填料塔设计

1.1填料塔设计
1.1.1概述
石化行业是国民经济中能耗较高的产业部门，其能耗占工业能耗接近1/5，占全国总能耗的14%左右。

在目前占有工业能耗接近五分之一的石化行业中，较大的能耗主要来源于化学原料及化学制品制造业能耗、石油天然气开采业能耗、石油加工、炼焦及核燃料加工业能耗、橡胶制品业能耗。

而在化工生产中，分离的能耗占主要部分，其中尤以精馏塔在分离设备中占有最大比例，因此，塔设计的好快与否，对于整个工厂的经济效益有着很重要的作用。

塔设备的投资费用占整个工艺设备费用的四分之一左右，塔设备所耗用的钢材料重量在各类工艺设备中所占的比例也较多，例如在年产250万吨常压减压炼油装置中耗用的钢材重量占62.4%，在年产60-120万吨催化裂化装置中占48.9%。

因此，塔设备的设计和研究，是我们工作的重点。

在本化工厂设计中，塔设备汇总如表所示：
表8-1 塔设备汇总表
塔设备编号塔设备名称
T0101裂解油预分塔
T0102隔壁塔
T0103抽提塔
T0104溶剂回收塔
T0201甲苯塔
T0202二甲苯塔
（续表）
T0401歧化反应产物分离隔壁塔
T0501抽取液塔
T0502抽余液塔
1.1.2设计依据
《压力容器》GB 150-2011
《钢制塔式容器》JB 4710-2005
《钢制压力容器用封头标准》JB/T 4746-2002
《碳钢、低合金钢制填料塔式压力容器技术要求》QSY-GDJ-JS121-008-2010《碳素钢、低合金钢人孔与手孔类型与技术条件》HG 21514-95
《中国地震动参数区划图》GB 18306-2001
《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012
1.1.3塔型的选择原则
精馏塔主要有板式塔和填料塔两种，它们都可以用作蒸馏和吸收等气液传质过程，但两者各有优缺点，要根据具体情况选择。

1.1.3.1填料塔与板式塔的比较
表8-2 精馏塔的主要类型及特点
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）
装困难，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
1.1.3.2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。

1.1.3.3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 1.051复杂1
浮阀板 1.2-1.3 1.1~1.290.6一般0.7-0.9筛板 1.2-1.4 1.130.5简单0.4-0.5舌型板 1.3-1.5 1.130.8简单0.5-0.6
1.1.3.4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。

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ϕ 表示，其单位为1/m。

它表示填料的流体力学性能，ϕ 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
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Intalox0.41较好7
瓷鞍形环0.38略好8
0.369
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。

1.1.4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 板式塔图8-2 填料塔
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
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
1.1.5 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。

1.1.5.1 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
空隙率
峰高
金属板片厚
度
密度 每米填料
理论板数
15mm 95% 12.5mm 0.2mm
200m3/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
Stage
Temperature liquid from/℃ Temperature vapor to/℃ Mass flow liquid
from /（kg/hr ） Mass flow vapor to /（kg/hr ） 37
118.72387 119.6598 521927.4 310904.7 V olume flow liquid from /（m3/hr ） V olume flow vapor to /（m3/hr ） Molecular wt liquid from Molecular wt vapor to Density liquid from /（kg/m3） 603.5343 57560.3 88.19679 78.09038 864.785 Density vapor to /（kg/m3） Viscosity liquid from/cP Viscosity vapor to/cP Surface tension liquid from （mN/m ） Foaming index 5.401373 0.369677 0.00991
21.70657
-0.10785
1.1.5.2 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
lg [u F 2g (a ε3)(ρV ρL )μL 0.2]=A −K(W L W V )0.25(ρV ρL )0.125
液相质量流量W L =521927.4kg/hr 气相质量流量W V =310904.7kg/hr 气相密度ρV =5.4kg/m3 液相密度ρL =864.8kg/m3 液相黏度μL =0.37cP 空隙率ε=0.95
填料因子ϕ=3.2808m −1 比表面积a =250m2/m3 重力加速度g =9.81m/s 2
对金属孔板波纹填料，常数A=0.291，K=1.75，得泛点气速：
u F =1.062m/s
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：
u
u F
=0.8 故空塔气速u =0.850m/s 。

