填料塔 一、填料塔的原理 在圆筒形塔体内部，分段装有若干段填料。填料堆积于支撑装置上，液体由塔顶入口管进入分布器，均匀喷淋在填料表面上并在重力作用下向下流动，气体在压强差的推动下，由支承板下方气体入口管进入塔内，通过填料间的空隙由塔的顶部排出。填料塔内气液两相呈逆流流动，气体和液体在填料表面上进行传质和传热，两相的组成沿塔高连续变化。
二、填料塔的结构 填料塔填料塔主要由塔体、填料、喷淋装置、液体分布器、填料支承结构、支座等组成。 三、常见的填料 填料是填料塔的核心内件，它为气－液两相充分接触进行传热传质提供了表面积。可分为散装填料和规整填料两大类。
1、散装填料 散装填料是指以乱堆为主的填料，这种填料是具有一定外形的颗粒体，又称之为颗粒填料，根据外形分以下三种。 （1）环形填料：拉西环填料、鲍尔环填料、阶梯环填料。 （2）鞍形填料：弧鞍填料、矩鞍填料、改进矩鞍填料。 （3）金属鞍环填料。 2、规整填料 在乱堆的散装填料塔内，气液两相的流动路线是随机的，加之填料填装时难
以做到各处均匀如一，因而容易产生沟流等不良情况，从而降低塔的效率。 规整填料是一种在塔内按均匀的几何图形规则、整齐堆砌的填料，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。 造价较高，易堵塞难清洗，因此工业上一般用于较难分离或分离要求很高的情况。 规整填料的种类按照结构可分为丝网波纹填料和板波纹填料。使用时根据填料塔的结构尺寸，叠成圆筒形整块放入塔内或分块拼成圆筒形在塔内砌装。 四、填料塔的特点 结构简单、压力降小、填料种类多、具有良好的耐腐蚀性能，特别是在处理容易产生泡沫的物料和真空操作时，有其独特的优越性。 五、填料塔的应用 1、直径较小的塔。 2、处理有腐蚀性物料。 3、处理热敏性物料的真空蒸馏。 填料塔会发生液泛现象,应绝对避免。
填料塔结构示意图 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】
填料塔的结构及其工作原理 填料塔的作用是起到吸收作用，是化工、石油化工和炼油生产中最重要的设备之一。 以下讲一下填料塔的结构特点： 填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。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（小直径塔一般不设气体分布装置）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，气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续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。 当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。 填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等优点。 填料塔也有一些不足之处，如填料造价高；当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面，使传质效率降低；不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料；对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。 填料的分类 填料的种类很多，根据装填方式的不同，可分为散装填料和规整填料。 1．散装填料 散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸的颗粒体，一般以随机的方式堆积在塔内，又称为乱堆填料或颗粒填料。散装填料根据结构特点不同，又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。现介绍几种较为典型的散装填料: 拉西环鲍尔环阶梯环弧鞍填料矩鞍填料金属环矩鞍填料球形填料 （1）拉西环填料于1914年由拉西（F. Rashching）发明，为外径与高度相等的圆环。拉西环填料的气液分布较差，传质效率低，阻力大，通量小，目前工业上已较少应用。 （2）鲍尔环填料是对拉西环的改进，在拉西环的侧壁上开出两排长方形的窗孔，被切开的环壁的一侧仍与壁面相连，另一侧向环内弯曲，形成内伸的舌叶，诸舌叶的侧边在环中心相搭。鲍尔环由于环壁开孔，大大提高了环内空间及环内表面的利用率，气流阻力小，液体分布均匀。与拉西环相比，鲍尔环的气体通量可增加50%以上，传质效率提高30%左右。鲍尔环是一种应用较广的填料。 （3）阶梯环填料是对鲍尔环的改进，与鲍尔环相比，阶梯环高度减少了一半并在一端增加了一个锥形翻边。由于高径比减少，使得气体绕填料外壁的平均路径大为缩短，减少了气体通过填料层的阻力。锥形翻边不仅增加了填料的机械强度，而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主，这样不但增加了填料间的空隙，同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点，可以促进液膜的表面更新，有利于传质效率的提高。阶梯环的综合性能优于鲍尔环，成为目前所使用的环形填料中最为优良的一种。
塑料鲍尔环填料
鲍尔环填料简介： 鲍尔环填料是一种新型填料,是针对拉西环的一些主要缺点加以改进 而出现的，是在普通拉西环的壁上开八层长方形小窗，小窗叶片在环中心 相搭，上下面层窗位置相互交搭而成。它与拉西环填料的主要区别是在于 在侧壁上开有长方形窗孔，窗孔的窗叶弯入环心，由于环壁开孔使得气、 液体的分布性能较拉西环得到较大的改善，尤其是环的内表面积能够得以 充分利用。
鲍尔环填料特点： 鲍尔环填料具有通量大、阻力小、分离效率高及操作弹性大等优点， 在相同的降压下,处理量可较拉西环大 50%以上。在同样处理量时，降压可 降低一半，传质效率可提高 20%左右。与拉西环比较，这种填料具有生产能 力大、阻力强、操作弹性大等特点，在一般情况下同样压降时处理可比拉 西环大 50%-100%，同样处理时压降比拉西环小 50%-70%，塔高也有降压， 采用鲍尔环可以比拉西环节约 20%-40%填料容积。 鲍尔环填料的特性数据: 化工部标准：21556.2-95
规格
直径(mm)
堆积密度 (kg/m) 571 408
堆积个数
比表面积 (m/m) 482 362
空隙率
10 16
Φ10×H10×0.3 Φ16×H16×0.3 Φ25×H25×0.5(0. 4) Φ38×H38×0.6(0. 4) Φ50×H50×0.8(0.
