，指塔的内件是一定高度的填料。
液体自塔顶沿填料表面向下流动，气体自塔底向上流动，与液体进行逆流传质。
两相的组分浓度沿塔高呈连续变化。
填料塔的主要部件包括塔体、塔体支座、除沫器、接管、人孔和手孔，以及塔内件。
塔体是塔设备的外壳。
常见的塔体由等直径、等壁厚的圆筒及作为顶盖和底盖的椭圆形封头组成。
随着化工装置的大型化，为了节约材料，有用不等直径、不等壁厚的塔体。
塔体支座是塔体安放到基础上的连接部分，一般采用裙座。
其高度按照工艺条件的附属设备(如再沸器、泵)及管道布置决定。
它承受各种情况下的全塔重量，以及风力、地震等载荷，为此它应具有足够的强度及刚度。
扩展：
填料塔是一种塔设备，其特点是在塔内填充一定高度的填料，以增加两种流体间的接触表面。
填料塔广泛应用于气体吸收、蒸馏、萃取等操作，在正常操作状态下，气相通常为连续相，液相为分散相。
以气体吸收为例，液体通过塔上部的分布器进入，沿填料表面下降，而气体则从塔底送入，通过填料层的空隙逆流而上，与液体在填料表面密切接触，进行传质过程，从而使废气中的有害组分被吸收去除。
填料塔的结构相对简单，检修方便，且适用于流体阻力较小、气体处理量大而液体量小的过程。
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与板式塔相比，基本特点是结构简单、压降低、填料易用 耐腐蚀材料制造。 50 年代初期，填料塔主要用于实验室和
小型工厂，直径>0.5m的塔较少见，但60年代中期，直径数
米乃至几十米的大填料塔已不足为奇了。 • 填料塔的结构与塔填料 • 填料塔的水力学性能 • 填料塔的传质性能
• 填料塔的附件
φ －填料因子,1/m μL－液体的粘度, mPa.s ψ－水的密度与液体的 密度之比
填料塔液泛、压力降通用关联图
三、填料塔的传质性能
• 以传质单元高度（HTU）或理论板当量高度（HETP）表征。
用于工业塔的HETP参考数值
塔 型 填 料 HETP（m）
0.46 0.66 0.9 塔径 上述值＋0.1 1.5~1.8
c、鞍形填料
d、阶梯形填料：与鲍尔环相比，气体 流动阻力小25%，生产能力可提高10%。
f、整体填料
填料比表面积和空隙率很大，液体均布能力也强，因此生产能力大、阻力 小、传质效率高，但造价太高。
(2) 填料的特性
• 比表面积σ：单位体积填料的表面积， m2/m3。比表面↑，相接 触面积↑。 • 空隙率ε：单位体积填料的空隙体积，m3/m3。ε↑，气体通过 阻力↓，生产能力↑。 • 填料因子φ：填料层中气流通道的特性，因次为1/m。可由干 填料层的压力降求得，与润湿状况无关。
蒸馏塔
小直径塔（<0.6m） 真空蒸馏塔 吸收塔
直径25mm填料 （不开孔，下同） 直径38mm填料 直径50mm填料
四、填料塔的附件
• 支承板：支承填料使塔内气、液顺利通过，因此它的自由截面积 应>塔截面积的50%>填料的平均自由截面积
• 液体分布器 ：长期以来填料塔由于偏流现象而难于放大，现已搞
以前认为填料因 子与填料润湿后 的σ/ ε3有关
• 单位堆积体积填料数目n：由填料尺寸决定，n↑→ε↓, σ ↑→阻力↑
二、气液两相在填料内的流动
• 液体的流动 ：液体借重力在填料表面作膜状流动，流动阻力来自液 膜与填料表面及液膜与上升气流之间的摩擦。显然气速↑，阻力越大， 膜内液体流速越小；液体流量及气体流量越大，则液膜越厚填料层 内的持液量也越大 。不过气速较低时，气速造成的阻力较小，液膜 厚度与气速关系不大，但当气速较高时，则关系较大。 • 气体的流动 ： 近似于流体在颗粒间的流动，区别是：流体在颗粒间 流速较低通常处于层流状态，流动阻力与气速成正比；而在填料层 内，由于填料尺寸较颗粒大，气体的流速也较高，一般处于湍流状 况，气体通过干填料层的压降与流量的(双对数坐标)关系为一直线， 斜率为1.8~2.0。 • 当气液两相逆流流动时，液膜占有一定空间，同样的气体流量下， 液膜的存在使气体在填料空隙间的实际流速有所增加，压降增加； 同样，气速相同，液膜越厚，则压降愈大。
清除填料本身原因外，液体初始分布不均是重要因素。
• 液体再分布器：改善向壁偏流而造成的液体分布不均。对拉西环，
每段高约为塔径的3倍。
• 除沫器： 除去塔上方气体中的液滴。
1、填料层压力降的变化
log ΔБайду номын сангаасp f
液泛点 载液点
L2 > L1
液泛区
L0
u为空塔气速：体积流 量与塔截面积之比。 F为泛点：气速u≥uF， 塔内将液泛。
F2 F1
载液区
斜率约 为1.8
塔内实际气速≤uF。
log u u F
2、填料塔的水力学性能
GL、GV－气体、液体的质 量流速，kg/(m2.s)
一、填料塔与塔填料
1. 填料塔的结构与操作
总体看来，填料层内流动的流体似乎存在着一个向壁偏流的现象，这样 当填料层过高时，其下部将有大量液体沿壁流下，使液体分布不均，因 此必须向塔内安装液体再分布器。
• 填料塔操作时，液体自塔顶加入，通过液体分布器均匀 喷洒于塔截面上。在填料层内，液体沿填料表面呈膜状流 下。各层填料之间设有液体再分布器，将液体重新均匀分 布于塔截面之后，进入下层填料。 • 气体自塔下部进入，通过填料缝隙中的自由空间，由上部 排出，离开填料塔的气体可能夹带少量雾滴，因此有时在塔 顶安装除沫器。 • 气液两相在填料塔内进行逆流接触，填料上的液膜表面即 为气、液两相的主要传质表面 。 • 当液体自一个填料通过接触点流至下一填料时，原来在液膜 内层的液体可能转而处于表面，而原来处于表层的液体转入 内层，产生所谓的表面更新，有利于液相内部的物质传递。
填料塔的操作
2.塔填料的类型
(1)填料的类型：散装填料和规整填料
a、拉西环 高度与外径相等的短管，其结构简单，制造容易，但存在着严 重的向壁偏流和沟流现象。
b、鲍尔环 在拉西环的壁上冲出一层或两层长方形小孔。小孔的母材不脱 离圆环，而是将其向内弯向环的中心，提高了环内空间和环内表面的有效利 用，使气体流动阻力大为降低。