板式塔和填料塔对比
填料塔和板式塔的比较
这是个比较复杂和难以回答的问题，不同的用途（吸收？精馏？）、不同的介质和操作工况有很大的区别，楼主可查阅化工手册，海川也有类似的贴子和主题可以参考，下面是二都泛泛的比较，供楼主参考。
填料塔和板式塔的比较：●填料塔是连续式的气液传质设备，气液两相间呈连续逆流接触并进行传质和传热，气液两相组分的浓度沿塔高呈连续变化。
●板式塔中气液两相间逐层逆流接触并进行传质和传热，气液两相组分的浓度沿塔高呈阶梯式变化。
填料塔的优缺点：●优点：（1）结构简单，压力降小（2）便于处理腐蚀性物料（填料一般由耐蚀材料制成）、易起泡沫的物料（气体不是以发泡的形式通过液层，而且填料对气泡有破碎作用）及真空操作（气液阻力降小）●缺点：（1）体极大、重量大（2）传质效率较低，操作稳定性较差（3）不适于处理污浊液体、含尘气体、含有固体颗粒及容易结垢的物填料塔也是一种应用广泛的气液传质设备。
与板式塔相比，填料塔的基本特点是结构简单、压降低、填料可用耐腐蚀材料制造。
早期，填料塔主要应用于实验室和小型工厂，直径多在0.5 米以下。
但近些年来，关于填料塔的研究及其应用取得了巨大的进展，直径数米乃至十几米的填料塔已不足为奇。
按照填料的结构有格栅式和由其他填料组成的填料塔。
塔体为一圆形筒体，筒内分层安放一定高度的填料层。
早期使用的填料是碎石、焦炭等天然块状物。
后来广泛使用瓷环（如拉西环）和木格栅等人造填料。
这些填料在塔内的堆放方式可分乱堆填料和整砌填料。
填料塔操作时，液体自塔上部进入，通过液体分布器均匀喷洒于塔截面上。
在填料层内，液体沿填料表面自动分散呈膜状流下。
各层填料之间设有液体再分布器，将液体重新均布于塔截面上，进入下层填料。
气体自塔下部进入，通过填料缝隙自由空间，从塔上部排出。
离开填料层的气体可能挟带少量雾滴，因此，需要在塔顶安装除沫器。
气液两相在填料塔内进行接触，填料上的液膜表面即为气液两相的主要传质表面。
在气液两相逆流流动的填料塔内，正常操作时气相是连续相，液相是分散相。
板式塔与填料塔比较
板式塔与填料塔比较
一、理论比较
板式塔优点
有颗粒固体或结垢的物料，适于板式塔
液相过大塔板可采用多溢流
高压操作事宜塔板（膜传质效果不好；气液比过小，膜层较厚）
塔内温度有变化时，板式塔影响滞后，便于调节，温度微小变化可不用调节，操作相对稳定检修吹扫、清洗，板式塔比较方便。
填料塔优点
常减压操作下，效率高，塔高可大大降低
处理能力大，同等产能下，塔径小
填料压降比塔板小很多，节能，较低单耗
压降低，适于精馏热敏性物质，便于减压（真空）操作
处理发泡物质比塔板好，减少雾沫夹带
如果分布器负荷弹性允许，填料负荷弹性范围比较宽泛。
二、实际比较
同处理量下，板式塔塔径大：加压塔Ф2400已近液泛，常压塔要正常操作塔径要3.2米以上（填料塔为3.0米）。
塔高高：预塔要48层塔板塔高约30~35米（封头间距，以下同）；加压塔要80~84层塔板塔高约40~45米；常压塔要84~90层塔板，塔高约44~48米。
而采用填料塔预塔23.3米，加压塔35.6米，常压塔37.8米。
综合考虑塔体和塔内件投资，板式塔与填料塔总投资相差不大。
单耗方面，由于压降小，填料塔比板式塔小大约0.05~0.25t甲醇/t蒸汽。
板式塔和填料塔对比之令狐采学创编
评价 很好 相当好 相当好 相当好 一般好 一般好 较好 略好 略好
令狐采学创作
排序 1 2 3 4 5 6 7 8 9
令狐采学创作
填料的选择包括确定填料的种类、规格及材质等。所选填
料既要满足生产工艺的要求，又要使设备投资和操作费用最
低。
1.1.2塔型的结构与选择
塔设备的总体结构均包括：塔体、内件、支座及附件。
（续表）
制造与维修 适用场合
直径在600mm以下的塔安装 困难，安装程序较简单，检 修清理容易，金属材料耗量 大 处理量大，操作弹性大，带
有污垢的物料
新型填料制备复杂，造价高，检 修清理困难，可采用非金属材料 制造，但安装过程较为困难
处理强腐蚀性，液气比大，真空 操作要求压力降小的物料
1.1.1.2 板式塔塔型选择一般原则：
选择时应考虑的因素有：物料性质、操作条件、塔设备性
能及塔的制造、安装、运转、维修等。
1）下列情况优先选用填料塔：
a.在分离程度要求高的情况下，因某些新型填料具有很高
令狐采学创作
令狐采学创作
的传质效率，故可采用新型填料以降低塔的高度； b.对于热敏性物料的蒸馏分离，因新型填料的持液量较
小，压降小，故可优先选择真空操作下的填料塔； c.具有腐蚀性的物料，可选用填料塔。因为填料塔可采用
118.72387 Volume flow vapor to / （m3/hr）
Temperature vapor to/℃
119.6598 Molecular wt liquid
from
Mass flow liquid from /
