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(zhì)所需的界面,是影響塔設(shè)備性能的關(guān)鍵因素。根據(jù)裝填方式的不同,填料主要可分為散裝填料和規(guī)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(gòu)成,以無序堆積方式裝填于塔內(nèi)。按其結(jié)構(gòu)特征,可進(jìn)一步劃分為環(huán)形填料、鞍形填料、環(huán)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(huán)、鮑爾環(huán)、階梯環(huán)、弧鞍填料、矩鞍填料、金屬環(huán)矩鞍填料和球形填料等。
二、規(guī)整填料
規(guī)整填料以整齊排列的幾何單元體規(guī)則堆砌而成,具有明確的氣液流動路徑,能夠有效改善塔內(nèi)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(zhì)效率。常見的規(guī)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(guī)則組合而成,結(jié)構(gòu)形式多樣。早期工業(yè)應(yīng)用中多采用木格柵,目前常見類型包括格里奇格柵、網(wǎng)孔格柵和蜂窩格柵等,其中格里奇格柵具有較強(qiáng)代表性。該類填料比表面積相對較小,主要適用于大負(fù)荷、低壓降及易堵塞工況。
波紋填料
波紋填料是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的規(guī)整填料類型,由波紋薄板疊合組成圓盤狀結(jié)構(gòu),波紋傾角通常為30°或45°,相鄰板片反向靠攏。填料盤在塔內(nèi)垂直安裝,相鄰盤間旋轉(zhuǎn)90°布置。其優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)緊湊、比表面積大,氣液分布均勻,傳質(zhì)效率高,流動阻力小。缺點(diǎn)是對高黏度、易聚合或含固體物料適應(yīng)性差,裝卸清理較復(fù)雜,制造成本較高。按材質(zhì)可分為金屬、塑料及陶瓷網(wǎng)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(gòu)成,單元間形成周期性縮頸與擴(kuò)大的流道。氣液兩相在流道中經(jīng)歷交替的加速與減速,產(chǎn)生強(qiáng)烈湍動,從而強(qiáng)化傳質(zhì)過程。該類填料具有通量大、壓降低、液體分布均勻等優(yōu)點(diǎn),特別適用于真空精餾與大直徑塔設(shè)備,能夠有效減小放大效應(yīng)。