填料作為填料塔的核心組成部分,其作用在于提供氣液兩相接觸與傳質所需的界面,是影響塔設備性能的關鍵因素。根據裝填方式的不同,填料主要可分為散裝填料和規整填料兩大類。
一、散裝填料
散裝填料又稱亂堆填料或顆粒填料,由一系列具有一定幾何形狀與尺寸的顆粒體構成,以無序堆積方式裝填于塔內。按其結構特征,可進一步劃分為環形填料、鞍形填料、環鞍形填料以及球形填料等。常見的散裝填料類型包括拉西環、鮑爾環、階梯環、弧鞍填料、矩鞍填料、金屬環矩鞍填料和球形填料等。
二、規整填料
規整填料以整齊排列的幾何單元體規則堆砌而成,具有明確的氣液流動路徑,能夠有效改善塔內流體分布狀況。該類填料在保持較低壓降的同時,可提供較大的比表面積,從而顯著提高塔的處理能力與傳質效率。常見的規整填料包括格柵填料、波紋填料和脈沖填料等。
格柵填料
格柵填料由條狀單元體按特定規則組合而成,結構形式多樣。早期工業應用中多采用木格柵,目前常見類型包括格里奇格柵、網孔格柵和蜂窩格柵等,其中格里奇格柵具有較強代表性。該類填料比表面積相對較小,主要適用于大負荷、低壓降及易堵塞工況。
波紋填料
波紋填料是工業中應用廣泛的規整填料類型,由波紋薄板疊合組成圓盤狀結構,波紋傾角通常為30°或45°,相鄰板片反向靠攏。填料盤在塔內垂直安裝,相鄰盤間旋轉90°布置。其優點在于結構緊湊、比表面積大,氣液分布均勻,傳質效率高,流動阻力小。缺點是對高黏度、易聚合或含固體物料適應性差,裝卸清理較復雜,制造成本較高。按材質可分為金屬、塑料及陶瓷網波紋與板波紋填料。
脈沖填料
脈沖填料由中空棱柱形單元拼裝構成,單元間形成周期性縮頸與擴大的流道。氣液兩相在流道中經歷交替的加速與減速,產生強烈湍動,從而強化傳質過程。該類填料具有通量大、壓降低、液體分布均勻等優點,特別適用于真空精餾與大直徑塔設備,能夠有效減小放大效應。
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