（kg/hr） 521927.4 Molecular wt vapor to
板式塔和填料塔对比
1.1.1.1填料塔与板式塔的比较表8-2 精馏塔的主要类型及特点类型板式塔填料塔结构特点每层板上装配有不同型式的气液接触元件或特殊结构，如筛板、泡罩、浮阀等；塔内设置有多层塔板，进行气液接触塔内设置有多层整砌或乱堆的填料，如拉西环、鲍尔环、鞍型填料等散装填料，格栅、波纹板、脉冲等规整填料；填料为气液接触的基本元件操作特点气液逆流逐级接触微分式接触，可采用逆流操作，也可采用并流操作设备性能空塔速度（亦即生产能力）高，效率高且稳定；压降大，液气比的适应范围大，持液量大，操作弹性小大尺寸空塔气速较大，小尺寸空塔气速较小；低压时分离效率高，高压时分离效率低，传统填料效率较低，新型乱堆及规整填料效率较高；大尺寸压力降小，小尺寸压力降大；要求液相喷淋量较大，持液量小，操作弹性大（续表）制造与维修直径在600mm以下的塔安装困难，安装程序较简单，检修清理容易，金属材料耗量大新型填料制备复杂，造价高，检修清理困难，可采用非金属材料制造，但安装过程较为困难适用场合处理量大，操作弹性大，带有污垢的物料处理强腐蚀性，液气比大，真空操作要求压力降小的物料1.1.1.2板式塔塔型选择一般原则：选择时应考虑的因素有：物料性质、操作条件、塔设备性能及塔的制造、安装、运转、维修等。
1）下列情况优先选用填料塔：a.在分离程度要求高的情况下，因某些新型填料具有很高的传质效率，故可采用新型填料以降低塔的高度；b.对于热敏性物料的蒸馏分离，因新型填料的持液量较小，压降小，故可优先选择真空操作下的填料塔；c.具有腐蚀性的物料，可选用填料塔。
因为填料塔可采用非金属材料，如陶瓷、塑料等；d.容易发泡的物料，宜选用填料塔。
2）下列情况优先选用板式塔：a.塔内液体滞液量较大，操作负荷变化范围较宽，对进料浓度变化要求不敏感，操作易于稳定；b.液相负荷较小；c.含固体颗粒，容易结垢，有结晶的物料，因为板式塔可选用液流通道较大的塔板，堵塞的危险较小；d.在操作过程中伴随有放热或需要加热的物料，需要在塔内设置内部换热组件，如加热盘管，需要多个进料口或多个侧线出料口。
填料塔与板式塔的区别
板式塔的设计主要考虑塔板的开孔率、板间距、液体和气体的流量等因素。根 据工艺要求，确定合适的开孔率和板间距，设计液体和气体的进出口位置。
03
操作性能比较
处理能力的比较
处理能力
填料塔由于其结构特点，通常具有较 大的气液接触面积，因此处理能力较 大。相比之下，板式塔由于其结构限 制，处理能力相对较小。
能效与经济性分析
能效分析
填料塔的能效较高
由于填料塔的传质效率高，气体通过填 料层时阻力小，压降小，因此能效较高 。
VS
板式塔的能效较低
板式塔的传质效率相对较低，气体通过板 式塔时阻力大，压降大，因此能效较低。
经济性分析
填料塔的初期投资成本较低
填料塔的结构简单，设计、制造和维护方便，因此初期投资成本较低。
填料塔与板式塔的区别
• 引言 • 结构与设计 • 操作性能比较 • 能效与经济性分析 • 应用领域与案例 • 结论
01
引言
目的和背景
• 填料塔和板式塔是工业中常用的两种塔设备，用于实现气液传 质、传热等过程。了解两者之间的区别有助于更好地选择合适 的塔设备，提高生产效率和降低能耗。
填料塔与板式塔的定义
绿色环保理念将进一步推动 塔设备的发展。需要关注塔 设备的环保性能，研究开发 低污染、低能耗的塔设备， 以适应可持续发展的要求。
THANKS
感谢观看
板式塔的后期运行成本较高
板式塔的结构复杂，需要定期清洗和维护，因此后期运行成本较高。
05
应用领域与案例
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
应用领域的比较
填料塔
适用于气体处理量大、要求压降小、操作稳定、避免液泛气速的场合，如吸收、解吸、萃取等。
板式塔
填料塔与板式塔的区别
超星电子图书（图书馆）；系网页上的教学园地；其它。
第八章 传质过程导论
目的：1、了解传质的重要性； 2、掌握相组成的多种表示方法； 3、掌握扩散原理； 4、掌握三种传递之类比； 5、了解传质设备。
重点：扩散原理（分子扩散，稳定、不稳定扩散，等摩 尔相互扩散，单向扩散，涡流扩散，对流扩散） 的理解，掌握相互间之差别。
温度的单位简单（K或℃）； 浓度（或组成）的表示和单位制有多种。
§8-2 相组成的表示方法
1、质量分率和摩尔分率
质量分率
wA
mA m
摩尔分率
xA
nA n
wB
mB m
xB
nB n
相互换算关系：
wA
xA M A
wi
i Mi
wi 1
xi 1
（一般液相用x，气相用y）
wA xAM A
xi M i
T2 T1
1.75
二、液体中的D 约10-5cm2/s
分子密集 D液<D气
计算：经验公式，p11式(8-23) 或表8-4
