填料塔–工作原理及在工業過濾中的優勢

填料塔是一種應用廣泛的重要氣液傳質設備,填充了大量的塔填料和塔內件。 從19世紀中葉開始在工業中使用。 隨著填料塔的發展,又分為板式塔和填料塔。 現在,我們將介紹填料塔,它具有結構簡單,過濾性能高。

填料塔由塔體、底座、填料支撐部分、液體分布器、液體再分布器、塔填料、填料壓緊格柵等組成。

填料塔工作原理:

液體從塔頂進入,通過液體分布器均勻分布到塔填料上,然後沿填料表面向下流動。 氣體從塔底進入,通過氣體分布器均勻分布。 氣體通過塔填料的空隙上升到液體路徑上。 氣體和液體將在填料表面上接觸以進行傳質。

填料塔是一種連續接觸式氣液傳質設備,使兩相組成沿塔高連續變化。 在正常條件下,氣相呈現連續相,而液相呈現分散相。

當液體沿填料向下流動時,有向塔壁流動的趨勢,使塔壁液體量迅速增加。 這種現象稱為壁流,可能導致氣體和液體的不均勻分布。 為避免這種情況,當填料層過高時,將液體再分布器放置在塔體中間。

A packed tower and its internal structure drawing on the blue background.

PT-01:填料塔 由塔體、塔填料和實習生組成。

A drawing shows liquid and gas distribution and mass transfer process.

PT-02:塔板 工作原理。

A drawing shows the mass transfer principle of gas and liquid.

PT-03:填料塔工作原理 。

填料塔組件

  • 塔身。
  • 風塔填料。
    • 規整填料。
    • 隨機包裝。
    • 除霧器墊。
  • 塔內構件。
    • 液體分配器。
    • 填料支撐格柵。
    • 包裝壓緊格柵。
    • 液體再分布器。
    • 氣體分配器。
A piece of perforated plate structured packing on the gray background.

PT-04:穿孔板 規整填料。

Several random packings in different materials, types and sizes on the gray background.

PT-05:塑料和金屬隨機填料 。

A piece of through type liquid distributor on the gray background.

PT-06:通過 型液體分布器。

A piece of tower packing support grid on the gray background.

PT-07:支撐格柵的 塔填料。

特點填料塔

  • 生產能力大。 板式塔和填料塔的工作原理不同。 板式塔中的上升氣體通過液層實現傳質。 塔板上的開放區域7%為10%。 在填料塔中,上升的氣體和向下流動的液體接觸並實現傳質。 塔填料的開口面積在50%以上,空隙率在90%以上。 因此,在單位截面積上,填料塔的生產能力遠遠優於板式塔。
  • 分離效率高。 眾所周知,塔中的過濾操作大部分是在大氣壓力和真空壓力下進行的。 在這種條件下,填料塔的過濾效率遠高於板式塔。
  • 低壓降。 填料塔具有較高的空隙率,因此壓降低於板式塔。 在正常條件下,板式塔每單位理論階段的壓降約為0.4–1.1 kPa,而填料塔的壓降約為0.01133792210.27 kPa。 低壓降不僅可以節省運行成本,還可以節省能源。 非常適合於熱敏性物料的分離。
  • 低液體持有量。 液體滯留量是指填料表面、內部構件和板上的液體量。 填料塔的持液量小於6%,而板式塔的持液量高於8-12%。 雖然較高的持液量可以保證物料和塔體結構的穩定,但操作時間長,操作周期長,操作費用高,對精餾過程不利。
  • 操作靈活性高。 操作靈活性是指塔架對負載的適應性。 在填料塔中,操作靈活性取決於內部設計,尤其是液體分配器。 包括塔填料和塔筒在內的每個組件都具有很高的操作靈活性。 因此,操作靈活性可以根據不同的應用進行調整。 板式塔的操作靈活性受液體溢流、液體夾帶和降液管容量的限制。

應用填料塔

填料塔廣泛應用於工業過濾: 如製藥、煤礦、石油、化工等。

  • 分離。
  • 過濾。
  • 真空蒸餾。
  • 淨化。
A packed tower and we can see the column internals, demister pads and random/structured packing clearly.