1分类
1）、板式塔
可根据气液操作状态分为鼓泡式塔板，如泡帽、浮阀、筛板等塔板及喷射式塔，如舌形、网孔等塔板。又可根据有没有降液管分为溢流式塔板（泡帽等）和穿流式塔板（穿流式筛板和穿流式栅板等）。
2）、填料塔
根据结构特点分为乱堆填料（鲍尔环、阶梯环、环矩鞍等颗粒填料）及规则填料（网波纹填料、板波纹填料、格栅填料）。
2、塔器的发展
表－1 常用塔板的发展及技术特点
序号 塔板名称 开发年代 开发者 主要技术特点
1 泡帽塔板 1813 Cellier 1.塔板效率高；2.在较宽范围内保持高效率；3.生产能力较大；4.液气比范围大；5.操作弹性较大
2 筛板塔板 1832 1.结构简单,制造费用仅为泡帽塔板的20％～50％；2.塔板效率比泡帽塔板高15％；3.处理能力比泡帽塔板增加12％；4.压降比泡帽塔板低30％。
3 槽形泡帽塔板 结构简单，造价为泡帽塔板的80％
4 S形塔板 1950 美国索利尼煤油公司 1.板效率比泡帽塔板高10％；2.生产能力比泡帽塔板大10％～20％；3.操作弹性约为6～8，比泡帽塔板大
5 浮阀塔板 1951 美国格里奇公司 1.操作弹性大,为5～9；2.塔板效率高,比泡帽塔板高10％～15％;3.处理能力大,比泡帽塔板高20％～40％;4.压降小,每层塔板约（3～4）x136Pa;5.结构简单造价低,约为泡帽塔板的60％～80％
6 舌形塔板 1957 美国埃索公司 1.生产能力大,比泡帽塔板大10％～35％;2.结构简单,造价仅为泡帽塔板的一半;3.压降较低;4.操作弹性不大,约为2～4
7 浮动舌形塔板 1966 兰州机械所
洛阳研究所 1.压降低,特别适合于减压塔;2.处理能力与舌形相当,而操作弹性大;3.塔板效率高
8 网孔塔板 1978 上海化工院
抚顺石油二厂 1.压降低于舌形塔板,特别适用于减压塔;2.塔板效率与舌形塔板相当;3.操作弹性2～4;4.塔板重量轻
9 T形排列条阀塔板 1979 兰州石油机械研究所 1.处理能力比F1型浮阀高20％以上;2.塔板的泄漏、压降、效率与F1型浮阀相当
10 HTV船形浮阀塔板 1982 石油大学 1. 处理能力比F1型浮阀高20％以上;2.塔板效率比F1型浮阀高5％左右;3.塔板压降与F1型浮阀相当
11 顺排条阀塔板 1984 洛阳石化工程公司 1.塔板压降比F1型浮阀低200Pa;2.处理能力比F1型浮阀高20％;3.塔板效率F1型浮阀高15％;4.操作弹性为F1型浮阀的1.1倍
表－1 常用填料的发展及技术特点
序号 塔板名称 开发年代 开发者 主要技术特点
1 拉西环 1914 F.Raschig 1.结构简单;2.能力低;3.压降大;4.为最早，已不常用
2 鲍尔环 1948 德国BASF公司 1.能力较拉西环增大50%;2.压降为拉西环的1/2;3.相对效率较拉西环提高30％
3 阶梯环 1969～1972 英国传质公司 1.通量较鲍尔环提高10％～20％;2.压降较鲍尔环降低30～40％;3.传质系数比鲍尔环高5~10%;4.操作弹性大.L/V可在 50～0.05范围内进行操作
4 金属英特洛克斯 1976～1978 美国诺顿公司 1.较塔板提高处理能力30%;2.效率高,较塔板可增加理论板数60％;3.性能与阶梯环相当
5 格栅填料 60年代 美国格里奇公司 1.压降低,是50＃英特洛克斯的50％;2.处理能力比50＃英特洛克斯的30％;3.抗堵塞,特别适宜于减压塔.洗涤及除尘操作
6 板波纹填料 70年代 瑞士苏尔寿公司 1.负荷能力大,常用的板波纹填料的F因子为1.8～3;2.传质效率高,每米理论板数1.2～4.5块;3.阻力小,每理论板压降为55～164Pa
3、塔器内件的选择原则
对填料塔与板式塔应用的选择，应根据生产工艺条件，如系统的物性、操作条件、操作方式，以及技术经济性能等综合考虑。一般情况下应考虑如下方面
1） 对于腐蚀性物系，通常选用填料塔。因为填料可以选用耐腐蚀性能好的非金属材料，比板式塔便于处理。
2） 对于易起泡物系，选用填料塔更适合。因填料对泡沫有限制和破碎作用。而采用板式塔则容易产生物沫夹带，以致淹塔。
3） 对于处理易聚合或含固体颗粒的物料，易采用板式塔。这样不易堵塞及便于清洗。
4） 对于热敏性的物系，宜采用填料塔。因为填料塔的滞液量比板式塔少，物料在塔内的停留时间短。再者，处理热敏性物系要在高真空下进行，填料塔的压降比板式塔低，所以更适宜真空操作。
