填料塔由外殼、填料、填料支承、液體分布器、中間支承和再分布器、氣體和液體進(jìn)出口接管等部件組成,如圖1所示,塔外殼多采用金屬材料,也可用塑料制造。塔體橫截面有圓形、矩形及多邊形等,但絕大部分是圓形。塔殼材料可以是碳鋼、不銹鋼、聚氯乙烯、玻璃鋼和磚等。塔內放置著(zhù)填料。填料種類(lèi)很多。用于制造填料的材料有碳鋼、不銹鋼、陶瓷、聚丙烯、增強聚丙烯等。由于填料與塔體取材面廣,故易于解決物料腐蝕問(wèn)題。
填料在填料塔操作中起著(zhù)重要作用。液體潤濕填料表面便增大了氣液接觸面積,填料層的多孔性不僅促使氣流均勻分布,而且促進(jìn)了氣相的湍動(dòng)。
散裝填料是一個(gè)個(gè)具有一定幾何形狀和尺寸的顆粒體,一般以隨機的方式堆積在塔內,又稱(chēng)為亂堆填料或顆粒填料。散裝填料根據結構特點(diǎn)不同,又可分為環(huán)形填料、鞍形填料、環(huán)鞍形填料及球形填料等?,F介紹幾種較為典型的散裝填料。
?、倮鳝h(huán)填料
拉西環(huán)填料于1914年由拉西(F.Rashching)發(fā)明,為外徑與高度相等的圓環(huán)。拉西環(huán)填料的氣液分布較差,傳質(zhì)效率低,阻力大,通量小,目前工業(yè)上已較少應用。
?、?鮑爾環(huán)填料
鮑爾環(huán)填料是對拉西環(huán)的改進(jìn)。在拉西環(huán)的側壁上開(kāi)出兩排長(cháng)方形的窗孔,被切開(kāi)的環(huán)壁的一側仍與壁面相連,另一側向環(huán)內彎曲,形成內伸的舌葉,舌葉的側邊在環(huán)中心相搭。鮑爾環(huán)由于環(huán)壁開(kāi)孔,大大提高了環(huán)內空間及環(huán)內表面的利用率,氣流阻力小,液體分布均勻。與拉西環(huán)相比,鮑爾環(huán)的氣體通量可增加50%以上,傳質(zhì)效率提高 30%左右。鮑爾環(huán)是一種應用較廣的填料。
?、?階梯環(huán)填料
階梯環(huán)填料是對鮑爾環(huán)的改進(jìn)。與鮑爾環(huán)相比,階梯環(huán)高度減少了一半并在一端增加了一個(gè)錐形翻邊。由于高徑比減小,使得氣體繞填料外壁的平均路徑大為縮短,減少了氣體通過(guò)填料層的阻力。錐形翻邊不僅增加了填料的機械強度,而且使填料之間由線(xiàn)接觸為主變成以點(diǎn)接觸為主,這樣不但增加了填料間的空隙,同時(shí)成為液體沿填料表面流動(dòng)的匯集分散點(diǎn),可以促進(jìn)液膜的表面更新,有利于傳質(zhì)效率的提高。階梯環(huán)的綜合性能優(yōu)于鮑爾環(huán),成為目前所使用的環(huán)形填料中最為優(yōu)良的一種。