化工原理课程设计 填料吸收塔课程设计

化工设备核心之填料塔详解

填料塔（Packing Column）是一种塔设备，其内部填充适当高度的填料，用以增加两种流体间的接触表面。

在气体吸收操作中，液体自塔的上部经由分布器进入，沿填料表面下降，与由塔下部通过填料孔隙逆流而上的气体密切接触、相互作用。其结构简单，检修方便，广泛应用于气体吸收、蒸馏、萃取等操作。

1. 填料塔的结构组成

◆填料层：提供气液接触的场所。

◆液体分布器：均匀分布液体，避免沟流现象。

◆液体再分布器：减少壁流现象。

◆支撑板：支撑填料层，使气体均匀分布。

◆除沫器：防止塔顶气体出口处夹带液体。

气体从塔底送入，经由气体分布装置（小直径塔通常不设气体分布装置）后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙。在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。

2. 填料塔的附件及功能

（1）填料支撑装置

主要用途是支撑塔内的填料，保证气液两相顺利通过。若设计不当，填料塔的液泛可能首先在填料支撑装置上发生。

（2）液体分布装置

其作用是使液体在填料塔内均匀分布，增大填料的表面积，以提高分离效率。

（3）液体再分装置

用于减小壁流现象。

（4）除沫装置

主要用于去除出口气流中的液滴。

（5）填料压紧装置

用于保持填料层为一高度固定的床层，从而保持均匀一致的空隙结构，使操作正常、稳定。

3. 操作方式与流体力学特性

填料塔的操作方式涉及物料平衡、热量平衡、温度平衡及填料塔性能等方面。在正常操作状态下，填料塔表现出微分接触式气液传质的特点，气相为连续相，液相为分散相。

填料塔的流体力学性能包括填料层的持液量、压降及液泛等。适当的持液量对填料塔操作的稳定性和传质是有益的，但持液量过大可能增大压降、降低处理能力。压降主要由气体与下降液膜的摩擦阻力产生，受液体喷淋量和气速影响。