§8-6 湍流流体中的扩散
✓ 前面分子扩散的特点： 滞流流体中，为什么只有分子扩散？
✓ 湍流流体的特点：流体质点无规则杂乱运动
涡流扩散
J AB
DE
dc A dz
湍流流体中在进行涡流扩散的同时，也存在着分子扩散。
ln pB2 p B1
令
p Bm
pB2 p B1 ln pB2
,
p B1
B组分在界面与主体间的对数平均分压
NAL
D z L
c csm
cAq
cA2
NA
Dp ln pB2 RTZ pB1
板式塔和填料塔对比修订版
板式塔和填料塔对比 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】1.1.1.1填料塔与板式塔的比较表8-2 精馏塔的主要类型及特点类型板式塔填料塔结构特点每层板上装配有不同型式的气液接触元件或特殊结构，如筛板、泡罩、浮阀等；塔内设置有多层塔板，进行气液接触塔内设置有多层整砌或乱堆的填料，如拉西环、鲍尔环、鞍型填料等散装填料，格栅、波纹板、脉冲等规整填料；填料为气液接触的基本元件操作特点气液逆流逐级接触微分式接触，可采用逆流操作，也可采用并流操作设备性能空塔速度（亦即生产能力）高，效率高且稳定；压降大，液气比的适应范围大，持液量大，操作弹性小大尺寸空塔气速较大，小尺寸空塔气速较小；低压时分离效率高，高压时分离效率低，传统填料效率较低，新型乱堆及规整填料效率较高；大尺寸压力降小，小尺寸压力降大；要求液相喷淋量较大，持液量小，制造与维修直径在600mm以下的塔安装困难，安装程序较简单，检修清理容易，金属材料耗量大新型填料制备复杂，造价高，检修清理困难，可采用非金属材料制造，但安装过程较为困难适用场合处理量大，操作弹性大，带有污垢的物料处理强腐蚀性，液气比大，真空操作要求压力降小的物料1.1.1.2板式塔塔型选择一般原则：选择时应考虑的因素有：物料性质、操作条件、塔设备性能及塔的制造、安装、运转、维修等。
1）下列情况优先选用填料塔：a.在分离程度要求高的情况下，因某些新型填料具有很高的传质效率，故可采用新型填料以降低塔的高度；b.对于热敏性物料的蒸馏分离，因新型填料的持液量较小，压降小，故可优先选择真空操作下的填料塔；c.具有腐蚀性的物料，可选用填料塔。
因为填料塔可采用非金属材料，如陶瓷、塑料等；d.容易发泡的物料，宜选用填料塔。
2）下列情况优先选用板式塔：a.塔内液体滞液量较大，操作负荷变化范围较宽，对进料浓度变化要求不敏感，操作易于稳定；b.液相负荷较小；c.含固体颗粒，容易结垢，有结晶的物料，因为板式塔可选用液流通道较大的塔板，堵塞的危险较小；d.在操作过程中伴随有放热或需要加热的物料，需要在塔内设置内部换热组件，如加热盘管，需要多个进料口或多个侧线出料口。
板式塔与填料塔比较
1、填料塔的垂直度 、
由于塔节的对接、塔节与裙座的对接、塔的基础及热变 形等因素的作用,塔不可能做到绝对垂直,因此使塔产生了垂 直度偏差。 在填料塔填料层内,液体受重力的作用趋于垂直下流,因 此若塔有倾斜,液体将优先流向倾斜的下一边塔壁,倾斜的上 一边液流小,气体则优先流向倾斜的上一边塔壁,结果导致填 料层内的气液分布不均,分离效率下降,许多研究者的实验证 明了这一点。多数实验结果认为,每倾斜一度分离效率下降 5%~10%,规整填料由于塔倾斜而引起的效率下降较散装填 料要小。规整填料的倾斜度应小于0.2°~0.5°。
在填料塔填料层内液体受重力的作用趋于垂直下流因此若塔有倾斜液体将优先流向倾斜的下一边塔壁倾斜的上一边液流小气体则优先流向倾斜的上一边塔壁结果导致填料层内的气液分布不均分离效率下降许多研究者的实验证明了这一点
2.9 板式塔与填料塔比较
板式塔和填料塔都是常用的精馏塔型，各有其特点， 对于具体的分离任务，正确选择合适的塔型是首要的。 了解分离任务的具体条件和要求，充分理解和掌握各塔 型的特点，是作出合理选择的基础。有时，为完成某个 分离任务，板式塔和填料塔都可以采用，这时往往需经 过详细的设计后，由经济性作出抉择现将板式塔和填料 塔的主要特点比较，列表说明，如下表所示。
2.9 精馏塔的安装、操作及故障处理 精馏塔的安装、
一、填料塔的制造与安装
总的来说,填料塔的制造与安装应按设计要求进行,不能一概而论。 有些设计对制造、安装的某些误差精度要求较高,而另外一些设计对制 造、安装的这些误差精度要求可能并不太高,误差稍大,并不影响塔的正 常操作。例如图所示,静压孔流式液体分布器受安装水平度的影响,若设 , , 计液位只有50mm,对水平度的要求较高,否则会导致液体分布不均,水平 度偏差10mm,两点液量相差11%;若设计液位200mm,水平度稍差,对液体 分布不会有大的影响,水平度偏差10mm,两点液量相差只有2.5%。
填料塔及板式塔的区别
筛板
效率较高，成本低
