填料塔

    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。属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔连续变化，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，当填料层较时，需要进行分，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。
具有生产能力大，分离效率，压降小，持液量小，操作弹性大等点。

填料的分类
填料的种类多，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，又可分为形填料、鞍形填料、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 鲍尔 阶梯 弧鞍填料 矩鞍填料 金属矩鞍填料 球形填料 
（1）拉西填料于1914年由拉西（F. Rashching）发明，为外径与度相等的圆。拉西填料的气液分布较差，传质效率，阻力大，通量小，目前工业上已较少应用。 
（2）鲍尔填料是对拉西的，在拉西的侧壁上开出两排长方形的窗孔，被切开的壁的一侧仍与壁面相连，另一侧向内弯曲，形成内伸的舌叶，诸舌叶的侧边在中心相搭。鲍尔由于壁开孔，提了内空间及内表面的利用率，气流阻力小，液体分布均匀。与拉西相比，鲍尔的气体通量可增加50以上，传质效率提30左右。鲍尔是一种应用较广的填料。 
（3）阶梯填料是对鲍尔的，与鲍尔相比，阶梯度减少了一半并在一端增加了一个锥形翻边。由于径比减少，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新，有利于传质效率的提。阶梯的性能于鲍尔，成为目前所使用的形填料中zui为的一种。 
（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，液体在表面两侧均匀流动，表面利用率，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。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，其性能于拉西。目前，内大多数应用瓷拉西的场合，均已被瓷矩鞍填料所取代。 
（6）金属矩鞍填料矩鞍填料（外称为Intalox）是兼顾形和鞍形结构特点而出的一种填料，该填料一般以金属材质制成，故又称为金属矩鞍填料。矩鞍填料将形填料和鞍形填料两者的点集于一体，其性能于鲍尔和阶梯，在散装填料中应用较多。 
（7）球形填料一般采用塑料注塑而成，其结构有多种。球形填料的特点是球体为空心，可以允许气体、液体从其内部通过。由于球体结构的对称性，填料装填密度均匀，不易产生空穴和架桥，所以气液分散性能好。球形填料一般只适用于某些的场合，工程上应用较少。 
除上述几种较典型的散装填料外，来不断有构型的填料出来，如共轭填料、海尔填料、纳特填料等。工业上常用的散装填料的特性数据可查有关手册。 
2．规整填料 
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）格栅填料是以条状单元体经一定规则组合而成的，具有多种结构形式。工业上应用zui早的格栅填料为木格栅填料。目前应用较为普遍的有格里奇格栅填料、网孔格栅填料、蜂窝格栅填料等，其中以格里奇格栅填料。 
格栅填料的比表面积较，主要用于要求压降小、负荷大及防堵等场合。 
（2）波纹填料目前工业上应用的规整填料大部分为波纹填料，它是由许多波纹薄板组成的圆盘状填料，波纹与塔轴的倾角有30°和45°两种，组装时相邻两波纹板反向靠叠。各盘填料垂直装于塔内，相邻的两盘填料间交错90°排列。 
波纹填料按结构可分为网波纹填料和板波纹填料两大类，其材质又有金属、塑料和陶瓷等之分。 
金属丝网波纹填料是网波纹填料的主要形式，它是由金属丝网制成的。金属丝网波纹填料的压降，分离效率，适用于精密精馏及真空精馏装置，为难分离物系、热敏性物系的精馏提供了有效的手。尽管其造价，但因其性能仍得到了广泛的应用。
金属板波纹填料是板波纹填料的一种主要形式。该填料的波纹板片上冲压有许多f5mm左右的小孔，可起到粗分配板片上的液体、加强横向混合的作用。波纹板片上轧成细小沟纹，可起到细分配板片上的液体、增强表面润湿性能的作用。金属孔板波纹填料强度，耐腐蚀性强，适用于大直径塔及气液负荷较大的场合。
金属压延孔板波纹填料是另一种有的板波纹填料。它与金属孔板波纹填料的主要区别在于板片表面不是冲压孔，而是刺孔，用辗轧方式在板片上辗出密的孔径为0.4～0.5mm小刺孔。其分离能力类似于网波纹填料，但抗堵能力比网波纹填料强，并且，应用较为广泛。
波纹填料的点是结构紧凑，阻力小，传质效率，处理能力大，比表面积大（常用的有125、150、250、350、500、700等几种）。波纹填料的缺点是不适于处理粘度大、易聚合或有悬浮物的物料，且装卸、清理困难，造价。
（3）脉冲填料是由带缩颈的中空棱柱形个体，按一定方式拼装而成的一种规整填料。脉冲填料组装后，会形成带缩颈的多孔棱形通道，其纵面流道交替收缩和扩大，气液两相通过时产生强烈的湍动。在缩颈，气速zui，湍动剧烈，从而强化传质。在扩大，气速减到zui小，实现两相的分离。流道收缩、扩大的交替重复，实现了“脉冲”传质过程。
脉冲填料的特点是处理量大，压降小，是真空精馏的填料。因其的液体分布性能使放大效应减少，故适用于大塔径的场合。