768000 214,000
92.7 94.9
25
403(322)
51,940
219
95
38
326(217)
15,180
146
95.9
50
322(201)
6,500
109
96
填料塔的结构及其工作原理 填料塔的作用是起到吸收作用，是化工、石油化工和炼油生产中最重要的设备之一。 以下讲一下填料塔的结构特点： 填料塔是以塔的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。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（小直径塔一般不设气体分布装置）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，气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续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。 当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。 填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等优点。 填料塔也有一些不足之处，如填料造价高；当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面，使传质效率降低；不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料；对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。 填料的分类 填料的种类很多，根据装填方式的不同，可分为散装填料和规整填料。 1．散装填料 散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸的颗粒体，一般以随机的方式堆积在塔，又称为乱堆填料或颗粒填料。散装填料根据结构特点不同，又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。现介绍几种较为典型的散装填料: 拉西环鲍尔环阶梯环弧鞍填料矩鞍填料金属环矩鞍填料球形填料 （1）拉西环填料于1914年由拉西（F. Rashching）发明，为外径与高度相等的圆环。拉西环填料的气液分布较差，传质效率低，阻力大，通量小，目前工业上已较少应用。
什么是填料？ 填料泛指被填充于其他物体中的物料。 在化学工程中，填料指装于填充塔内的惰性固体物料，例如鲍尔环和拉西环等，其作用是增大气-液的接触面，使其相互强烈混合。 在化工产品中，填料又称填充剂，是指用以改善加工性能、制品力学性能并（或）降低成本的固体物料。 在污水处理领域，主要用于接触氧化工艺，微生物会在填料的表面进行累积，以增大与污水的表面接触，对污水进行降解处理。 优点：结构简单、压力降小、易于用耐腐蚀非金属材料制造等。对于气体吸收、真空蒸馏以及处理腐蚀性流体的操作，颇为适用。 缺点：当塔颈增大时，引起气液分布不均、接触不良等，造成效率下降，即称为放大效应。同时填料塔还有重量大、造价高、清理检修麻烦、填料损耗大等缺点。 填料有哪些种类？ 1、拉西环填料 拉西环填料于1914年由拉西（F. Rashching）发明，为外径与高度相等的圆环。拉西环填料的气液分布较差，传质效率低，阻力大，通量小，工业上已较少应用。 2、鲍尔环填料
鲍尔环填料是对拉西环的改进，在拉西环的侧壁上开出两排长方形的窗孔，被切开的环壁的一侧仍与壁面相连，另一侧向环内弯曲，形成内伸的舌叶，诸舌叶的侧边在环中心相搭。 鲍尔环由于环壁开孔，大大提高了环内空间及环内表面的利用率，气流阻力小，液体分布均匀。与拉西环相比，鲍尔环的气体通量可增加50%以上，传质效率提高30%左右。鲍尔环是一种应用较广的填料。 3、阶梯环填料 阶梯环填料是对鲍尔环的改进，与鲍尔环相比，阶梯环高度减少了一半并在一端增加了一个锥形翻边。 由于高径比减少，使得气体绕填料外壁的平均路径大为缩短，减少了气体通过填料层的阻力。锥形翻边不仅增加了填料的机械强度，而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主，这样不但增加了填料间的空隙，同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点，可以促进液膜的表面更新，有利于传质效率的提高。 阶梯环的综合性能优于鲍尔环，成为所使用的环形填料中最为优良的一种。 4、弧鞍填料 弧鞍填料属鞍形填料的一种，其形状如同马鞍，一般采用瓷质材料制成。 弧鞍填料的特点是表面全部敞开，不分内外，液体在表面两侧均匀流动，表面利用率高，流道呈弧形，流动阻力小。