安装要求水平,易堵, 操作范围窄 操作范围窄，效率较 低 操作范围比浮阀塔和 泡罩塔窄
舌形板
结构简单,生产能力 大 生产能力大,效率高
斜孔板
ห้องสมุดไป่ตู้、填料塔的结构及填料特性
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。
20
对填料支承装置的要求： 对于普通填料，支承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。
21
2)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。 常用的液体分布装置有： 莲蓬式、盘式、齿槽式及 多孔环管式分布器等。
30
4. 选择填料的一般原则
（ 1） 比表面积a大——提供气液接触面积
（ 2）
（ 3）
空隙率ε大——提供气体通道，阻力小
填料形状有利于气液分布及减少阻力
（4） 填料有足够的机械强度，不易破碎，重量 轻，耐磨损，耐腐蚀，价廉，湿润性能好。
31
① 拉西环(Rasching ring)
最早使用的一种填料，为高径比相 等的陶瓷和金属等制成的空心圆环。 优点：易于制造，价格低廉，且对它 的研究较为充分，所以在过去较长的 时间内得到了广泛的应用。
37
⑥波纹填料：
波纹填料是由许多层波纹薄片组成， 各片高度相同但长短不等，搭配组合 成圆盘状，填料波纹与水平方向成45° 倾角，相邻两片反向重叠使其波纹互 相垂直。圆盘填料块水平放入塔内， 相邻两圆盘的波纹薄片方向互成90°角。 波纹填料因波纹薄片的材料与形状不同 分成板波纹填料和网波纹填料 板波纹填料可由陶瓷、塑料、金属、玻 璃钢等材料制成。填料的空隙率大，阻 力小，流体通量大、效率高，而且制造 方便、价格低，正向通用化、大型化方 向发展。
板式塔和填料塔对比
1.1.1.1填料塔与板式塔的比较表8-2 精馏塔的主要类型及特点类型板式塔填料塔结构特点每层板上装配有不同型式的气液接触元件或特殊结构，如筛板、泡罩、浮阀等；塔内设置有多层塔板，进行气液接触塔内设置有多层整砌或乱堆的填料，如拉西环、鲍尔环、鞍型填料等散装填料，格栅、波纹板、脉冲等规整填料；填料为气液接触的基本元件操作特点气液逆流逐级接触微分式接触，可采用逆流操作，也可采用并流操作设备性能空塔速度（亦即生产能力）高，效率高且稳定；压降大，液气比的适应范围大，持液量大，操作弹性小大尺寸空塔气速较大，小尺寸空塔气速较小；低压时分离效率高，高压时分离效率低，传统填料效率较低，新型乱堆及规整填料效率较高；大尺寸压力降小，小尺寸压力降大；要求液相喷淋量较大，持液量小，操作弹性大（续表）制造与维修直径在600mm以下的塔安装困难，安装程序较简单，检修清理容易，金属材料耗量大新型填料制备复杂，造价高，检修清理困难，可采用非金属材料制造，但安装过程较为困难适用场合处理量大，操作弹性大，带有污垢的物料处理强腐蚀性，液气比大，真空操作要求压力降小的物料1.1.1.2板式塔塔型选择一般原则：选择时应考虑的因素有：物料性质、操作条件、塔设备性能及塔的制造、安装、运转、维修等。
1）下列情况优先选用填料塔：a.在分离程度要求高的情况下，因某些新型填料具有很高的传质效率，故可采用新型填料以降低塔的高度；b.对于热敏性物料的蒸馏分离，因新型填料的持液量较小，压降小，故可优先选择真空操作下的填料塔；c.具有腐蚀性的物料，可选用填料塔。
因为填料塔可采用非金属材料，如陶瓷、塑料等；d.容易发泡的物料，宜选用填料塔。
2）下列情况优先选用板式塔：a.塔内液体滞液量较大，操作负荷变化范围较宽，对进料浓度变化要求不敏感，操作易于稳定；b.液相负荷较小；c.含固体颗粒，容易结垢，有结晶的物料，因为板式塔可选用液流通道较大的塔板，堵塞的危险较小；d.在操作过程中伴随有放热或需要加热的物料，需要在塔内设置内部换热组件，如加热盘管，需要多个进料口或多个侧线出料口。
板式塔和填料塔对比
1.1.1.1填料塔与板式塔的比较表8-2 精馏塔的主要类型及特点类型板式塔填料塔结构特点每层板上装配有不同型式的气液接触元件或特殊结构，如筛板、泡罩、浮阀等；塔内设置有多层塔板，进行气液接触塔内设置有多层整砌或乱堆的填料，如拉西环、鲍尔环、鞍型填料等散装填料，格栅、波纹板、脉冲等规整填料；填料为气液接触的基本元件操作特点气液逆流逐级接触微分式接触，可采用逆流操作，也可采用并流操作设备性能空塔速度（亦即生产能力）高，效率高且稳定；压降大，液气比的适应范围大，持液量大，操作弹性小大尺寸空塔气速较大，小尺寸空塔气速较小；低压时分离效率高，高压时分离效率低，传统填料效率较低，新型乱堆及规整填料效率较高；大尺寸压力降小，小尺寸压力降大；要求液相喷淋量较大，持液量小，操作弹性大（续表）制造与维修直径在600mm以下的塔安装困难，安装程序较简单，检修清理容易，金属材料耗量大新型填料制备复杂，造价高，检修清理困难，可采用非金属材料制造，但安装过程较为困难适用场合处理量大，操作弹性大，带有污垢的物料处理强腐蚀性，液气比大，真空操作要求压力降小的物料1.1.1.2板式塔塔型选择一般原则：选择时应考虑的因素有：物料性质、操作条件、塔设备性能及塔的制造、安装、运转、维修等。
