填料塔和板式塔的区别、塔型和填料的选择原则、操作特点

本网编辑 2022-06-27

板式塔和填料塔是精馏塔的两种主要类型。

填料塔和板式塔的区别

板式塔和填料塔是精馏塔的两种主要类型。虽然它们在精馏操作大众很常见，但是它们之间的区别大着呢！塔型的选择、操作特点、设备性能、适用场合都有各自的特点。今天小编就给大家说说这其中的门道！

在化工操作中，精馏塔分为板式塔和填料塔两种主要类型。对于操作要求、设备行性能、设备维修、试用场合都有各自的特点。

类型	板式塔	填料塔
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
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
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
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

填料塔及填料的选型

1、填料塔塔型选择一般原则

塔填料是填料塔的核心构件，它为气液两相间热、质传递提供了有效的相界面，只有性能优良的塔填料再辅以理想的塔内件，才有望构成技术上先进的填料塔。

下列情况优先选用填料塔：

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；

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；

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；

容易发泡的物料，宜选用填料塔。

2、填料塔填料的选择

填料的几何特性数据主要包括比表面积、空隙率、填料因子等，是评价填料性能的基本参数。

①比表面积

单位体积填料的填料表面积称为比表面积，以a表示，其单位为m2/m3。填料的比表面积愈大，所提供的气液传质面积愈大。因此，比表面积是评价填料性能优劣的一个重要指标。

②空隙率

单位体积填料中的空隙体积称为空隙率，以ε表示，其单位为m3/m3，或以%表示。填料的空隙率越大，气体通过的能力越大且压降低。因此，空隙率是评价填料性能优劣的又一重要指标。

③填料因子

填料的比表面积与空隙率三次方的比值，即a∕ε3，称为填料因子，以Ф表示，其单位为1/m。它表示填料的流体力学性能，Ф值越小，表明流动阻力越小。

3、填料性能的优劣通常根据效率、通量及压降三要素衡量。

在相同的操作条件下，填料的比表面积越大，气液分布越均匀，表面的润湿性能越好，则传质效率越高；

填料的空隙率越大，结构越开敞，则通量越大，压降亦越低。

国内学者采用模糊数学方法对九种常用填料的性能进行了评价如表所示：