填料塔,是指在圆柱形壳体内装填一定高度的填料,液体经塔顶喷淋装置均匀分布于填料层顶部上,依靠重力作用沿填料表面自上而下流经填料层后自塔底排出;气体则在压强差推动下穿过填料层的空隙,由塔的一端流向另一端。气液在填料表面接触进行质、热交换,两相的组成沿塔高连续变化。
板式塔,是指在圆柱形壳体内按一定间距水平设置若干层塔板,液体靠重力作用自上而下流经各层板后从塔底排出,各层塔板上保持有一定厚度的流动液层;气体则在压强差的推动下,自塔底向上依次穿过各塔板上的液层上升至塔顶排出。气、液在塔内逐板接触进行质、热交换,故两相的组成沿塔高呈阶跃式变化。
填料塔和板式塔性能指标对比:
性能指标 | 板式塔 | 填料塔 |
压降 | 较大 | 小尺寸填料较大;大尺寸填料及规整填料较小 |
空塔气速 | 较大 | 小尺寸填料较小;大尺寸填料及规整填料较大 |
塔效率 | 较稳定,效率较高 | 传统填料低;新型乱堆及规整填料高 |
持液量 | 较大 | 较小 |
液气比 | 适应范围较大 | 对液量有一定要求 |
安装检修 | 较易 | 较难 |
材质 | 常用金属材料 | 金属及非金属材料均可 |
造价 | 大直径时较低 | 新型填料投资较大 |
塔型的选择,一般来说有以下几个方面:
1、分离物料的特性,如腐蚀性、自聚性、含固体的物料、发泡性、热敏性、粘度等。
腐蚀性物料:强腐蚀性物料,如盐酸体系,应选择陶瓷或石墨填料填料塔;如用板式塔则需要高标号的钢材;
含固体、易自聚的物料:需要定期清理,采用板式塔;
易发泡性物料:不能采用泡沫操作工况,采用填料塔,或板式塔CTST(立体传质塔板);
热敏性物料:要求温度不能太高,停留时间尽可能短,采用填料塔;
粘度大的物料:采用导向塔板板式塔。
2、分离过程的要求,如理论板数、反应精馏、侧线采出、吸收或解析、液气比等。
反应精馏:需要换热,采用板式塔;
有侧线采出或加料:板式塔教容易;
理论板数很多的要求:如理论板数100-200以上,高效填料塔;
液气比很大或很小的:液气比大,采用填料塔,接触面积大,易于润湿;液气比小的,采用板式塔CTST(立体传质塔板),稳定,气液接触充分;
吸收或解析:采用散装填料塔。
3、操作条件的要求,如真空操作、操作稳定性、间歇或连续、产地平面或厂房高度、检修等。
真空操作:要求低压降,采用填料塔;高压操作,采用板式塔;
操作控制:板式塔更稳定,CTST(立体传质塔板)
间歇精馏:采用填料塔;
受厂房高度限制:填料塔更好,可降低高度;
检修:板式塔更容易;
设计方法:板式塔更成熟。
4、处理量的大小
处理量小,塔径小于600mm,用填料塔;
大塔:板式塔稳定;
持液量:板式塔大,更适用于反应精馏。