填料塔是以塔內裝有大量的填料為相間接觸構件的氣液傳質設備。填料塔于19世紀中期已應用于工業生產,此后,它與板式塔競相發展,構成了兩類不同的氣液傳質設備。
填料塔的塔身是一直立式圓筒,底部裝有支承板。填料以亂堆或整砌的方式放置在支承板上。在填料的上方安裝填料壓板,以限制填料隨上升氣流的運動。液體從塔頂加入,經液體分布器噴淋到填料上,并沿填料表面流下。氣體從塔底送入,經氣體分布裝置(小直徑塔一般不設氣體分布裝置)分布后,與液體呈逆流連續通過填料層的空隙。在填料表面氣液兩相密切接觸進行傳質。填料塔屬于連續接觸式的氣液傳質設備,兩相組成沿塔高連續變化,在正常操作狀態下,氣相為連續相,液相為分散相。
當液體沿填料層下流時,有逐漸向塔壁集中的趨勢,使得塔壁附近的液流量逐漸增大,這種現象稱為壁流,壁流效應造成氣液兩相在填料層分布不均勻,從而使傳質效率下降。為此,當填料層較高時,需要進行分段,中間設置再分布裝置。液體再分布裝置包括液體收集器和液體再分布器兩部分,上層填料流下的液體經液體收集器收集后,送到液體再分布器,經重新分布后噴淋到下層填料的上方。
填料是填料塔的核心構件,它提供了氣液兩相接觸傳質的相界面,是決定填料塔性能的主要因素。填料的種類很多,根據裝填方式的不同,可分為散裝填料和規整填料兩大類。
1.散裝填料
散裝填料是一粒粒具有一定幾何形狀和尺寸的顆粒體。一般以散裝方式堆積在塔內,又稱為亂堆填料或顆粒填料。散裝填料根據結構特點不同,又可分為環形填料、鞍形填料、環鞍形填料及球形填料等。較為典型的散裝填料主要有:拉兩環填料,鮑爾環填料,階梯環填料,弧鞍填料,矩鞍填料,金屬環矩鞍填料,球形填料。