化工设备填料塔结构 10.2.1 填料塔的结构及其结构特性 1. 填料塔的结构 如图所示为填料塔的结构示意图，填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。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（小直径塔一样不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的间隙，在填料表面上，气液两相紧密接触进行传质。填料塔属于连续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。 当液体沿填料层向下流淌时，有逐步向塔壁集中的趋势，使得塔壁邻近的液流量逐步增大，这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。 填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等优点。 填料塔也有一些不足之处，如填料造价高；当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面，使传质效率降低；不能直截了当用于有悬浮物或容易聚合的物料；对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。 2. 填料特性的评判 （1）比表面积a （2）间隙率
塔内单位体积填料层具有的间隙体积，m 2/m 3。ε为一分数。ε值大则气体通过填料层的阻力小，故ε值以高为宜。 关于乱堆填料，当塔径D 与填料尺寸d 之比大于8时，因每个填料在塔内的方位是随机的，填料层的平均性较好，这时填料层可视为各向同性，填料层的间隙率ε确实是填料层内任一横截面的间隙截面分率。 当气体以一定流量过填料层时，按塔横截面积计的气速u 称为“空塔气速”（简称空速），而气体在填料层孔隙内流淌的真正气速为1u 。二者关系为：ε/1u u =。 （3）塔内单位体积具有的填料个数n 依照运算出的塔径与填料层高度，再依照所选填料的n 值，即可确定塔内需要的填料数量。一样要求塔径与填料尺寸之比8/>d D （此比值在8～15之间为宜），以便气、液分布平均。若8/ 四氟鲍尔环简介 ★聚四氟乙烯简介： 聚四氟乙烯（PTEE），比其他塑料拥有更多优异的化学性能和化学稳定性，是节约和弥补有色金属、各种合金属无法解决防腐、密封等方面最理想的材料，其特点在： 一、使用温度广：可在-200 ～+250 ℃的高低温范围内使用，温和极度冷工业的设备塔节，釜，管道，阀门，容器等。 二、化学稳定性优异：几乎耐所有的有机，无机化合物的腐蚀，（除元素氟，三氟化氯及熔融碱金属），已成为石油，化工，原子能等方面的最理想耐腐蚀材料。 三、电性能优良：介电强度高，介电强度为30千伏/毫米，在毫米厚的薄膜, 介电强度为100千伏/毫米, 介电强度不随温度变化。 四、异常的表面不粘性：由分子结构特异，表面极性小，对一般的物质不起粘附作用，表面能仅18达因/厘米，被广泛应用于纺织、食品、造纸等轻工业方面。 五、摩擦系数低、自润性强：摩擦系数，广泛应用于造船、机械、航空、纺织等方面。 ★四氟鲍尔环简介： 鲍尔环填料是一种新型填料,是针对拉西环的一些主要缺点加以改进而出现的,是在普通拉西环的壁上开六层长方形小窗,小窗叶片在环中心相搭,上下面层窗位置相互交搭而成。它与拉西环填料的主要区别是在于在侧壁上开有长方形窗孔,窗孔的窗叶弯入环心,由于环壁开孔使得气、液体的分布性能较拉西环得到较大的改善,尤其是环的内表面积能够得以充分利用。★ 四氟鲍尔环特性 耐高温——使用工作温度达160℃。 分离率高——具有通量大、阻力小、分离效率高及操作弹性大等优点,在相同的降压下,处理量可较拉西环大50%以上,在同样处理量时,降压可降低一半,传质效率可 提高20%左右。 耐低温——具有良好的机械韧性；即使温度下降到-196℃，也可保持5%的伸长率。耐腐蚀——对多数化学药品和溶剂，表现出惰性、耐强酸强碱、水和各种有机溶剂。耐气候——有塑料中最佳的老化寿命。 无毒害——对生物无毒性 ★ 四氟鲍尔环填料的应用 表8-2 精馏塔的主要类型及特点 类型板式塔填料塔 结构特点每层板上装配有不同型式的 气液接触元件或特殊结构，如 筛板、泡罩、浮阀等；塔内设 置有多层塔板，进行气液接触塔内设置有多层整砌或乱堆的填料，如拉西环、鲍尔环、鞍型填料等散装填料，格栅、波纹板、脉冲等规整填料；填料为气液接触的基本元件 操作特点气液逆流逐级接触微分式接触，可采用逆流操作，也 可采用并流操作 设备性能空塔速度（亦即生产能力）高， 效率高且稳定；压降大，液气 比的适应范围大，持液量大， 操作弹性小大尺寸空塔气速较大，小尺寸空塔气速较小；低压时分离效率高，高压时分离效率低，传统填料效率较低，新型乱堆及规整填料效率较高；大尺寸压力降小，小尺寸压力降大；要求液相喷淋量较大，持液量小，操作弹性大 （续表） 制造与维修直径在600mm以下的塔安装困 难，安装程序较简单，检修清 理容易，金属材料耗量大新型填料制备复杂，造价高，检修清理困难，可采用非金属材料制造，但安装过程较为困难 适用场合处理量大，操作弹性大，带有 污垢的物料处理强腐蚀性，液气比大，真空操作要求压力降小的物料 1.1.1.1板式塔塔型选择一般原则： 选择时应考虑的因素有：物料性质、操作条件、塔设备性能及塔的制造、安装、运转、维修等。 1）下列情况优先选用填料塔： a.在分离程度要求高的情况下，因某些新型填料具有很高的传质效率，故可采 用新型填料以降低塔的高度； b.