填料是装在填料塔内的传质元件,主要是用来扩大液相与气相之间接触面积和提高塔分离效率的重要内件设备。常用的填料主要有两大类:乱堆填料,规整填料。1)设计结构型式和规格的基本思路:促进分离效率的不断提高,改善塔内流体(液相和气相)的接触与均匀分布;渐渐的扩大其通过能力从而提高其生产能力,以适应工业生产的需求。正确地选择填料,对改善和提高塔的操作效率及其经济效果具有重大的意义。2)对填料的基本要求:传质,要求填料能提供大的气液接触面。即要求具有大的比表面积,并要求填料表面易于被液体润湿。只有润湿的表面才是气液接触表面。二、吸收塔在吸收过程中,根据操作过程中有无化学反应,可以将吸收分为物理吸收和化学吸收。生产能力大,气体压力降小。因此要求填料层的空隙率大。不易引起偏流和沟流。经久耐用具有良好的耐腐蚀性,较高的机械强度和必要的耐热性。取材容易,价格便宜。
结构承受长期载荷作用与短期载荷作用效果是不同的。结构在长期载荷作用下,其内力、变形、应力、应变都是恒定值,不随时间变化而变化。从可靠性上分析,它在规定的期限内具有较长的总持续期。进入20世纪70年代,有关塔设备的基础理论研究工作进度放慢了,人们通过实践接受了观点:当负荷达到总负荷的85%时,所有不同结构的塔盘,其效率大致是相同的。设计时把它的应力水平限制在一定的范围内,才能使它长期安全运行。短期载荷情况不同,它的特点是作用时间短,量值比较大,例如载荷一般设计方法是取其反应值计算,对短期载荷,即使应力水平稍高也不会对塔器造成很大危害。基于上述理由,我们将组合应力的许用值提高20%。
二、吸收塔
在吸收过程中,根据操作过程中有无化学反应,可以将吸收分为物理吸收和化学吸收。
如用水吸收CO2(水洗),为物理吸收;在吸收过程中伴有化学反应,为化学吸收。
吸收塔是实现吸收过程的单元设备。
按气液相接触形态分为三类
一类是气体以气泡形态分散在液相中的板式塔、鼓泡吸收塔、搅拌鼓泡吸收塔;
二类是液体以液滴状分散在气相中的喷射器、文氏管、喷雾塔;
三类为液体以膜状运动与气相进行接触的填料吸收塔和降膜吸收塔。
塔内气液两相的流动方式可以逆流也可并流。