2）气相动能因子F 与气相负荷因子C S
F =u √ρV =1.98
在工业设计中推荐的1.8~2.1的范围之内。

C S =u √ρV
ρL −ρV
=0.0067
3）塔径计算
D =√4V s
πu
=4.89m ≈5000mm （圆整）
塔横截面积
S =πD 24
=19.635m 2
4）填料装填计算
等板高度取HETP =0.4m ；理论板数N T =40，则填料层高度：
Z =HETP ·（N T −2）=15.2m
填料堆积设计高度：
Z ′=1.5Z =22.8m
填料装填体积：
V =Z ′ S =447.6m 3
填料装填质量：
M =ρZ ′ S =4.560t
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m 3/（m 2·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。

U =Q L
S
=30.74m 3/(m 2·h)
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。

若喷淋密度过小，可用增大回流比或采用液体再循环的方法加大液体流量，以保证填料表面的充分润湿；也可采用减小塔径予以补偿；可采用表面处理方法，改善其表面的润湿性能。

6）塔板压降
查询《现代塔器技术》，可得干填料压降：
∆P/Z=802(u G√ρG）1.72=2586Pa/m
湿填料压降：
∆P/Z=948×104.46×10−3×U(u G√ρG）1.72+3.8×10
−3×U =3057Pa/m
工作状态下，填料层总压降：
∆P=3057×22.8Pa=69.7kPa
工业上推荐的250Y孔板波纹填料的压降范围在0.25~0.32kPa/m之间，计算结果符合这一要求。

7）持液量
填料层的持液量是指在一定操作条件下，在单位体积填料层内所积存的液体体积，以（m3液体/m3填料，%）表示，持液量可分为静持液量、动持液量和总持液量，总持液量是指在一定操作条件下存留于填料层中的液体的总量，即总持液量为动静持液量之和。

关于持液量的计算既可由实验测定，也有相关的经验公式，通常金属板波纹（如本设计使用的Mellapak 250Y，材质304不锈钢）的操作符合低于75%极限负荷时，其持液量为3~5%。

通常持液量的经验关联式主要关联了雷诺数Re，弗劳德数Fr和填料的特性尺寸等。

如持液量计算公式和Billet-Schultes关联式。

H
动=1.295Re0.675(
d3ρL2
Fr
)
−0.44
H
总
=(
12Fr
Re
)
1
3
(
aℎ
a
)
1
3
8）接管
原料进料质量流量：W=75290.4kg/h，密度ρ=116.0kg/m3，为气液混合进料，取流速u=8m/s，管径为：
d=18.81W0.5u−0.5ρ−0.5=391mm
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）。

1.1.5.3设计水力学校核
利用Cuptower，对设计进行水力学校核：
图8-3 T0103的Cuptower校核输入界面
结果如下页表中所示，塔顶和塔顶的操作条件都在填料塔全负荷的80%左右，气体动能因子在经济适宜的F范围内，喷淋密度符合范围之内，填料层总压降为39.01mbar，持液量5%。

软件计算结果与手动计算结果相似，进一步验证了计算过程与结果的正确性，设计是合理的。

T0103的流体力学校核结果如表所示：
表8-9 T0103的Cuptower核算详单
（续表）
11
（续表）
操作负荷性能图
顶部底部
1.1.5.4设计强度校核
T103操作压力2bar，属于低压容器（0.1~1,6MPa），塔顶温度93.9℃，塔底温度179.0℃，属于常温容器，因其设备体积庞大，负荷高，介质微毒易燃，因此为第一类压力容器。

由计算和校核的结果，可取填料塔公称直径
DN=5000mm
公称压力
PN=2bar=0.2MPa
在该温度和压力范围内，钢材选用16MnR（Q345R），据经验，大型化工容器采用16MnR制造，质量可比用碳钢减轻1/3。

运用SW6-2011进行塔体强度校核
图8-4 T0103的SW6-2011校核输入界面之一
计算报告简略如下，详细塔校核报告见附带源文件。

表8-10 内压圆筒校核报告表
筒体简图
厚度及重量计算
（续表）
名义厚度δ = 18.00 mm
表8-11 上封头校核报告表
椭圆封头简图
P= 1.25P][σ= 0.5157 (或由用户输入)
椭圆封头简图
的应力[σ]
1.1.6填料塔内件设计
填料塔内件主要有填料支撑装置、填料压紧装置、液体分布装置、液体收集再分布装置等。