对于热敏性物料的蒸馏分离，因新型填料的持液量较小，压降小，故可优先选择真空操作下的填料塔； c.具有腐蚀性的物料，可选用填料塔。因为填料塔可采用非金属材料，如陶瓷、塑料等； d.容易发泡的物料，宜选用填料塔。 2）下列情况优先选用板式塔： a.塔内液体滞液量较大，操作负荷变化范围较宽，对进料浓度变化要求不敏感，操作易于稳定； b.液相负荷较小； c.含固体颗粒，容易结垢，有结晶的物料，因为板式塔可选用液流通道较大的塔板，堵塞的危险较小； d.在操作过程中伴随有放热或需要加热的物料，需要在塔内设置内部换热组件，如加热盘管，需要多个进料口或多个侧线出料口。这是因为一方面板式塔的结构上容易实现，此外，塔板上有较多的滞液以便与加热或冷却管进行有效地传热； e.在较高压力下操作的蒸馏塔仍多采用板式塔。 1.1.1.2板式塔塔盘的类型与选择 1）塔板种类 根据塔板上气、液两相的相对流动状态，板式塔分为穿流式和溢流式。目前板式塔大多采用溢流式塔板。穿流式塔板操作不稳定，很少使用。 2）各种塔盘性能比较 工业上需分离的物料及其操作条件多种多样，为了适应各种不同的操作要求，迄今已开发和使用的塔板类型繁多。这些塔板各有各的特点和使用体系，现将几种主要塔板的性能比较。 表8-3 塔板性能的比较 塔盘类型优点缺点适用场合 泡罩板较成熟、操作稳定结构复杂、造价高、塔 特别容易堵塞的物系 板阻力大、处理能力小 PVDF聚偏氟乙烯耐酸耐腐蚀耐高温鲍尔环填料选用PVDF聚偏氟乙烯为塑料原材料一次性注塑成型，可生产的规格型号有：Dg16/25/38/50/76/100。塑料鲍尔环 填料一般分为三种形状：米字形、＃字形、十字形，也其它异型鲍尔环。鲍尔环填料 （pall ring）是一种最应用非常普遍的化工散装填料，它是对拉西环的外观结构作了重大改进，在环壁上开出两排有内伸舌片的窗孔，这种结构改善了气液分布，充分利用环的内表面，鲍尔环与拉西环相比，处理量可提高50%以上，而压降低一半。 鲍尔环填料可生产以下塑料材质： 聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、增强聚丙烯（RPP）、聚氯乙烯（PVC）、氯化聚氯乙烯（CPVC）、高性能聚丙烯（PPH）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）、PFA等各种塑料材质，还可生产各种金属（304、316、碳钢、铝材、钛材等）材质，特殊规格型号材质可加工定制、来样加工。 PVDF聚偏氟乙烯材质特点： PVDF材质外观为半透明或白色粉体或颗粒，分子链间排列紧密，又有较强的氢键，含氧指数为46%，不燃，结晶度65%~78%，密度为1.17~1.79g/cm3,熔点为172℃,热变形温度112~145℃，长期使用温度为-40~150℃。PVDF除具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐射线辐射性能外，还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能。化学结构中以氟一碳化合键结合，这种具有短键性质的结构与氢离子形成最稳定最牢固的结合．因而氟碳涂料具有特异的物理化学性能，不但有很强的耐磨性和抗冲击性能，而且在极端严酷与恶劣的环境中有很高的抗褪色性与抗紫外线性能。 PVDF聚偏氟乙烯耐酸耐腐蚀耐高温鲍尔环填料优势： 鲍尔环具有低压降，通量大，效率高的特点。鲍尔环填料较同类尺寸的PALL环具有更低的压降及更高的传质效率，而且在填料层内液体分布好。 PVDF聚偏氟乙烯耐酸耐腐蚀耐高温鲍尔环填料产品应用： 鲍尔环主要用于化工环保废气处理洗涤塔、吸收塔以及氯碱工业装置中的氯气干燥塔、洗涤塔、除害塔、填料干燥塔等.适用于各种分离、吸收、脱吸装置、常减压装置、合成胺脱碳、脱硫系统、乙苯分离、异辛烷、甲苯分离、雾酸吸收等。 （二）鲍尔环填料技术参数 型号规格尺寸堆积个数 n o/m3 比表面积 m2/m3 空隙率 % 干填料因子 m-1 Dg1616×16×118000018891.1275 Dg2525×25×1.24900017590239 Dg3838×38×1.41360015589220 Dg5050×50×1.563009390127 Dg7676×76×2.6183073.29294 Dg100100X100X3880729092可生产以下材质： 塔器及塔内件介绍 一、塔器 1.塔器：是进行气相和液相或液相和液相间物质传递的设备。 2.塔器的分类：按结构分板式塔和填料塔两大类。 3.板式塔：内设有一定数量的塔板，气体以鼓泡或喷射形式与塔板上液层相接触进行物质传递。可根据气液操作状态分为鼓泡式塔板，如浮阀、泡帽、筛板等塔板和喷射式，如网孔、舌形等塔板。又可以根据有无降液管分为溢流式塔板（泡帽等）和穿流式（穿流式栅板和穿流式筛板等）。 4.填料塔：内装有一定高度的填料，液体沿填料自上向下流动，气体由下向上同液膜逆流接触，进行物质传递。常应用于蒸馏、吸水、萃取等操作中。根据结构特点分为乱堆填料（阶梯环、鲍尔环等颗粒填料）和规则填料（网波纹填料和波板纹填料） 5.填料塔的结构特点 填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。