1）下列情况优先选用填料塔：a.在分离程度要求高的情况下，因某些新型填料具有很高的传质效率，故可采用新型填料以降低塔的高度；b.对于热敏性物料的蒸馏分离，因新型填料的持液量较小，压降小，故可优先选择真空操作下的填料塔；c.具有腐蚀性的物料，可选用填料塔。
因为填料塔可采用非金属材料，如陶瓷、塑料等；d.容易发泡的物料，宜选用填料塔。
2）下列情况优先选用板式塔：a.塔内液体滞液量较大，操作负荷变化范围较宽，对进料浓度变化要求不敏感，操作易于稳定；b.液相负荷较小；c.含固体颗粒，容易结垢，有结晶的物料，因为板式塔可选用液流通道较大的塔板，堵塞的危险较小；d.在操作过程中伴随有放热或需要加热的物料，需要在塔内设置内部换热组件，如加热盘管，需要多个进料口或多个侧线出料口。
板式塔与填料塔的区别
板式塔与填料塔正常的操作、调节应该是一样，但是填料塔应当注意以下几点：1.填料塔操作范围较小，特别是对于液体负荷的变化更为敏感。
液体负荷较小时，填料表面不能很好的润湿，使传质效果急剧下降，反之，容易发生液泛。
2.填料塔不宜与处理易聚合或含有固体悬浮物的物料。
3.对于容易起泡物系，填料塔更适合，因为对泡沫有限制和破碎作用。
4.热敏性物系易采用填料塔，由于持液量比板式塔少，物料在塔内停留时间短。
5.填料塔更适合负压塔操作，压降比板式塔小，能耗损耗少。
6.从设备安装及检修方面来说，填料比塔板成本高，安装周期短，检修不如塔板方便。
而且安装比塔板要求高。
尤其是分布器的水平度，可以说一个填料塔是否能够成功开车很大程度上取决于其分布器的设计和安装好坏。
精馏塔原始开车操作技术检查按安装工艺流程图逐一进行核对检查。
吹除和清除在新建或大修后的塔系统所属设备和管道内，往往存在有安装过程中的灰尘、焊条铁屑等杂物。
为了避免这些杂物在开车时堵塞管路或卡坏阀门，必须用压缩空气进行吹除或清扫。
吹除前应按气液流程，依次拆开与设备、阀门连接的法兰，吹除物由此排放。
吹洗时用高速压缩空气分段吹尽并用木锤轻击外壁。
每吹尽一段，立即装好法兰。
吹洗流程应该是从设备的高处往低处吹。
系统水压试验和气密性试验为了检查设备焊缝的致密性和机械强度，在使用前要进行水压试验。
水压试验一般按设计图纸上的要求进行。
水压试验要用常温下的清水，并要从设备的最低点注入，使设备内的气体由上面放尽。
为了保证开车时气体不从法兰及焊缝处泄露出来，使塔操作连续稳定，必须进行系统气密性试验。
试验方法是用压缩机向系统内送入空气，并逐渐将压力提高到操作压力的1.05倍。
然后对所有设备、管线上的焊缝和法兰逐个涂抹肥皂水进行查漏。
发现漏处，做好标记或记录，泄压后进行处理。
如无泄漏，保压30min，压力不降为合格，最后将气体放空单机试车和联动试车单机试车是为了确认转动和待转动设备（如空压机和离心泵等）是否好用，是否负荷有关技术规范。
板式塔塔板和填料塔填料的选择及特点
基本参数。
①比表面积
单位体积填料的填料表面积称为比表面积， 以a表示，其单位为m2/m3。填料的比表面 积愈大，所提供的气液传质面积愈大。因 此，比表面积是评价填料性能优劣的一个 重要指标。
②空隙率
单位体积填料中的空隙体积称为空隙率， 以ε表示，其单位为m3/m3，或以%表示。
填料的空隙率越大，气体通过的能力越大 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。
对于热敏性物料的蒸馏分离，因新型填料 的持液量较小，压降小，故可优先选择真 空操作下的填料塔；
具有腐蚀性的物料，可选用填料塔。因为 填料塔可采非金属材料，如陶瓷、塑料 等；
容易发泡的物料，宜选用填料塔。
2、填料塔填料的选择
填料的几何特性数据主要包括比表面积、 空隙率、填料因子等，是评价填料性能的
③填料因子
填料的比表面积与空隙率三次方的比值， 即a∕ε3，称为填料因子，以Ф表示，其单 位为1/m。它表示填料的流体力学性能，Ф 值越小，表明流动阻力越小。
3、填料性能的优劣通常根据效率、通量及 压降三要素衡量。
在相同的操作条件下，填料的比表面积越 大，气液分布越均匀，表面的润湿性能越 好，则传质效率越高；
填料的空隙率越大，结构越开敞，则通量 越大，压降亦越低。
国内学者采用模糊数学方法对九种常用填 料的性能进行了评价如表所示：
各有各的特点和使用体系，现将几种主要 塔板的性能比较
三、填料塔及填料的选型
1、填料塔塔型选择一般原则
塔填料是填料塔的核心构件，它为气液两 相间热、质传递提供了有效的相界面，只 有性能优良的塔填料再辅以理想的塔内件， 才有望构成技术上先进的填料塔。
