填料塔的结构及其工作原理.docx
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填料塔的结构及其工作原理
填料塔的结构及其工作原理
填料塔的作用是起到吸收作用，是、石油化工和炼油生产中最重要的设备之一。
以下讲一下填料塔的结构特点：
填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。
填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。
填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。
液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。
气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。
填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。
当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。
壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。
因此，当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。
液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。
填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等优点。
填料塔也有一些不足之处，如填料造价高；当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面，使传质效率降低；不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料；对侧线进料和出料等复杂精馏不太适合等。
填料的分类
填料的种类很多，根据装填方式的不同，可分为散装填料和规整填料。
1．散装填料
散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸的颗粒体，一般以随机的方式堆积在塔内，又称为乱堆填料或颗粒填料。
散装填料根据结构特点不同，又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。
现介绍几种较为典型的散装填料:
拉西环鲍尔环阶梯环弧鞍填料矩鞍填料金属环矩鞍填料球形填料
（1）拉西环填料于1914年由拉西（F.Rashching）发明，为外径与高度相等的圆环。
拉西环填料的气液分布较差，传质效率低，阻力大，通量小，目前工业上已较少应用。
（2）鲍尔环填料是对拉西环的改进，在拉西环的侧壁上开出两排长方形的窗孔，被切开的环壁的一侧仍与壁面相连，另一侧向环内弯曲，形成内伸的舌叶，诸舌叶的侧边在环中心相搭。
鲍尔环由于环壁开孔，大大提高了环内空间及环内表面的利用率，气流阻力小，液体分布均匀。
与拉西环相比，鲍尔环的气体通量可增加50%以上，传质效率提高30%左右。
鲍尔环是一种应用较广的填料。
（3）阶梯环填料是对鲍尔环的改进，与鲍尔环相比，阶梯环高度减少了一半并在一端增加了一个锥形翻边。
由于高径比减少，使得气体绕填料外壁的平均路径大为缩短，减少了气体通过填料层的阻力。
锥形翻边不仅增加了填料的机械强度，而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主，这样不但增加了填料间的空隙，同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点，可以促进液膜的表面更新，有利于传质效率的提高。
阶梯环的综合性能优于鲍尔环，成为目前所使用的环形填料中最为优良的一种。
（4）弧鞍填料属鞍形填料的一种，其形状如同马鞍，一般采用瓷质材料制成。
弧鞍填料的特点是表面全部敞开，不分内外，液体在表面两侧均匀流动，表面利用率高，流道呈弧形，流动阻力小。
其缺点是易发生套叠，致使一部分填料表面被重合，使传质效率降低。
弧鞍填料强度较差，容破碎，工业生产中应用不多。
（5）矩鞍填料将弧鞍填料两端的弧形面改为矩形面，且两面大小不等，即成为矩鞍填料。
矩鞍填料堆积时不会套叠，液体分布较均匀。
矩鞍填料一般采用瓷质材料制成，其性能优于拉西环。
目前，国内绝大多数应用瓷拉西环的场合，均已被瓷矩鞍填料所取代。
（6）金属环矩鞍填料环矩鞍填料（国外称为Intalox）是兼顾环形和鞍形结构特点而设计出的一种新型填料，该填料一般以金属材质制成，故又称为金属环矩鞍填料。
环矩鞍填料将环形填料和鞍形填料两者的优点集于一体，其综合性能优于鲍尔环和阶梯环，在散装填料中应用较多。
（7）球形填料一般采用塑料注塑而成，其结构有多种。
球形填料的特点是球体为空心，可以允许气体、液体从其内部通过。
由于球体结构的对称性，填料装填密度均匀，不易产生空穴和架桥，所以气液分散性能好。
球形填料一般只适用于某些特定的场合，工程上应用较少。
除上述几种较典型的散装填料外，近年来不断有构型独特的新型填料开发出来，如共轭环填料、海尔环填料、纳特环填料等。
工业上常用的散装填料的特性数据可查有关手册。
2．规整填料
规整填料是按一定的几何构形排列，整齐堆砌的填料。
规整填料种类很多，根据其几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等。
（1）格栅填料是以条状单元体经一定规则组合而成的，具有多种结构形式。
工业上应用最早的格栅填料为木格栅填料。
目前应用较为普遍的有格里奇格栅填料、网孔格栅填料、蜂窝格栅填料等，其中以格里奇格栅填料最具代表性。
