【正文】 于 25mm水柱，或使用傾斜式降液管時(shí)，應(yīng)采用凹型受液盤。 受液盤 2 板 式 塔 BCCHEM 溢流堰有保持塔盤板上一定液層高度和促使液流均勻分布的作用。采用平型受液盤時(shí)，為使上層塔板流入的液體能在塔盤上均勻分布，并為了減小入口液流的沖力，常在液體進(jìn)口處設(shè)置進(jìn)口堰。 溢流堰及進(jìn)口堰 2 板 式 塔 BCCHEM 板式塔工作原理 2 板 式 塔 正常工作時(shí)，液體在重力作用下自上而下通過各層塔板后由塔底排出；氣體在壓差推動(dòng)下，經(jīng)均布在塔板上的開孔由下而上穿過各層塔板后由塔頂排出，在每塊塔板上皆儲(chǔ)有一定的液體，氣體穿過時(shí)兩相接觸進(jìn)行傳質(zhì)。 BCCHEM 為有效地實(shí)現(xiàn)氣液兩相之間的傳質(zhì)，板式塔應(yīng)具有兩方面的功能： （ 1）每塊板上氣液兩相保持密切充分的接觸，為傳質(zhì)過程提供足夠大且不斷更新的相界面，減小傳質(zhì)阻力； （ 2）使氣液兩相盡量保持逆流流動(dòng)狀態(tài)，以提供最大的傳質(zhì)推動(dòng)力。 總之，設(shè)計(jì)意圖是塔內(nèi)逆流、板上錯(cuò)流。 塔板操作示意（浮閥） — 鏈接 5 塔板操作示意（篩板） — 鏈接 6 2 板 式 塔 BCCHEM 3 填 料 塔 BCCHEM 填料塔的概念 3 填 料 塔 填料塔屬于微分接觸型的氣液傳質(zhì)設(shè)備。塔內(nèi)以填料為氣液接觸和傳質(zhì)的基本元件。液體在填料表面呈膜狀自上而下流動(dòng)，氣體呈連續(xù)相自下而上與液體做逆流流動(dòng)，并進(jìn)行氣液兩相間的傳質(zhì)與傳熱。兩相的濃度或溫度沿塔高呈連續(xù)變化。 BCCHEM 填料塔的結(jié)構(gòu) 典型填料塔的結(jié)構(gòu)如上圖所示，主要部件有塔體、填料及支承、液體分布器及再分布器、除沫器等。 3 填 料 塔 填料 填料是填料塔的核心內(nèi)件，它為氣－液兩相充分接觸進(jìn)行傳熱傳質(zhì)提供了表面積?？煞譃樯⒀b填料和規(guī)整填料兩大類。 BCCHEM 散裝填料 散裝填料是指以亂堆為主的填料，這種填料是具有一定外形的顆粒體，又稱之為顆粒填料，根據(jù)外形分以下三種： （ 1）環(huán)形填料：拉西環(huán)填料、鮑爾環(huán)填料 、階梯環(huán)填料； （ 2）鞍形填料：弧鞍填料 、矩鞍填料 、改進(jìn)矩鞍填料； （ 3）金屬鞍環(huán)填料； 3 填 料 塔 BCCHEM 拉西環(huán)（ Raschig ring）填料 缺點(diǎn)：由于高徑比大，堆積時(shí)填料間易形成線接觸，因此液體在填料層流動(dòng)時(shí)，常存在嚴(yán)重的溝流和壁流現(xiàn)象。且拉西環(huán)填料的內(nèi)表面潤(rùn)濕率較低，因而傳質(zhì)速率也不高。 在拉西環(huán)基礎(chǔ)上衍生了 θ環(huán)、十字環(huán)及螺旋環(huán)等，其基本改進(jìn)是在拉西環(huán)內(nèi)增加一結(jié)構(gòu)，以增大填料的比表面積。 優(yōu)點(diǎn)：易于制造，價(jià)格低廉，且對(duì)它的研究較為充分，所以在過去較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。 3 填 料 塔 BCCHEM 鮑爾環(huán)（ Pall ring）填料 在拉西環(huán)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的鮑爾環(huán)是在其側(cè)壁上開一層或兩層長(zhǎng)方形小孔， 小孔的母材并不脫離側(cè)壁而是形成向內(nèi)彎的葉片 。 