下列情况优先选用填料塔：
在分离程度要求高的情况下，因某些新型 填料具有很高的传质效率，故可采用新型 填料以降低塔的高度；
板式塔和填料塔对比之欧阳术创编
1.1.1.1填料塔与板式塔的比较表82 精馏塔的主要类型及特点类型板式塔填料塔结构特点每层板上装配有不同型式的气液接触元件或特殊结构，如筛板、泡罩、浮阀等；塔内设置有多层塔板，进行气液接触塔内设置有多层整砌或乱堆的填料，如拉西环、鲍尔环、鞍型填料等散装填料，格栅、波纹板、脉冲等规整填料；填料为气液接触的基本元件操作特点气液逆流逐级接触微分式接触，可采用逆流操作，也可采用并流操作设备性能空塔速度（亦即生产能力）高，效率高且稳定；压降大，液气比的适应范围大，持液量大，操作弹性小大尺寸空塔气速较大，小尺寸空塔气速较小；低压时分离效率高，高压时分离效率低，传统填料效率较低，新型乱堆及规整填料效率较高；大尺寸压力降小，小尺寸压力降大；要求液相喷淋量较大，持液量小，操作弹性大（续表）困难，安装程序较简单，检修清理容易，金属材料耗量大修清理困难，可采用非金属材料制造，但安装过程较为困难适用场合处理量大，操作弹性大，带有污垢的物料处理强腐蚀性，液气比大，真空操作要求压力降小的物料1.1.1.2板式塔塔型选择一般原则：选择时应考虑的因素有：物料性质、操作条件、塔设备性能及塔的制造、安装、运转、维修等。
1）下列情况优先选用填料塔：a.在分离程度要求高的情况下，因某些新型填料具有很高的传质效率，故可采用新型填料以降低塔的高度；b.对于热敏性物料的蒸馏分离，因新型填料的持液量较小，压降小，故可优先选择真空操作下的填料塔；c.具有腐蚀性的物料，可选用填料塔。
因为填料塔可采用非金属材料，如陶瓷、塑料等；d.容易发泡的物料，宜选用填料塔。
2）下列情况优先选用板式塔：a.塔内液体滞液量较大，操作负荷变化范围较宽，对进料浓度变化要求不敏感，操作易于稳定；b.液相负荷较小；c.含固体颗粒，容易结垢，有结晶的物料，因为板式塔可选用液流通道较大的塔板，堵塞的危险较小；d.在操作过程中伴随有放热或需要加热的物料，需要在塔内设置内部换热组件，如加热盘管，需要多个进料口或多个侧线出料口。
板式塔和填料塔对比
要求液相喷淋量较大，持液量小，
操作弹性大
（续表）
制造与维修 直径在600mm以下的塔安装困 新型填料制备复杂，造价高，检修
难，安装程序较简单，检修清 清理困难，可采用非金属材料制造，
理容易，金属材料耗量大
但安装过程较为困难
适用场合 处理量大，操作弹性大，带有 处理强腐蚀性，液气比大，真空操
污垢的物料
沫的物系，泛点率应取低限值，而无泡沫的物系，可以取较高的泛点率；二是填料 塔的操作压力，对于加压操作的塔，应取较高的泛点率，对于减压操作的塔，应取 较低的泛点率。考虑到石油组分可近似看做无泡沫物系，且为加压操作，取泛点率：
故空塔气速
。
2）气相动能因子 与气相负荷因子
在工业设计中推荐的~的范围之内。
8）接管
原料进料质量流量：
料，取流速
，管径为：
，密度
，为气液混合进
圆整取公称直径DN = 400mm，同理，可以计算得到萃取剂进料管直径为200mm、 塔顶出料管直径为300mm、塔底出料管直径为350mm、塔顶回流管直径为250mm、塔 底回流管的直径为1000mm（可能过大）。
1.1.3.3 设计水力学校核
3）塔径计算
塔横截面积
4）填料装填计算 等板高度取
；理论板数
，则填料层高度：
填料堆积设计高度：
填料装填体积：
填料装填质量：
5）喷淋密度 液体喷淋密度是指单位塔截面积上，单位时间内喷淋的液体体积，单位是m3/
（m2·h）。填料塔中汽液两相的相间传质主要是在填料表面流动的液膜上进行的。 要形成液膜，填料表面必须被液体充分润湿，而填料表面的润湿状况取决于塔内的
liquid vapor to/℃ liquid from / to /（kg/hr）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1.1.1.1填料塔与板式塔的比较表8-2 精馏塔的主要类型及特点类型板式塔填料塔结构特点每层板上装配有不同型式的气液接触元件或特殊结构，如筛板、泡罩、浮阀等；塔内设置有多层塔板，进行气液接触塔内设置有多层整砌或乱堆的填料，如拉西环、鲍尔环、鞍型填料等散装填料，格栅、波纹板、脉冲等规整填料；填料为气液接触的基本元件操作特点气液逆流逐级接触微分式接触，可采用逆流操作，也可采用并流操作设备性能空塔速度（亦即生产能力）高，效率高且稳定；压降大，液气比的适应范围大，持液量大，操作弹性小大尺寸空塔气速较大，小尺寸空塔气速较小；低压时分离效率高，高压时分离效率低，传统填料效率较低，新型乱堆及规整填料效率较高；大尺寸压力降小，小尺寸压力降大；要求液相喷淋量较大，持液量小，操作弹性大（续表）制造与维修直径在600mm以下的塔安装困难，安装程序较简单，检修清理容易，金属材料耗量大新型填料制备复杂，造价高，检修清理困难，可采用非金属材料制造，但安装过程较为困难适用场合处理量大，操作弹性大，带有污垢的物料处理强腐蚀性，液气比大，真空操作要求压力降小的物料1.1.1.2板式塔塔型选择一般原则：选择时应考虑的因素有：物料性质、操作条件、塔设备性能及塔的制造、安装、运转、维修等。
