填料塔是指流體阻力小，適用于氣體處理量大而液體量小的過程。液體沿填料表面自上向下流動(dòng)，氣體與液體成逆流或并流，視具體反應(yīng)而定。填料塔內(nèi)存液量較小。無論氣相或液相，其在塔內(nèi)的流動(dòng)型式均接近于活塞流。若反應(yīng)過程中有固相生成，不宜采用填料塔。

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填料塔在塔內(nèi)充填各種形狀的填充物(稱為填料)，使液體沿填料表面流動(dòng)形成液膜，分散在連續(xù)流動(dòng)的氣體之中，氣液兩相接觸面在填料的液膜表面上。它屬膜狀接觸設(shè)備 。

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用途

氣體吸收、蒸餾、萃取

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填料塔以填料作為氣、液接觸和傳質(zhì)的基本構(gòu)件，液體在填料表面呈膜狀自上而下流動(dòng)，氣體呈連續(xù)相自下而上與液體作遞向流動(dòng)，并進(jìn)行氣、液兩相間的傳質(zhì)和傳熱。兩相的組分濃度和溫度沿塔高連續(xù)變化。填料塔屬于微分接觸型的氣、液傳質(zhì)設(shè)備。

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填料塔又稱填充塔。化工生產(chǎn)中常用的一類傳質(zhì)設(shè)備。主要由圓柱形的塔體和堆放在塔內(nèi)的填料(各種形狀的固體物，用于增加兩相流體間的面積，增強(qiáng)兩相間的傳質(zhì))等組成。用于吸收、蒸餾、萃取等 。

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填料塔是以塔內(nèi)的填料作為氣液兩相間接觸構(gòu)件的傳質(zhì)設(shè)備。

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是一直立式圓筒，底部裝有填料支承板，填料以亂堆或整砌的方式放置在支承板上。

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填料的上方安裝填料壓板，以防被上升氣流吹動(dòng)。

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液體從塔頂經(jīng)液體分布器噴淋到填料上，并沿填料表面流下。

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氣體從塔底送入，經(jīng)氣體分布裝置(小直徑塔一般不設(shè)氣體分布裝置)分布后，與液體呈逆流連續(xù)通過填料層的空隙，在填料表面上，氣液兩相密切接觸進(jìn)行傳質(zhì)。

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填料塔屬于連續(xù)接觸式氣液傳質(zhì)設(shè)備，兩相組成沿塔高連續(xù)變化，在正常操作狀態(tài)下，氣相為連續(xù)相，液相為分散相。

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當(dāng)液體沿填料層向下流動(dòng)時(shí)，有逐漸向塔壁集中的趨勢(shì)，使得塔壁附近的液流量逐漸增大，這種現(xiàn)象稱為壁流。

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壁流效應(yīng)造成氣液兩相在填料層中分布不均，從而使傳質(zhì)效率下降。

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因此，當(dāng)填料層較高時(shí)，需要進(jìn)行分段，中間設(shè)置再分布裝置。

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液體再分布裝置包括液體收集器和液體再分布器兩部分，上層填料流下的液體經(jīng)液體收集器收集后，送到液體再分布器，經(jīng)重新分布后噴淋到下層填料上。

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填料塔具有生產(chǎn)能力大，分離效率高，壓降小，持液量小，操作彈性大等優(yōu)點(diǎn)。

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填料塔也有一些不足之處，如填料造價(jià)高;當(dāng)液體負(fù)荷較小時(shí)不能有效地潤(rùn)濕填料表面，使傳質(zhì)效率降低;不能直接用于有懸浮物或容易聚合的物料;對(duì)側(cè)線進(jìn)料和出料等復(fù)雜精餾不太適合等。

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塔內(nèi)件和填料及塔體共同構(gòu)成了一個(gè)完整的填料塔，塔內(nèi)件是填料塔的組成部分。

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塔內(nèi)件的作用是為了使氣液在塔內(nèi)有更好地接觸，以便于發(fā)揮填料塔的最大生產(chǎn)能力和最大效率，所以說塔內(nèi)件設(shè)計(jì)的好壞直接影響到整個(gè)填料塔的操作運(yùn)行和填料性能的發(fā)揮。

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此外，填料塔的"放大效應(yīng)"除了填料本身固有的因素之外，塔內(nèi)件對(duì)它的影響也很大。

填料的選擇包括確定填料的種類、規(guī)格及材質(zhì)等。所選填料既要滿足生產(chǎn)工藝的要求，又要使設(shè)備投資和操作費(fèi)用最低。

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1.填料種類的選擇:填料種類的選擇要考慮分離工藝的要求，通常考慮以下幾個(gè)方面:

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(1)傳質(zhì)效率要高一般而言，規(guī)整填料的傳質(zhì)效率高于散裝填料;

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(2)通量要大在保證具有較高傳質(zhì)效率的前提下，應(yīng)選擇具有較高泛點(diǎn)氣速或氣相動(dòng)能因子的填料;

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(3)填料層的壓降要低;

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(4)填料抗污堵性能強(qiáng)，拆裝、檢修方便。

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2.填料規(guī)格的選擇填料規(guī)格是指填料的公稱尺寸或比表面積。

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(1)散裝填料規(guī)格的選擇工業(yè)塔常用的散裝填料主要有DN16、DN25、DN38、DN50、DN76等幾種規(guī)格。同類填料，尺寸越小，分離效率越高，但阻力增加，通量減少，填料費(fèi)用也增加很多。而大尺寸的填料應(yīng)用于小直徑塔中，又會(huì)產(chǎn)生液體分布不良及嚴(yán)重的壁流，使塔的分離效率降低。因此，對(duì)塔徑與填料尺寸的比值要有一規(guī)定，一般塔徑與填料公稱直徑的比值D/d應(yīng)大于8。

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(2)規(guī)整填料規(guī)格的選擇工業(yè)上常用規(guī)整填料的型號(hào)和規(guī)格的表示方法很多，國(guó)內(nèi)習(xí)慣用比表面積表示，主要有125、150、250、350、500、700等幾種規(guī)格，同種類型的規(guī)整填料，其比表面積越大，傳質(zhì)效率越高，但阻力增加，通量減少，填料費(fèi)用也明顯增加。選用時(shí)應(yīng)從分離要求、通量要求、場(chǎng)地條件、物料性質(zhì)及設(shè)備投資、操作費(fèi)用等方面綜合考慮，使所選填料既能滿足技術(shù)要求，又具有經(jīng)濟(jì)合理性。應(yīng)予指出，一座填料塔可以選用同種類型，同一規(guī)格的填料，也可選用同種類型不同規(guī)格的填料;可以選用同種類型的填料，也可以選用不同類型的填料;有的塔段可選用規(guī)整填料，而有的塔段可選用散裝填料。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)靈活掌握，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)一的原則來選擇填料的規(guī)格。

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3.填料材質(zhì)的選擇填料的材質(zhì)分為陶瓷、金屬和塑料三大類。

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(1)陶瓷填料陶瓷填料具有很好的耐腐蝕性及耐熱性，陶瓷填料價(jià)格便宜，具有很好的表面潤(rùn)濕性能，質(zhì)脆、易碎是其最大缺點(diǎn)。在氣體吸收、氣體洗滌、液體萃取等過程中應(yīng)用較為普遍。

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(2)金屬填料金屬填料可用多種材質(zhì)制成，選擇時(shí)主要考慮腐蝕問題。碳鋼填料造價(jià)低，且具有良好的表面潤(rùn)濕性能，對(duì)于無腐蝕或低腐蝕性物系應(yīng)優(yōu)先考慮使用;不銹鋼填料耐腐蝕性強(qiáng)，一般能耐除Cl–以外常見物系的腐蝕，但其造價(jià)較高，且表面潤(rùn)濕性能較差，在某些特殊場(chǎng)合(如極低噴淋密度下的減壓精餾過程)，需對(duì)其表面進(jìn)行處理，才能取得良好的使用效果;鈦材、特種合金鋼等材質(zhì)制成的填料造價(jià)很高，一般只在某些腐蝕性極強(qiáng)的物系下使用。一般來說，金屬填料可制成薄壁結(jié)構(gòu)，它的通量大、氣體阻力小，且具有很高的抗沖擊性能，能在高溫、高壓、高沖擊強(qiáng)度下使用，應(yīng)用范圍最為廣泛。

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(3)塑料填料塑料填料的材質(zhì)主要包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)及聚氯乙烯(PVC)等，國(guó)內(nèi)一般多采用聚丙烯材質(zhì)。塑料填料的耐腐蝕性能較好，可耐一般的無機(jī)酸、堿和有機(jī)溶劑的腐蝕。其耐溫性良好，可長(zhǎng)期在100°C以下使用。塑料填料質(zhì)輕、價(jià)廉，具有良好的韌性，耐沖擊、不易碎，可以制成薄壁結(jié)構(gòu)。它的通量大、壓降低，多用于吸收、解吸、萃取、除塵等裝置中。塑料填料的缺點(diǎn)是表面潤(rùn)濕性能差，但可通過適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚韥砀纳破浔砻鏉?rùn)濕性能。