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（小直径塔一般不设气体分布装置）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，气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续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。 当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等优点。填料塔也有一些不足之处，如填料造价高；当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面，使传质效率降低；不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料；对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。 塔设备有许多种类型，塔设备是化工、石油化工和炼油生产中最重要的设备之一。它可使气液或液液两相之间进行紧密接触，达到相际传质及传热的目的。可在塔设备中 填料 一、填料塔以填料作为气液接触元件，气液两项在填料层中逆向连续接触。 1、优点：结构简单、压力降小、易于用耐腐蚀非金属材料制造等。对于气体吸收、真空蒸 馏以及处理腐蚀性流体的操作，颇为适用。 2、缺点：当塔颈增大时，引起气液分布不均、接触不良等，造成效率下降，即称为放大效 应。同时填料塔还有重量大、造价高、清理检修麻烦、填料损耗大等缺点。 二、分类：1、按性能：通用填料和高效填料。 2、按形状：颗粒型填料和规整填料。 三、对填料的基本要求 1、传质效率高，要求填料能提供大的气液接触面，即要求具有大的比表面积，并要求填料表面易被液体润湿，只有润湿了的表面才是气液接触面。 2、生产能力大，气体的压力降小，因此要求填料层的空隙率大。 3、不易引起偏流和沟流。 4、经久耐用，即具有良好的耐腐蚀性、较高的机械强度和必要的耐热性。 5、取材容易，价格便宜。 四、常用填料及其特点 1、拉西环（除短拉西环外，其他基本淘汰） 减小拉西环的高度，长径比小于1，能明显增加分离效率和降低压力降，即短拉西环。 优点：数据整理比较完整，设计、操作的经验丰富，外形简单，制造方便，取材容易，价格低廉，能用耐腐蚀材料制造。 缺点：传质效能低（比表面积小），有严重的沟流和壁流。 2、鲍尔环填料是一种新型填料,是针对拉西环的一些主要缺点加以改进而出现的，是在普通 拉西环的壁上开八层长方形小窗，小窗叶片在环中心相搭，上下面层窗位置相互交搭而成。它与拉西环填料的主要区别是在于在侧壁上开有长方形窗孔，窗孔的窗叶弯入环心，由于环壁开孔使得气、液体的分布性能较拉西环得到较大的改善，尤其是环的内表面积能够得以充分利用。（?25mm及更小的环开一层小窗，?38mm、?50mm的环开两层错开分布的小窗） 特点：（1）空隙率与拉西环相同，但由于气液能经小窗通过环内空间，因此阻力比拉西环低，从而能提高操作气速。（2）开小窗后表面积比拉西环大些，且环的内表面得以充分利用。（3）由于小窗的叶片弯向环中心，使液体分布较为均匀，所以沟流和壁流情况比拉西环有所改善。（4）操作弹性较大。 同样压力降时，鲍尔环的处理量可比拉西环大50%以上；同样处理量下，压力降可降低，传质效能提高20%左右。 鲍尔环填料 填料泛指被填充于其他物体中的物料。在化学 工程中，填料(packing)指装于填充塔内的惰性固体 物料，例如鲍尔环和拉西环等，其作用是增大气- 液的接触面，使其相互强烈混合。在化工产品中， 填料(filler)又称填充剂，是指用以改善加工性能、 制品力学性能并（或）降低成本的固体物料。其中 可显著提高制品强度的填料，如长纤维和晶须等常专称增强材料，炭黑称补强填充剂。药品片剂、化妆品和去垢剂中常加入固体物料和碳酸钙等作填充剂，但其目的是调节剂量和浓度而不是改善性能，所以应称稀释剂。塑料增塑剂、橡胶充油以及纺丝油剂等，虽可改善性能，也能影响成本，但习惯上把这些液态物料视为加工助剂。 在高分子化工中，填料（填充剂）是用量最大的添加剂，几乎所有的塑料(包括热塑性和热固性塑料)、天然橡胶和涂料都使用大量填料。例如，制造塑料时加入木粉、陶土或碳酸钙等，不仅能改善制品力学性能，增加硬度，而且还可降低成本；用石墨、磁粉或云母作 填料，可提高塑料的导电、通磁和耐热性；橡胶中 加入炭黑或二氧化硅（白炭黑）可显著提高制品的 物性；纺丝液中加入钛白粉（二氧化钛）可以遮光 和染色。在涂料工业中常加入白色或带色填料（如 钛白粉、滑石粉、碳酸钙、硫酸钡等）以改善涂料 的光学、物理和化学性能，这类用途的填料（填充 剂）称为体质颜料或展色料。 填料性能的优劣 主要取决于：①有较大的比表面积（m2/m3填料层）；②液体在填料表面有较好的均匀分布性能；③气流能在填料层中均匀分布；④调料具有较大的空隙率（m3/m3填料层）。另外，选择填料时还应考虑其机械强度、来源、制造及价格等因素。 填料的种类 填料的种类很多，根据装填方式的不同，可分为散装填料和规整填料。 