填料塔的发展史
又称填料塔,是一类用于气液和液液系统的微分接触传质设备,主要由圆筒形塔体和堆放在塔内对传质起关键作用的填料等组成,用于吸收、蒸馏和萃取,也可用于接触式换热、增湿、减湿和气液相反应过程。
填充塔的应用始于19世纪中叶,起初在空塔中填充碎石、砖块和焦炭等块状物,以增强气液两相间的传质。1914年德国人F.拉西首先采用高度与直径相等的陶瓷环填料(现称拉西环)推动了填充塔的发展。此后,多种新填料相继出现,填充塔的性能不断得到改善,近30年来,填充塔的研究及其应用取得巨大进展,不仅开发了数十种新型高效填料,还较好地解决了设备放大问题。到60年代中期,直径数米乃至十几米的填充塔已不足为奇。现在,填充塔已与板式塔并驾齐驱,成为广泛应用的传质设备。
结构 用于气液系统的填充塔(图1),由塔体、填料、填料的压板和支承板、液体分布器和液体再分布器等组成。填料堆于支承板上,有些可以任意堆放,有些则必须规整排列。填充塔逆流操作时,气体自塔底进入,在填料间隙中向上流动;液体自塔顶加入,通过液体分布器均匀喷洒于整个塔截面上。液体分布器(图2)的性能对塔的性能有很大影响,液体在填料表面形成液膜,向下流动时形成不断更新的传质表面。液体沿任意堆放的填料层向下流动时,沿塔壁流动的液体逐渐增多,称为壁流现象。壁流现象影响到气液的均匀接触,因此填料层较高时,宜每隔一定距离设置液体再分布器,使液体重新均匀分布。规整排列的填料,一般可不设再分布器,但对液体在塔顶初始分布的均匀性要求则更高。有时在塔顶还设置除沫器,以除去气流中的雾沫。