鮑爾環(huán)填料的優(yōu)良性能使它一直為工業(yè)所重視 ， 應(yīng)用十分廣泛 。 可由陶瓷 、 金屬或塑料制成 。 比之拉西環(huán) ， 鮑爾環(huán)不僅具有較大的生產(chǎn)能力和較低的壓降 ， 且分離效率較高 ， 溝流現(xiàn)象也大大降低 。 3 填 料 塔 BCCHEM 3 填 料 塔 這樣的結(jié)構(gòu)使得階梯環(huán)填料的性能在鮑爾環(huán)的基礎(chǔ)上又有提高 ， 其生產(chǎn)能力可提高約 10%， 壓降則可降低 25%， 且由于填料間呈多點(diǎn)接觸 ， 床層均勻 ， 較好地避免了溝流現(xiàn)象 。 階梯環(huán)填料的結(jié)構(gòu)與鮑爾環(huán)填料相似 ，環(huán)壁上開有長(zhǎng)方形小孔 ， 環(huán)內(nèi)有兩層交錯(cuò) 45176。 的十字形葉片 ， 環(huán)的高度為直徑的一半 ， 環(huán)的一端成喇叭口形狀的翻邊 。 階梯環(huán)一般由塑料和金屬制成 ， 由于其性能優(yōu)于其它側(cè)壁上開孔的填料 ， 因此獲得廣泛的應(yīng)用 。 階梯環(huán)填料（ Stair ring） BCCHEM 弧鞍是較早開發(fā)的一種表面全部展開的具有馬鞍形狀的瓷質(zhì)型填料 ， 又稱馬鞍填料。 弧鞍填料在塔內(nèi)呈相互搭接狀態(tài) ， 形成弧形氣體通道 ， 優(yōu)點(diǎn)：與拉西環(huán)相比 ， 空隙率高 ， 氣體阻 力小 ， 液體分布性能較好 ， 性能優(yōu)于 拉西環(huán) 。 缺點(diǎn)：相鄰填料易發(fā)生互套疊現(xiàn)象 ， 使填料 有 效表面降低 ， 從而影響傳質(zhì)速率 ， 因此弧鞍填料很快就被矩鞍填料所取代 。 弧鞍形填料 3 填 料 塔 BCCHEM 矩鞍是在弧鞍基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的鞍形填料 。 矩鞍填料的兩端為矩形 ， 且填料的兩面大小不等。 這樣的結(jié)構(gòu)使矩鞍克服了弧鞍填料相互重疊的缺點(diǎn) ， 填料的均勻性得到改善 。 因而使液體分布均勻 ， 氣液傳質(zhì)速率得到提高 。 瓷矩鞍填料是目前采用最多的一種瓷質(zhì)填料 。 矩鞍形填料 3 填 料 塔 BCCHEM 金屬英特洛克斯（ Intalox）填料 將環(huán)形結(jié)構(gòu)與鞍形結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)集于一體而形成的一種獨(dú)特結(jié)構(gòu)的填料 ， 具有生產(chǎn)能力大 、 壓降低 、 液體分布性能好 、 傳質(zhì)速率高及操作彈性大等優(yōu)良性能 ， 因而獲得廣泛應(yīng)用 ， 在減壓蒸餾中其優(yōu)勢(shì)更為顯著 。 3 填 料 塔 BCCHEM 上述幾種形式的填料屬實(shí)體填料 ， 與之對(duì)應(yīng)的另一類金屬絲網(wǎng)制成的填料稱為網(wǎng)體填料 。 網(wǎng)體填料也有多種形式 ， 如網(wǎng)環(huán)和鞍型網(wǎng)等 。 網(wǎng)體填料（ Wire gauze packings） 缺點(diǎn)：造價(jià)很高 ， 故多用于實(shí)驗(yàn)室 中難分離物系的分離 。 因網(wǎng)絲細(xì)密 ， 填料的空隙很高 ， 比表面積 很大 。 由于毛細(xì)管作用 ， 填料表面潤(rùn)濕性能很好 。 故網(wǎng)體填料氣體阻力小 ， 傳質(zhì)速率高 。 