合理地选用和设计塔内件，对保证填料塔的正常操作及优良的传质性能十分重要。

1.1.6.1液体分布装置
不良的流体初始分布难以达到填料层的自然流分布，会导致传递效率急剧下降，实践证明，没有良好的液体分布器，填料塔甚至不可能正常操作，新型高效填料的优越性难以发挥。

性质优良的液体分布器除了常规的技术经济要求外，还必须满足操作的可行性、分布的均匀性、合适的操作，弹性和足够的气流通道。

表8-11 常用液体分布器的特点
多孔型布液装置溢流型布液装置
工作原理借助孔口以上液层产生的静
压或管路的泵送压力，迫使
液体从小孔流出，注入塔
内。

进入布液装置的液体超过堰口高度时，
依靠液体的自重通过堰口流出，并沿着
溢流管（槽）壁呈膜状留下，淋洒至填
料层上。

优点能够提供足够均匀的液体分布和空出足够大的气体通道
（自由截面一般在70%以
上），便于分块安装。

操作弹性大，不易堵塞，操作可靠和便
于分块安装。

缺点分布器的小孔易被冲蚀或堵
塞。

分类 1. 多孔直管式喷淋器； 1. 溢流盘式布液器；
2. 溢流槽式布液器。

2. 多管式喷淋器；
3. 排管式喷淋器；
4. 环管式喷淋器；
5. 筛孔盘式分布器；
6. 可拆型槽盘气液分布
器；
7. 莲蓬头喷洒器。

通过对（重力推动）排管式、（压力推动）排管式、环管式、（圆形升气管）孔盘式、（矩形升气管）孔盘式、堰盘式、堰槽式等7种通用型典型的液体分布器性能对比，最终选定采用喷淋密度范围2.5~125m3/（m2·h）、适用于大塔径、高处理能力的堰槽式液体分布器，堰槽式液体分布器还有诸如堵塞可能性小、对气流阻力小、分布受腐蚀的能力小、分布质量较好的优点，堰槽式液体分布器的缺点在于其受不水平度的影响很大，需要在安装时严格保证水平，并且做好固定设施。

按一般要求，设计保证水平度最大偏差不大于5mm。

为了保证塔器水平度的稳定，设计了较高的槽高。

因为操作负荷较大，且要保证一定的余量，设计一级槽高度为360mm。

在塔间进料位置，因进料负荷量更大，适当加高堰槽高度和材料强度。

Array图8-5 堰槽式液体分布器设计平面图
1.1.6.2液体收集与再分布装置
按照Horner推荐的标准，取以下三条中最低值作为再分布分段高度：填料高度7m；相当于20块理论板或传递单元数的高度；6~8倍塔径高度。

计算得到的填料装填高度21.1mm，因此将填料层分为4段；其中精馏段填料高度18.9m，分为三段，每段填料层高度为6.3m；提馏段填料高度2.2m，单独作为一段。

4段填料层需要3套液体收集与再分布装置。

液体再分布器由集液器与常规液体分布器组合而得，无论是简单的再分布，还是兼有中间加料或出料的再分布，均能达到理想的效果，而且气流通量大，阻力小，很适用于大塔径。

液体收集装置选用遮板式液体收集器，液体收集器需要从人孔装入塔中，因此要做成分体式结构，集液盘三片制成一体，进塔后组装成整体。

对于我们大直径、大液量的填料塔，采用双流式结构，集液槽由周边槽和横槽组成，周边槽和横槽相同，收集的液体由横槽导液管流入再分布器。

1.1.6.3填料支撑板
格栅式支撑板最适合于规整填料的支撑，其空隙率比较大，采用金属材料，其空隙率在95%~97%范围。

格栅式支撑板是由一定数量栅条平行排列而成，为便于安装和使用，将栅条分组连接成格栅块，再安装于支撑面上，每块的大小设计合理，以便从人孔送入塔内。

1.1.6.4填料床层固定装置
对于规整填料的固定，需要结合床层结构特点来设计，本设计采用波纹板填料，在填料层顶面垂直于板片方向，设置一定数量的压条来防止填料盘向上松动，压条采用扁钢制作，竖直放置，组成格栅压圈，并将其用螺栓固定在塔壁上。

