化工设备之填料塔

常用的液体再分装置有：椎体形、槽形、升气管形等。





在通常情况下，一般将液体收集器与液体分布器同时使用，构成液体收集及再分布装置。液体收集器的作用是将上层填料流下的液体收集，然后送至液体分布器进行液体再分布。



⑷除沫装置



当塔内操作气速较大或液沫夹带现象严重时，可在液体分布器的上方设置除沫装置，主要用途是除去出口气流中的液滴。





由于气体在塔顶离开填料塔时，带有大量的液沫和雾滴，为回收这部分液相，经常需要在顶设置除沫器。



常用的除沫器有以下几种：



✦折流板式除沫器，它是一种利用惯性使液滴得以分离的装置，一般在小塔中使用。



✦旋流板式除沫器，由几块固定的旋流板片组成，气体通过时，产生旋转运动，造成一个离心力场，液滴在离心力作用下，向塔壁运动实现了气液分离。适用于大塔径净化要求高的场合。



✦丝网除沫器，它由金属丝卷成高度为100-150的盘状使用。安装方式多种多样，气体通过除雾沫器的压强降约为120-250Kp，丝网除沫器的直径由气体通过丝网的最大气速决定。



⑸填料压紧装置



安装在填料层上端。作用是保持填料层为一高度固定的床层，从而保持均匀一致的空隙结构，使操作正常、稳定，防止在高压降、瞬时负荷波动等情况下，填料层发生松动或跳动。



分为：



填料压板：自由放置于填料上端，靠自身重量将填料压紧。适用于陶瓷、石墨材质的散装填料。它的作用是在高气速（高压降）和负荷突然波动时，阻止填料产生相对运动，从而避免填料松动、破损。



由于填料易碎，当碎屑淤积在床层填料的空隙间，使填料层的空隙率下降时，填料压板可随填料层一起下落，紧紧压住填料而不会形成填料的松动、降低填料塔的生产能力及分离效率。



床层限制板：固定在填料上端。







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填料塔的操作方式



填料塔的操作是从物料平衡、热量平衡、相平衡及填料塔性能等几个方面考虑，通过控制系统建立并调节塔的操作条件，使填料塔满足分离要求。



⑴填料塔的操作方式：



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，气液两相接触进行传质。



⑵填料塔的操作特点：



填料塔属于微分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。





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气液两相的流体力学特性



填料塔的流体力学性能主要包括填料层的持液量、填料层的压降、液泛等。



⑴填料层的持液量



在一定操作条件下，由于液膜与填料表面的摩擦以及液膜与上升气体的摩擦，有部分液体停留在填料表面及其缝隙中。





✦定义：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。



✦持液量的影响：一般来说，适当的持液量对填料塔操作的稳定性和传质是有益的，可以提供更大的气液相接触面积；但持液量过大，将减少填料层的空隙和气相流通截面，使压降增大，处理能力下降。



✦结论：持液量不宜太小，也不宜太大。



⑵填料层的压降



✦产生原因：在操作过程中，从塔顶喷淋下来的液体，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：一定的气速下，液体喷淋量越大，压降越大；在一定的液体喷淋量下，气速越大，压降也越大。