一、散装填料 散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸的颗粒体，一般以随机的方式堆积在塔内，又称为乱堆填料或颗粒填料。散装填料根据结构特点不同，又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。现介绍几种较为典型的散装填料: 拉西环鲍尔环阶梯环弧鞍填料矩鞍填料金属环矩鞍填料球形填料 拉西环 浅谈填料塔的结构、性能及安装注意点 ——南京市金陵石化烷基苯厂烷一平涛210046 关键字：填料塔安装注意点 引言 烷基苯联合装置400#的主要任务是：在催化剂氟化氢存在的条件下，使苯和 来自脱氢装置的C 10～C 13 直链烷烯烃混合物中的烯烃进行烷基化反应，生成直链 烷基苯。并经过脱苯、脱烷烃、烷基苯精馏等过程，制取高质量的洗涤剂用直链烷基苯。C-405与C-406作为其中最重要的一环，分别肩负着将烷烃（返回300#循环以及部分作为机泵的冲洗液）与烷基化物分离以及将烷基苯（主要产品）与重烷苯分离。这两个在整个联合装置内都处于比较重要的地位的塔，采用的却同样是填料塔的结构。 1.填料塔的主要内件 填料塔的主要内件主要由以下组成 1.1 填料 填料作为填料塔的重要组成部分，其作用相当 于板式塔中的塔盘，是塔中物料进行温度交换和 传质的主要场所。填料主要分为散装填料与规整 填料两种。 散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸 的颗粒体，一般以随机的方式堆积在塔内，又称 为乱堆填料或颗粒填料。散装填料根据结构特点 不同，又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。 规整填料是按一定的几何构形排列，整齐堆砌的填料。规整填料种类很多，根据其几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等。 1.2 液体分布器 液体分布器是保证传质顺利进 行的重要塔内件之一。分散相得到 良好的分散和液滴群沿塔截面均匀 分布是塔内传质过程得以顺利进行 的必要条件。 大中型填料塔塔顶回流分布器 在无脏堵情况下应优先选择带管式 预分布器的二级槽式液体分布器 (见图1)，以便于安装、检修，且不 易形成液沫夹带。 槽盘式气液分布器（见图2）是一种重力式液体分布器，由于该分布器的喷淋孔开在升气管的中上部，重脏物沉于盘底，小孔以下的空间内可以贮存大量的重脏物；轻脏物浮在液层上面；液层中的小孔难以被堵塞。 管式液体分布器一般都属于压力型分布器，目前应用十分广泛，其优点在 填料塔得结构及其工作原理 填料塔得作用就是起到吸收作用,就是化工、石油化工与炼油生产中最重要得设备之一。 以下讲一下填料塔得结构特点: 填料塔就是以塔内得填料作为气液两相间接触构件得传质设备。填料塔得塔身就是一直立式圆筒,底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌得方式放置在支承板上。填料得上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。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（小直径塔一般不设气体分布装置)分布后,与液体呈逆流连续通过填料层得空隙,在填料表面上,气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续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。 当液体沿填料层向下流动时,有逐渐向塔壁集中得趋势，使得塔壁附近得液流量逐渐增大,这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，当填料层较高时,需要进行分段,中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器与液体再分布器两部分,上层填料流下得液体经液体收集器收集后,送到液体再分布器,经重新分布后喷淋到下层填料上。填料塔具有生产能力大,分离效率高，压降小,持液量小,操作弹性大等优点。 填料塔也有一些不足之处,如填料造价高;当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面，使传质效率降低;不能直接用于有悬浮物或容易聚合得物料;对侧线进料与出料等复杂精馏不太适合等。 填料得分类 填料得种类很多,根据装填方式得不同,可分为散装填料与规整填料。 １.散装填料 散装填料就是一个个具有一定几何形状与尺寸得颗粒体,一般以随机得方式堆积在塔内,又称为乱堆填料或颗粒填料。散装填料根据结构特点不同,又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。现介绍几种较为典型得散装填料: 拉西环鲍尔环阶梯环弧鞍填料矩鞍填料金属环矩鞍填料球形填料 (1)拉西环填料于１９14年由拉西(F、 Rａshching)发明,为外径与高度相等得圆环。拉西环填料得气液分布较差,传质效率低,阻力大,通量小,目前工业上已较少应用。 填料塔的基本特点 一、填料塔结构 填料塔是以塔内装有大量的填料为相间接触构件的气液传质设备。