液体自填料层顶部分散后沿填料表面流下而润湿填料表面;气体在压强差推动下,通过填料间的空隙由塔的一端流向另一端。气、液两相间的传质通常是在填料表面上液体与气相间的界面上进行的。塔壳可由陶瓷、金属、玻璃、塑料等材料制成,必要时也可在金属筒体内衬以防腐材料。为保证液体在整个截面上的均匀分布,塔体应具有良好的垂直度。
填料塔不仅结构简单,且具有阻力小和便于用耐腐材料制造等优点,尤其对于直径较小的塔、处理有腐蚀性的物料或减压蒸馏系统,都表现出明显的优越性。另外,对于某些液、气比较大的蒸馏或吸收操作,若采用板式塔,则降液管将占用过多的塔截面积,此时也宜采用填料塔。
为使填料塔发挥良好的效能,填料应符合以下要求:
(1)要有较大的比表面积。单位体积填料层所具有的表面积称为填料的比表面积,以ε表示,其单位为m2/ m3。填料表面只有被流动的液相所润湿,才能构成有效的传质面积。因此,若希望有较高的传质速率,除了需要有较大的比表面积之外,还要求填料有良好的润湿性能及有利于液体在填料上均匀分布的形状。
(2)要有较高的空隙率。单位体积填料层所具有的空隙体积称为填料的空隙率,以£表示,其单位为m3/m3。一般说来,填料的空隙率多在0.45~0.95范围以内;当填料的空隙率较高时,气、液通过能力大且气流阻力小,操作弹性范围较宽。
(3)从经济、实用及可靠的角度出发,还要求单位体积填料的重量轻、造价低、坚固耐用、不易堵塞、有足够的力学强度,对于气、液两相介质都有良好的化学稳定性等。
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