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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。近年來,參考國(guó)外塔設(shè)備技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向,加強(qiáng)了對(duì)篩板塔的科研工作,提出了斜孔塔和浮動(dòng)噴射塔等新塔型。塔身是一直立式圓筒,塔身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。填料的上方安裝填料壓板,以防被上升氣流吹動(dòng)。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。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)。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。
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。一般情況下應(yīng)考慮如下方面:1、對(duì)于腐蝕性物系,通常選用填料塔。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。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。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。
填料塔具有生產(chǎn)能力大,分離,壓降小,持液量小,操作彈性大等優(yōu)點(diǎn)。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。
篩板塔操作時(shí)液體橫過塔板,氣體則自板上小孔(篩孔)鼓泡進(jìn)入板上液 層。劇烈振動(dòng)在風(fēng)力作用下產(chǎn)生的誘導(dǎo)振動(dòng)會(huì)使塔設(shè)備產(chǎn)生共振,輕者使塔產(chǎn)生嚴(yán)重彎曲、傾斜,塔板效率下降,影響塔設(shè)備的正常操作,重者使塔設(shè)備導(dǎo)致嚴(yán)重破壞,造成事故。當(dāng)氣速過低時(shí)篩孔會(huì)漏液;若氣速過高,氣體會(huì)通過篩孔后排開板上液 體徑自向上方?jīng)_出,造成過量液沫夾帶即嚴(yán)重軸向混合。所以,篩板塔長(zhǎng)期 以來被認(rèn)為操作困難、操作彈性小而受到冷遇。 篩板塔的優(yōu)點(diǎn): (1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造維護(hù)方便。 (2)生產(chǎn)能力大,比泡罩塔盤高20%~40%。 (3)壓降小,適用于減壓操作。 (4)比泡罩塔盤,但不及浮閥塔盤。 (5)若設(shè)計(jì)合理其操作彈性也較高,但不如泡罩塔盤。 篩孔塔的缺點(diǎn):小孔徑篩孔易堵塞,故不宜處理臟、粘性大及帶固體顆粒 的料液。