认识填料塔的结构和填料类型

化工设备使用与维护主讲老师：任之光学校：湖北三峡职业技术学院项目四

认识塔设备任务一

认识板式塔任务二

认识填料塔子项目2认识填料塔结构【项目目标】知识目标：掌握填料塔的基本结构；掌握填料塔各部件的名称、用途、结构。技能目标：能拆装填料塔。一、填料及支承结构填料是一种固体填充物，其作用是为气、液两相提供充分的接触面，并为强化其湍流程度创造条件，以利于传质。1.填料塔的构造主要结构塔体：主要为圆筒形，可由金属、塑料或陶瓷制成，其内壁常衬以防腐材料。填料：分为散装填料和规整填料，是气液两相传热和传质的场所。塔内件：包括填料支承和压紧装置、液体与气体分布器、液体再分布器以及气体除沫器等。填料塔操作原理：液体径塔顶喷淋装置均匀分布于填料上，依靠重力作用沿填料表面自上而下流动，气体再压强差推动下穿过填料空隙，液体和气体逆流接触，发生传质和传热。1.填料的特性及种类⑴填料的性能表征：比表面积：单位体积的填料层具有的表面积。空隙率

：单位体积的填料层具有的空隙体积堆积密度：单位体积填料的质量其他：机械强度、化学稳定性、价格等⑵工业生产对填料的要求：传质分离效率高。填料的比表面积大，填料表面安排合理，填料表面润湿性好；压降小，气液通量大；不易引起偏流和沟流具有良好的耐腐蚀性、较高的机械强度和一定的耐热性；不被固体杂物堵塞，其表面不会结垢。对于大多数填料，发生堵塞和结垢会降低填料的分离效率，但是对于有宽敞流道、孔隙率大的格栅填料影响较小。质量轻、价格低⑶填料的种类第一代填料拉西环填料弧鞍形填料第二代填料鲍尔环填料矩鞍形填料第三代填料金属矩鞍环阶梯环基本淘汰应用广泛逐渐推广优点：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。缺点：由于高径比大，堆积时填料间易形成线接触，因此液体在填料层流动时，常存在严重的沟流和壁流现象。且拉西环填料的内表面润湿率较低，因而传质速率也不高。拉西环（Raschigring）填料在拉西环基础上衍生了θ环、十字环及螺旋环等，其基本改进是在拉西环内增加一结构，以增大填料的比表面积。鲍尔环（Pallring）填料鲍尔环一般用金属制作，也可用陶瓷和塑料制作。它是在拉西环壁上开一层或两层长方形小窗，再将小窗舌片向环中心弯曲搭接而成。同尺寸的鲍尔环与拉西环虽有相同的比表面积和空隙率，但鲍尔环在其侧壁上的小孔可供气液流通，使环内壁面充分利用。改进之后，填料空隙增大，表面更加容易润湿，沟流现象减少，对气相流动阻力大大降低，气、液两相流动更加均匀，其传质性能得到改善。自从1948年德国巴斯夫公司开发成功以后，鲍尔环立即得到广泛应用，逐步取代了拉西环。这样的结构使得阶梯环填料的性能在鲍尔环的基础上又有提高，其生产能力可提高约10%，压降则可降低25%，且由于填料间呈多点接触，床层均匀，较好地避免了沟流现象。阶梯环填料（Stairring）阶梯环填料的结构与鲍尔环填料相似，环壁上开有长方形小孔，环内有两层交错45°的十字形叶片，环的高度为直径的一半，环的一端成喇叭口形状的翻边。阶梯环一般由塑料和金属制成，由于其性能优于其它侧壁上开孔的填料，因此获得广泛的应用。弧鞍形（Berlsaddle）矩鞍形（Intaloxsaddle）填料弧鞍是较早开发的一种表面全部展开的具有马鞍形状的瓷质型填料，又称马鞍填料。弧鞍填料在塔内呈相互搭接状态，形成弧形气体通道，优点：与拉西环相比，空隙率高，气体阻力小，液体分布性能较好，性能优于拉西环。缺点：相邻填料易发生互套叠现象，使填料有效表面降低，从而影响传质速率，因此弧鞍填料很快就被矩鞍填料所取代。弧鞍形（Berlsaddle）矩鞍形（Intaloxsaddle）填料矩鞍是在弧鞍基础上发展起来的一种结构不对称的鞍形填料。矩鞍填料的两端为矩形，且填料的两面大小不等。这样的结构使矩鞍克服了弧鞍填料相互重叠的缺点，填料的均匀性得到改善。因而使液体分布均匀，气液传质速率得到提高。瓷矩鞍填料是目前采用最多的一种瓷质填料。金属矩鞍环（Intalox）填料将环形结构与鞍形结构的特点集于一体而形成的一种独特结构的填料，具有生产能力大、压降低、液体分布性能好、传质速率高及操作弹性大等优良性能，因而获得广泛应用，在减压蒸馏中其优势更为显著。规整填料规整填料有丝网规整填料和板波纹规整填料，分别是由金属丝波纹网片和多孔波纹板按一定方式重叠而成。优点：空隙大，故生产能力大，压降小，且因流道规则，所以只要液体初始分布均匀，则在全塔中分布也均匀，因此规整填料几乎无放大效应，通常具有很高的传质效率。缺点：造价较高，易堵塞难清洗，因此