1）下列情况优先选用填料塔：a.在分离程度要求高的情况下，因某些新型填料具有很高的传质效率，故可采用新型填料以降低塔的高度；b.对于热敏性物料的蒸馏分离，因新型填料的持液量较小，压降小，故可优先选择真空操作下的填料塔；c.具有腐蚀性的物料，可选用填料塔。
因为填料塔可采用非金属材料，如陶瓷、塑料等；d.容易发泡的物料，宜选用填料塔。
2）下列情况优先选用板式塔：a.塔内液体滞液量较大，操作负荷变化范围较宽，对进料浓度变化要求不敏感，操作易于稳定；b.液相负荷较小；c.含固体颗粒，容易结垢，有结晶的物料，因为板式塔可选用液流通道较大的塔板，堵塞的危险较小；d.在操作过程中伴随有放热或需要加热的物料，需要在塔内设置内部换热组件，如加热盘管，需要多个进料口或多个侧线出料口。
这是因为一方面板式塔的结构上容易实现，此外，塔板上有较多的滞液以便与加热或冷却管进行有效地传热；e.在较高压力下操作的蒸馏塔仍多采用板式塔。
1.1.1.3板式塔塔盘的类型与选择1）塔板种类根据塔板上气、液两相的相对流动状态，板式塔分为穿流式和溢流式。
目前板式塔大多采用溢流式塔板。
穿流式塔板操作不稳定，很少使用。
2）各种塔盘性能比较工业上需分离的物料及其操作条件多种多样，为了适应各种不同的操作要求，迄今已开发和使用的塔板类型繁多。
这些塔板各有各的特点和使用体系，现将几种主要塔板的性能比较。
表8-3 塔板性能的比较塔盘类型优点缺点适用场合泡罩板浮阀板较成熟、操作稳定结构复杂、造价高、塔板阻力大、处理能力小特别容易堵塞的物系效率高、操作范围宽浮阀易脱落分离要求高、负荷变化大筛板结构简单、造价低、塔板效率高易堵塞、操作弹性较小分离要求高、塔板数较多舌型板结构简单且阻力小操作弹性窄、效率低分离要求较低的闪蒸塔表8-4 主要塔板性能的量化比较塔板类型生产能力塔板效率操作弹性压降结构成本泡罩板 1.0 1.0 5 1 复杂 1浮阀板 1.2-1.3 1.1~1.2 9 0.6 一般0.7-0.9 筛板 1.2-1.4 1.1 3 0.5 简单0.4-0.5舌型板 1.3-1.5 1.1 3 0.8 简单0.5-0.61.1.1.4填料塔填料的选择塔填料是填料塔的核心构件，它为气液两相间热、质传递提供了有效的相界面，只有性能优良的塔填料再辅以理想的塔内件，才有望构成技术上先进的填料塔。
因此，人们对塔填料的研究十分活跃。
对塔填料的发展、改进与更新，其目的在于改善流体的均匀分布，提高传递效率，减少流动阻力，增大流体的流动通量以满足降耗、节能、设备放大、高纯产品制备等各种需要。
填料的几何特性数据主要包括比表面积、空隙率、填料因子等，是评价填料性能的基本参数。
1）比表面积单位体积填料的填料表面积称为比表面积，以a表示，其单位为m2/m3。
填料的比表面积愈大，所提供的气液传质面积愈大。
因此，比表面积是评价填料性能优劣的一个重要指标。
2）空隙率单位体积填料中的空隙体积称为空隙率，以表示，其单位为m3/m3，或以%表示。
填料的空隙率越大，气体通过的能力越大且压降低。
因此，空隙率是评价填料性能优劣的又一重要指标。
3）填料因子填料的比表面积与空隙率三次方的比值，即3，称为填料因子，以表示，其单位为1/m。
它表示填料的流体力学性能，值越小，表明流动阻力越小。
填料性能的优劣通常根据效率、通量及压降三要素衡量。
在相同的操作条件下，填料的比表面积越大，气液分布越均匀，表面的润湿性能越好，则传质效率越高；填料的空隙率越大，结构越开敞，则通量越大，压降亦越低。
国内学者采用模糊数学方法对九种常用填料的性能进行了评价如表所示：表8-5 九种常用填料的性能对比填料名称评估值评价排序丝网波纹填料0.86 很好 1孔板波纹填料金属Intalox 金属鞍形环0.61 相当好 2 0.59 相当好 3 0.57 相当好 4金属阶梯环金属鲍尔环0.53 一般好 5 0.51 一般好 6瓷Intalox 0.41 较好7瓷鞍形环0.38 略好8瓷拉西环0.36 略好9填料的选择包括确定填料的种类、规格及材质等。
所选填料既要满足生产工艺的要求，又要使设备投资和操作费用最低。
1.1.2塔型的结构与选择塔设备的总体结构均包括：塔体、内件、支座及附件。
塔体是典型的高大直立容器，多由筒节、封头组成。
当塔体直径大于800mm 时，各塔节焊接成一个整体；直径小的塔多分段制造，然后再用法兰连接起来。