3 填 料 塔 優(yōu)點(diǎn)： BCCHEM 規(guī)整填料 在亂堆的散裝填料塔內(nèi) ， 氣液兩相的流動(dòng)路線是隨機(jī)的 ，加之填料填裝時(shí)難以做到各處均勻如一 ， 因而容易產(chǎn)生溝流等不良情況 ， 從而降低塔的效率 。 規(guī)整填料是一種在塔內(nèi)按均勻的幾何圖形規(guī)則、整齊堆砌的填料，空隙大，故生產(chǎn)能力大，壓降小，且因流道規(guī)則，所以只要液體初始分布均勻，則在全塔中分布也均勻，因此規(guī)整填料幾乎無放大效應(yīng)，通常具有很高的傳質(zhì)效率。 造價(jià)較高，易堵塞難清洗，因此工業(yè)上一般用于較難分離或分離要求很高的情況。 3 填 料 塔 BCCHEM 規(guī)整填料的種類按照結(jié)構(gòu)可分為絲網(wǎng)波紋填料和板波紋填料。使用時(shí)根據(jù)填料塔的結(jié)構(gòu)尺寸，疊成圓筒形整塊放入塔內(nèi)或分塊拼成圓筒形在塔內(nèi)砌裝。 各種陶瓷規(guī)整填料 金屬板波紋 規(guī)整填料 3 填 料 塔 BCCHEM 填料用材的選擇 （ 1）塑料：設(shè)備操作溫度較低，除濃硫酸、濃硝酸等強(qiáng)酸外，體系對(duì)塑料無溶脹，但塑料表面對(duì)水溶液的潤(rùn)濕性差。 （ 2）陶瓷一般用于腐蝕性介質(zhì)，尤其是高溫時(shí)，但對(duì) HF和高溫下的 H3PO4與堿不能使用。 （ 3）金屬耐高溫，但不耐腐蝕。不銹鋼可耐一般的酸堿腐蝕（含 Cl的酸除外），但價(jià)格較昂貴。 3 填 料 塔 BCCHEM 填料的支撐裝置 填料的支承裝置安裝在填料層的底部。其作用是防止填料穿過支承裝置而落下；支承操作時(shí)填料層的重量；保證足夠的開孔率，使氣液兩相能自由通過。 支撐柵板是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單、最常用的填料支承裝置（如下圖）。它由相互垂直的柵條組成，放置于焊接在塔壁的支撐圈上。這種支承裝置廣泛用于規(guī)整填料塔。用于散裝填料時(shí)，柵板上先放置一盤板波紋填料，然后再裝填散裝填料。避免散裝填料直接亂堆在柵板上， 將空隙堵塞從而減少其開孔率 。 柵板型支撐 3 填 料 塔 BCCHEM 氣液分流型支承 氣液分流型支承屬于高通量低壓降的支承裝置。其特點(diǎn)是為氣體及液體提供了不同的通道，避免了柵板式支承中氣液從同一孔槽中逆流通過。這樣既避免了液體在板上的積聚，又有利于液體的均勻再分配。 氣液分流型支承 有 駝峰式支承裝置 和 孔管式填料支承裝置 。 駝峰式支承裝置 孔管式填料支承裝置 3 填 料 塔 BCCHEM 填料塔的液體分布器 液體分布器：對(duì)進(jìn)入塔內(nèi)的液體進(jìn)行分布，使得液體在塔截面上分布均勻。液體分布器根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式，可分為以下幾種： 3 填 料 塔 BCCHEM 填料塔的液體收集再分布器 填料層分段 當(dāng)液體沿填料層向下流動(dòng)時(shí)， 有流向器壁形成“壁流”的傾向 ，結(jié)果使液體分布不均，降低傳質(zhì)效率，嚴(yán)重時(shí)使塔中心的填料不能被潤(rùn)濕而形成“干錐”。 為了提高塔的傳質(zhì)效率，填料必須分段，在各段填料之間，安裝液體收集再分布裝置。其作用有二： （ 1） 收集上一填料層的液體，并使其在下一填料層均勻分布；（ 2）當(dāng)塔內(nèi)氣、液相出現(xiàn)徑向濃度差時(shí)，液體收集再分布器將上層填料流下的液體完全收集、混合，然后分布到下層填料，并將上升的氣體均勻分布到上層填料以消除各自的徑向濃度差。 3 填 料 塔 BCCHEM 2 典型結(jié)構(gòu) 3 填 料 塔