填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。在填料的上方安装填料压板，以限制填料随上升气流的运动。液体从塔顶加入，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（小直径塔一般不设置）分布后，与液体呈逆流接触连续通过填料层空隙，在填料表面气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式的气液传质设备，正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。 二、填料的类型及性能评价 填料是填料塔的核心构件，它提供了气液两相接触传质的相界面，是决定填料塔性能的主要因素。填料的种类很多，根据装填方式的不同，可分为散装填料和规整填料两大类。散装填料根据结构特点不同，分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料等；规整填料按其几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等，目前工业上使用最为广泛的是波纹填料，分为板波纹填料和网波纹填料； 填料的几何特性是评价填料性能的基本参数，主要包括比表面积、空隙率、填料因子等。1.比表面积：单位体积填料层的填料表面积，其值越大，所提供的气液传质面积越大，性能越优； 2.空隙率：单位体积填料层的空隙体积；空隙率越大，气体通过的能力大且压降低； 3.填料因子：填料的比表面积与空隙率三次方的比值，它表示填料的流体力学性能，其值越小，表面流体阻力越小。 三、填料塔设计基本步骤 1.根据给定的设计条件，合理地选择填料； 2.根据给定的设计任务，计算塔径、填料层高度等工艺尺寸； 3.计算填料层的压降； 4.进行填料塔的结构设计，结构设计包括塔体设计及塔内件设计两部分。 四、填料塔设计 1.填料的选择 填料应根据分离工艺要求进行选择，对填料的品种、规格和材质进行综合考虑。应尽量选用技术资料齐备，适用性能成熟的新型填料。对性能相近的填料，应根据它的特点进行技术经济评价，使所选用的填料既能满足生产要求，又能使设备的投资和操作费最低。 （1）填料种类的选择 填料的传质效率要高：传质效率即分离效率，一般以每个理论级当量填料层高度表示，即HETP值； 填料的通量要大：在同样的液体负荷下，在保证具有较高传质效率的前提下，应选择具有较高泛点气速或气相动能因子的填料； 填料层的压降要低：填料层压降越低，塔的动力消耗越低，操作费越小；对热敏性物系尤为重要； 填料抗污堵性能强，拆装、检修方便。 （2）填料规格的选择 10.2 填料塔 10.2.1 填料塔的结构及其结构特性 1. 填料塔的结构 如图所示为填料塔的结构示意图，填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。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（小直径塔一般不设气体分布装置）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，气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续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。 当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。 填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等优点。 填料塔也有一些不足之处，如填料造价高；当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面，使传质效率降低；不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料；对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。 2. 填料特性的评价 （1）比表面积a 塔内单位体积填料层具有的填料表面积，m2/m3。填料比表面积的大小是气液传质比表面积大小的基础条件。须说明两点：第一，操作中有部分填料表面不被润湿，以致比表面积中只有某个分率的面积才是 填料塔各种填料 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020 各种填料 （1）拉西环填料于1914年由拉西（F. Rashching）发明，为外径与高度相等的圆环。拉西环填料的气液分布较差，传质效率低，阻力大，通量小，目前工业上已较少应用。 （2）鲍尔环填料是对拉西环的改进，在拉西环的侧壁上开出两排长方形的窗孔，被切开的环壁的一侧仍与壁面相连，另一侧向环内弯曲，形成内伸的舌叶，诸舌叶的侧边在环中心相搭。鲍尔环由于环壁开孔，大大提高了环内空间及环内表面的利用率，气流阻力小，液体分布均匀。与拉西环相比，鲍尔环的气体通量可增加50%以上，传质效率提高30%左右。