内件是物料进行工艺过程的地方，由塔盘或填料支承等件组成。
支座常用裙式支座。
附件包括人、手孔，各种接管、平台、扶梯、吊柱等。
图8-1 板式塔11—吊柱；2—排气口；3—回流液入口；4—精馏段塔盘；5—壳体；6—进料口；7—人孔；8—提馏段塔盘；9—进气口；10—裙座；11—排液口；12—裙座人孔图8-2 填料塔1—吊柱；2—排气口；3—喷淋装置；4—壳体；5—液体再分配器；6—填料；7—卸填料人孔；8—支撑装置；9—进气口；10—排液口；11—裙座；12—裙座人孔综合塔型的选择原则，考虑到各塔的操作压力、操作温度、处理负荷、物料性质、前后设备的具体情况以及工业上的经验等，最终确定各塔的类型如表所示：表8-6 塔型确定塔设备编号塔设备名称 设备类型 备注 C101 裂解油预分塔 填料塔 填料类型选择M250Y 型规整填料；C102 隔壁塔 填料塔 C103 抽提塔 填料塔 C104 溶剂回收塔 填料塔 C201 BT 塔 填料塔 C202 二甲苯塔筛板塔（续表）C401 平流双段反应耦合精馏塔 筛板塔C501 抽取液塔 填料塔 C502抽余液塔填料塔1.1.3 填料塔的设计对抽提塔T0103进行设计：抽提塔T0103是萃取精馏塔，操作压力2bar ，塔顶温度93.9℃，塔底温度179.0℃，理论塔板数40块，两股进料，萃取剂环丁砜从塔顶进入，原料C5~C7从第36块理论版，即第35块塔板进料，T0103的详细计算过程如下文所述。
1.1.3.1 水力学参数获得采用Aspen Plus 对C103添加Pack Sizing ，选用MELLAPAK 250Y 型塔板，查询填料手册可知，该类型塔板的特性总结如表所示：表8-7 M250Y 规整填料的特性数据填料型号 填料规格 填料表面 材质比表面积 波纹倾角 Mellapak 250Y 金属薄片 不锈钢 250m2/m3 45° 水力直径15mm空隙率峰高金属板片厚度密度 每米填料理论板数95% 12.5mm 0.2mm200m3/kg 2.5填料因子 等板高度 持液量参数 载点因子 泛点因子3.2808m-1 0.4 43.97 3.157 2.464到水力学参数表后，从中选择流量最大的塔板，作为设计的计算依据：表8-8 Aspen Plus 模拟的T0103工艺要求StageTemperatureliquid from/℃Temperature vapor to/℃Mass flow liquid from /（kg/hr ）Mass flow vapor to /（kg/hr ）37 118.72387 119.6598 521927.4 310904.7V olume flow liquid from /（m3/hr）V olume flowvapor to /（m3/hr）Molecular wtliquid fromMolecular wtvapor toDensity liquidfrom /（kg/m3）603.5343 57560.3 88.19679 78.09038 864.785Density vapor to /（kg/m3）Viscosityliquidfrom/cPViscosityvapor to/cPSurface tensionliquid from（mN/m）Foaming index5.4013730.369677 0.00991 21.70657 -0.107851.1.3.2工艺尺寸概算1）泛点气速与空塔气速采用Bain-Hougen 关联式，可以计算填料的泛点气速液相质量流量气相质量流量气相密度液相密度液相黏度空隙率填料因子比表面积重力加速度对金属孔板波纹填料，常数A=0.291，K=1.75，得泛点气速：泛点率的选择主要考虑一下两方面的因素，一是物性的发泡情况，对于易起泡沫的物系，泛点率应取低限值，而无泡沫的物系，可以取较高的泛点率；二是填料塔的操作压力，对于加压操作的塔，应取较高的泛点率，对于减压操作的塔，应取较低的泛点率。
考虑到石油组分可近似看做无泡沫物系，且为加压操作，取泛点率：故空塔气速。
2）气相动能因子与气相负荷因子在工业设计中推荐的1.8~2.1的范围之内。
3）塔径计算塔横截面积4）填料装填计算等板高度取；理论板数，则填料层高度：填料堆积设计高度：填料装填体积：填料装填质量：5）喷淋密度液体喷淋密度是指单位塔截面积上，单位时间内喷淋的液体体积，单位是m3/（m2·h）。
填料塔中汽液两相的相间传质主要是在填料表面流动的液膜上进行的。
要形成液膜，填料表面必须被液体充分润湿，而填料表面的润湿状况取决于塔内的液体喷淋密度以及填料材质的表面润湿性能。
查询《工业塔新型规整填料应用手册》（刘乃鸿主编），在0~60m3/（m2·h）的范围之内，设计是合理的。
可以保证填料的充分润湿，和一定的操作余量。
实际操作时，采用的液体喷淋密度应大于最小喷淋密度。