填料塔的發(fā)展史
又稱填料塔,是一類用于氣液和液液系統(tǒng)的微分接觸傳質(zhì)設備,主要由圓筒形塔體和堆放在塔內(nèi)對傳質(zhì)起關(guān)鍵作用的填料等組成,用于吸收、蒸餾和萃取,也可用于接觸式換熱、增濕、減濕和氣液相反應過程。
填充塔的應用始于19世紀中葉,起初在空塔中填充碎石、磚塊和焦炭等塊狀物,以增強氣液兩相間的傳質(zhì)。1914年德國人F.拉西首先采用高度與直徑相等的陶瓷環(huán)填料(現(xiàn)稱拉西環(huán))推動了填充塔的發(fā)展。此后,多種新填料相繼出現(xiàn),填充塔的性能不斷得到改善,近30年來,填充塔的研究及其應用取得巨大進展,不僅開發(fā)了數(shù)十種新型高效填料,還較好地解決了設備放大問題。到60年代中期,直徑數(shù)米乃至十幾米的填充塔已不足為奇,F(xiàn)在,填充塔已與板式塔并駕齊驅(qū),成為廣泛應用的傳質(zhì)設備。
結(jié)構(gòu) 用于氣液系統(tǒng)的填充塔(圖1),由塔體、填料、填料的壓板和支承板、液體分布器和液體再分布器等組成。填料堆于支承板上,有些可以任意堆放,有些則必須規(guī)整排列。填充塔逆流操作時,氣體自塔底進入,在填料間隙中向上流動;液體自塔頂加入,通過液體分布器均勻噴灑于整個塔截面上。液體分布器(圖2)的性能對塔的性能有很大影響,液體在填料表面形成液膜,向下流動時形成不斷更新的傳質(zhì)表面。液體沿任意堆放的填料層向下流動時,沿塔壁流動的液體逐漸增多,稱為壁流現(xiàn)象。壁流現(xiàn)象影響到氣液的均勻接觸,因此填料層較高時,宜每隔一定距離設置液體再分布器,使液體重新均勻分布。規(guī)整排列的填料,一般可不設再分布器,但對液體在塔頂初始分布的均勻性要求則更高。有時在塔頂還設置除沫器,以除去氣流中的霧沫。