5） 对于在分离过程中有明显吸热或放热效应的物系，宜采用板式塔。因为板式塔滞液量大，便于在塔板上安置加热或冷却蛇管。而填料塔因涉及液体均布问题,而使结构复杂化。
6） 对于有多个进料及侧线出料的塔器，宜采用板式塔。
7） 对于高粘性物料的分离，宜采用填料塔。因为高粘性物料在板式塔中传质的效率太低。
8） 对于处理量或负荷波动较大的场合，板式塔优于填料塔。因液体量过小，会造成填料层中液体分布不均匀，填料表面未充分润湿，影响塔的效率。而当液体负荷过大时，则容易产生液流。但设计良好的板式塔，则具有较大的操作弹性。
9） 对于中、小规模的塔器，和塔径小于600mm时，宜选用填料塔，这样节省费用。
10） 新型填料一般比塔板的通量大、效率高，因此在完成相同分离任务时，可以采用比较小的塔径和更低的塔高。
4、常用塔板的型式及主要技术指标和要求
表－3常用塔板的型式及主要技术指标
序号 塔板型式 相对气相负荷 效率,%
(85%最大负荷时) 操作
弹性 压降,Pa
(85%最大负荷时) 相对造价 重量(kg/m2)
1 泡帽塔板 1 80 4～5 441～784 1 90～140
2 筛板塔板 1.3 80 2～3 294～490 0.7 30～40
3 槽形泡帽塔板 0.8 60～70 3～4 490～834 0.8 80～140
4 S形塔板 1.2 80～90 4～5 441～784 0.6 40～70
5 浮阀塔板 1.3 80 5～8 441～588 0.7 40～70
6 舌形塔板 1.35 80 3～4.5 392～686 0.7 50～80
7 浮动舌形塔板 1.35 80 5～8 390～680 0.7 40～70
8 网孔塔板 1.35 80 2～4 390～680
9 T形排列条阀塔板 1.6 80 9 440～590 0.7 40～70
10 HTV船阀塔板 1.6 80～85 9 440～590 0.65 40～70
11 顺排条阀塔板 1.6 80～85 9 ～590 0.6 40～70
5、常用填料的型式及主要技术指标
表－4 金属鲍尔环填料的几何特性（干装）
公称尺寸 外径X高X厚
DxHxδ
mm 堆积个数n
m-3 堆积重度*γP
kg/m3 比表面积a
m2/m3 空隙率ε％ 干填料因子a/ε3
m－1
50 50x50x1 6500 395 112.3 0.949 131
38 38x38x0.8 13000 365 129 0.945 153
25 25x25x0.8 55900 427 219 0.934 269
*堆积重度γP仅对碳钢和不锈钢适用。
表－5金属阶梯环填料几何特性（干装）
公称尺寸 外径X高X厚
DxHxδ
mm 堆积个数n
m-3 堆积重度*γP
kg/m3 比表面积a
m2/m3 空隙率ε％ 干填料因子a/ε3
m－1
50 50x28x1 11600 400 109.2 0.95 127.4
38 38x19x0.8 31890 475.5 154.3 0.94 185.8
25 25x12.5x0.8 97160 439 220 0.93 273.5
*堆积重度γP仅对碳钢和不锈钢适用。
表－6 格栅填料的几何特性
尺寸
mmxmm 板厚
mm 堆积重度*γP
kg/m3 比表面积a
m2/m3 空隙率ε
％
60X57 2 272.2 40.66 98.2
格栅填料是一种高能力、低压降规则填料。每层格栅高60mm，在安装时相邻层格栅交错一定角度，一般为30°、45°、60°90°四种。格栅常用于炼油厂减压塔， 可单独使用于洗涤段，也可与其他填料组成混合床层，用于传热段和传质段。
6、金属板波纹填料
是一种规则填料，由于其表面强化的方法不同，也使性能有所差异，目前表面强化的方法主要有三种：表面压制成规则的条型纹路；表面压有穿透的微孔（0.4mm）；波纹板是用拉轧成网状的金属薄板制造。
表－7金属板波纹填料特性
型号 比表面积a
m2/m3 空隙率ε％ 重度*
kg/m3 理论板数
1/m 压力降
mmHg/m F因子
m/s.( kg/m3)0.5
125Y 125 98.5 200 1~1.2 1.5 3
250Y 250 97 400 2~3 2.25 2.6
350Y 350 95 280 3.5~4 1.5 2.0
500Y 500 93 400 4~4.5 2.3 1.8
注：125Y、250Y的板厚为0.4mm，350Y、500Y的板厚为0.2mm。 |