这种方法简单、可靠，又几乎不影响气液流动和分布。

1.1.6.5除雾装置
在通过两相的密切接触和分离以促进相见组分的传递，达到液体轻重组分分离的目的的同时，在离开填料塔的气相中，会夹带一定数量、大小不等的液滴，但是除雾装置大多应用在吸收塔中，防止排出的气体夹带吸收有毒或有用组成成分的小液滴。

对于应用于精馏的填料塔，一般不必添加除雾装置，因为即使塔内液滴随气体排出塔顶，依旧会在冷凝器中冷却，再次回流到精馏塔中。

1.1.6.6气体分布装置
由于塔填料是一个低压降的传质设备, 依靠气相的自分布在填料塔内很难达到均匀分布。

尤其对于大型的填料塔, 一旦气相在塔内分布不均匀, 势必影响到大型填料塔的分离或传热效果。

对于大型填料塔，北洋国家精馏技术工程发展有限公司在实验和生产实践基础上改进并研制了大量综合性能优良的气体初始分布器。

其中包括新型双切向环流进气分布器、新型双列叶片进气初始分布器以及辐射式进气初始分布器等，在本次设计中，采用的是新型双切向环流进气分布器。

大型精馏塔常用的再沸器为热虹吸式再沸器，再沸气体从塔底进入精馏塔时，气量特别大，因此采用双切向环流。

气体经过梯级排列的导气板，向下流动，再从塔的中部上升，达到均匀分布的目的。

1.1 塔设备设计
1.1.1 设计依据
《F1型浮阀》 JBT 1118
《钢制压力容器》 GB 150-1998
《钢制塔式容器》 JB 4710-92
《碳素钢、低合金钢人孔与手孔类型与技术条件》 HG 21514-95
《钢制压力容器用封头标准》 JB/T 4746-2002
《中国地震动参数区划图》 GB 18306-2001
《建筑结构荷载规范》 GB 50009-2001
1.1.2 概述
石化行业是国民经济中能耗较高的产业部门，其能耗占工业能耗接近1/5，占全国总能耗的14%左右。

在目前占有工业能耗接近五分之一的石化行业中，较大的能耗主要来源于化学原料及化学制品制造业能耗、石油天然气开采业能耗、石油加工、炼焦及核燃料加工业能耗、橡胶制品业能耗。

而在化工生产中分离的能耗占主要部分，塔设备的投资费用占整个工艺设备费用的25.93%。

塔设备所耗用的钢材料重量在各类工艺设备中所占的比例也较多，例如在年产250万吨常压减压炼油装置中耗用的钢材重量占62.4%，在年产60-120万吨催化裂化装置中占48.9%。

因此，塔设备的设计和研究，对石油、化工等工业的发展起着重要的作用。

1.1.3 塔型的选择
塔主要有板式塔和填料塔两种，它们都可以用作蒸馏和吸收等气液传质过程，但两者各有优缺点，要根据具体情况选择。

a.填料塔与板式塔的比较：
a．板式塔。

塔内装有一定数量的塔盘，是气液接触和传质的基本构件；属逐级（板）接触的气液传质设备；气体自塔底向上以鼓泡或喷射的形式穿过塔板上的液层，使气液相密切接触而进行传质与传热；两相的组分浓度呈阶梯式变化。

b．填料塔。

塔内装有一定高度的填料，是气液接触和传质的基本构件；属微分接触型气液传质设备；液体在填料表面呈膜状自上而下流动；气体呈连续相自下而上与液体作逆流流动，并进行气液两相的传质和传热；两相的组分浓度或温度沿塔高连续变化。

b.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.
表 9-7 填料塔与板式塔比较
综合考虑，本项目采用板式塔。

c.塔盘的类型与选择
1）板式塔塔板种类：
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。

从比较各表可以看出：筛板塔在蒸汽负荷、操作弹性、效率和价格等方面都比泡罩塔更适合萃取，结合本项目实际情况，初步选择筛板塔。

表 9-8 塔板性能的比较、。