鲍尔环是一种应用较广的填料。 （3）阶梯环填料是对鲍尔环的改进，与鲍尔环相比，阶梯环高度减少了一半并在一端增加了一个锥形翻边。由于高径比减少，使得气体绕填料外壁的平 均路径大为缩短，减少了气体通过填料层的阻力。锥形翻边不仅增加了填料的机械强度，而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主，这样不但增加了填料间的空隙，同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点，可以促进液膜的表面更新，有利于传质效率的提高。阶梯环的综合性能优于鲍尔环，成为目前所使用的环形填料中最为优良的一种。 （4）弧鞍填料属鞍形填料的一种，其形状如同马鞍，一般采用瓷质材料制成。弧鞍填料的特点是表面全部敞开，不分内外，液体在表面两侧均匀流动，表面利用率高，流道呈弧形，流动阻力小。其缺点是易发生套叠，致使一部分填料表面被重合，使传质效率降低。弧鞍填料强度较差，容破碎，工业生产中应用不多。 （5）矩鞍填料将弧鞍填料两端的弧形面改为矩形面，且两面大小不等，即成为矩鞍填料。矩鞍填料堆积时不会套叠，液体分布较均匀。矩鞍填料一般采用瓷质材料制成，其性能优于拉西环。目前，国内绝大多数应用瓷拉西环的场 广州市绿烨环保设备有限公司 地址：广州市广州大道北梅岗路1号大院202栋106-107室 广州市绿烨环保设备有限公司座落在美丽繁荣的国际大都市，本公司潜心致力于环保产品的研究、设计、制造、销售、安装、调试、售后服务为一体化功能的专业环保公司。主要产品涉及到制药、化工、电子、食品、饮水、纺织印染等环保行业。公司依靠先进的管理模式和灵活的经营策略，已将业务辐射至珠江三角洲、江西、湖南、西北等地区。公司与科研单位密切合作，不断开发新产品，积极开拓市场，并有一批专业技术水平高、素质极好的；从事多年生产安装、工作经验丰富的科技人员和职工。 经营范围： 1、环保填料水处理填料系列：环保水处理填料、斜板填料、斜管填料、组合填料、立体弹性填料、悬浮球填料、半软性填料、软性填料、多面空心球、纤维球、鲍尔环填料、阶梯环填料、花环填料、陶瓷鲍尔环填料、橄榄球填料、液面覆盖球等。 2、微孔曝气器系列：膜片微孔曝气器、调节支架、可变孔曝气软管、刚玉曝气器（管）、管式曝气器、散流曝气器、刚玉陶瓷曝气器、动态曝气器、旋混式曝气器等、陶瓷滤料、滤帽、水处理药剂等。 3、环保设备系列：三叶罗茨鼓风机、回转式机械格栅、板框（厢）式压滤机、回转式鼓风机、一体化气浮设备、过滤器、一体化地埋式污水设备、加药搅拌装置、二氧化氯发生器、油水分离器等。 4、承接各种污水处理的安装、调试工程，并代用户加工制作成套污水处理设备及方案设计、技术咨询业务。 主营行业：环保成套设备、环保填料、曝气设备、废气套设备、滤料、非标设备加工。 服务承诺： 产品：产品三包，终身维修。 咨询：您可以通过电话、传真、E-mail、网络、来信等查询或咨询有关信息将有专员为您服务。 选型：根据您的要求为您选用最佳型号。 安装：以您的时间安排为准，安装调试直至您满意。 服务：将为您购置的产品建立专业档案定时或按您的要求对产品进行检测。 金属鲍尔环填料四氟鲍尔环说明
板式塔和填料塔对比
PVDF聚偏氟乙烯耐酸耐腐蚀耐高温鲍尔环填料选用PVDF聚偏氟乙烯为塑料原材料一次性注塑成型
塔器及塔内件介绍要点
常见填料归纳
塔器填料种类与特点
浅谈填料塔的结构、性能及安装注意点
填料塔的结构及其工作原理
填料塔的基本特点
化工设备填料塔结构
填料塔各种填料
PP鲍尔环填料
金属鲍尔环填料
鲍尔环填料简介： 鲍尔环填料是一种新型填料,是针对拉西环的一些主要缺点加以改进 而出现的，是在普通拉西环的壁上开八层长方形小窗，小窗叶片在环中心 相搭，上下面层窗位置相互交搭而成。它与拉西环填料的主要区别是在于 在侧壁上开有长方形窗孔，窗孔的窗叶弯入环心，由于环壁开孔使得气、 液体的分布性能较拉西环得到较大的改善，尤其是环的内表面积能够得以 充分利用。
鲍尔环填料特点： 鲍尔环填料具有通量大、阻力小、分离效率高及操作弹性大等优点， 在相同的降压下,处理量可较拉西环大 50%以上。在同样处理量时，降压可 降低一半，传质效率可提高 20%左右。与拉西环比较，这种填料具有生产能 力大、阻力强、操作弹性大等特点，在一般情况下同样压降时处理可比拉 西环大 50%-100%，同样处理时压降比拉西环小 50%-70%，塔高也有降压， 采用鲍尔环可以比拉西环节约 20%-40%填料容积。 鲍尔环填料的特性数据: 化工部标准：21556.2-95
规格
直径(mm)
堆积密度 (kg/m) 571 408
堆积个数
比表面积 (m/m) 482 362
空隙率
10 16
Φ10×H10×0.3 Φ16×H16×0.3 Φ25×H25×0.5(0. 4) Φ38×H38×0.6(0. 4) Φ50×H50×0.8(0.
768000 214,000
92.7 94.9
25
403(322)
51,940
219
95
38
326(217)
15,180
146
95.9
50
322(201)
6,500
109
96
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