格栅填料的比表面积较低，主要用于要求压降小、负荷大及防堵等场合。
（2）波纹填料目前工业上应用的规整填料绝大部分为波纹填料，它是由许多波纹薄板组成的圆盘状填料，波纹与塔轴的倾角有30°和45°两种，组装时相邻两波纹板反向靠叠。
各盘填料垂直装于塔内，相邻的两盘填料间交错90°排列。
波纹填料按结构可分为网波纹填料和板波纹填料两大类，其材质又有金属、塑料和陶瓷等之分。
金属丝网波纹填料是网波纹填料的主要形式，它是由金属丝网制成的。
金属丝网波纹填料的压降低，分离效率很高，特别适用于精密精馏及真空精馏装置，为难分离物系、热敏性物系的精馏提供了有效的手段。
尽管其造价高，但因其性能优良仍得到了广泛的应用。
金属板波纹填料是板波纹填料的一种主要形式。
该填料的波纹板片上冲压有许多f5mm左右的小孔，可起到粗分配板片上的液体、加强横向混合的作用。
波纹板片上轧成细小沟纹，可起到细分配板片上的液体、增强表面润湿性能的作用。
金属孔板波纹填料强度高，耐腐蚀性强，特别适用于大直径塔及气液负荷较大的场合。
金属压延孔板波纹填料是另一种有代表性的板波纹填料。
它与金属孔板波纹填料的主要区别在于板片表面不是冲压孔，而是刺孔，用辗轧方式在板片上辗出很密的孔径为0.4～0.5mm小刺孔。
其分离能力类似于网波纹填料，但抗堵能力比网波纹填料强，并且价格便宜，应用较为广泛。
波纹填料的优点是结构紧凑，阻力小，传质效率高，处理能力大，比表面积大（常用的有125、150、250、350、500、700等几种）。
波纹填料的缺点是不适于处理粘度大、易聚合或有悬浮物的物料，且装卸、清理困难，造价高。
（3）脉冲填料是由带缩颈的中空棱柱形个体，按一定方式拼装而成的一种规整填料。
脉冲填料组装后，会形成带缩颈的多孔棱形通道，其纵面流道交替收缩和扩大，气液两相通过时产生强烈的湍动。
在缩颈段，气速最高，湍动剧烈，从而强化传质。
在扩大段，气速减到最小，实现两相的分离。
流道收缩、扩大的交替重复，实现了“脉冲”传质过程。
脉冲填料的特点是处理量大，压降小，是真空精馏的理想填料。
因其优良的液体分布性能使放大效应减少，故特别适用于大塔径的场合。
常用容器设备的形式
WZI型外加热式真空蒸发器
WZI型外循环式真空蒸发器，是一种在真空系统下操作的自然循环型蒸发器。
WZI型有一效、二效、三效系列规格，另有Q型为强制外循环蒸发器。
本品可广泛用于医药、食品、化工、轻工等行业的水或有机溶媒溶液的蒸发浓缩。
特别适用于热敏性物料，（例如中药生产的水、醇提取液、抗生素发酵液、牛奶、果汁等），在真空条件下进行低温连续浓缩，可确保产品质量。
序号
项目
单位
WZI-2000型
WZI-1500型
WZI-1000型
WZI-750型
WZI-500型
WZI-250型
1
蒸发量
kgH2O/h
2000-2200
1500-1700
1000-1200
750-800
500-600
250-300
2
罐内真空度
pa
-90000
-90000
-90000
-90000
-90000
-90000
3
加热面积
m3
22
17.6
11
8
5.4
3.0
4
蒸汽压力
Mpa（表压）
0.05-0.2
0.05-0.2
0.05-0.2
0.05-0.2
0.05-0.2
0.05-0.2
5
耗汽量
kg/h
2000-2200
1500-1700
1100-1200
700-800
550-600
300-350
6
冷却水压力
Mpa（表压）
0.25-0.3
0.25-0.3
0.25-0.3
0.25-0.3
0.25-0.3
0.25-0.3
7
加热器直径
mm
Φ600
Φ500
Φ400
Φ400
Φ300
Φ200
8
蒸发罐直径
mm
Φ1400
Φ1200
Φ1000
Φ950
Φ800
Φ500
9
捕液器直径
mm
Φ650
Φ550
Φ500
Φ400
Φ400
Φ300
10
加热器直径
kg
980
685
505
400
300
188
11
蒸发罐直径
kg
1100
840
580
450
320
175
12
捕液器直径
kg
/
116
106
85
85
63
13
冷凝器直径
mm
/
/
/
Φ550
Φ400
Φ300
14
冷凝器直径
kg
/
/
/
1120
885
450
JH系列酒精回收塔
酒精回收塔由塔釜、塔身、冷凝器、冷却器、缓冲罐、高位贮罐六个部分组成，可用于制药、食品、化工等行业的稀酒精回收，本设备与物料部分均采用0Cr18Ni9不锈钢制造，具有良好的耐腐蚀性能，经久耐用。
标准要求
JH200
JH300
JH400
JH500
JH600
JH800
塔容积（L）
640
1220
1450
2300
2500
3200
塔身高度（mm）
8000
10000
12000
15000
15000
15000
高位罐容积（L）
300
400
650
800
1000
1500
冷凝面积（m2）
5
9
11
18
25
45
冷却面积（m2）
1
1.5
2.2
4
6
8
换热面积（m2）
3.0
6
6.5
10
15
26
回收能力（kg/h）
45-50
90-100
150-160
280-300
420-440
600-620
设备重量（kg）
1100
1900
2300
3800
4500
6800
外形尺寸（长×宽×高）（mm）
2300×700
×9300
2600×800
×12500
2500×1000
×15000
3000×1200
×18000
3500×1400
×18000
4200×1800
×18000
回收浓度（%）
>90
填料形式
陶瓷波纹或不锈钢波纹填料
容器类别
真空耙式干燥机
具有结构简单，操作方便，使用周期长，性能稳定可靠，蒸汽耗量小，适用性能强，产品质量好，特别适用于不耐高温、易燃、调温下易氧化的膏状物料的干燥，该机经用户长期使用证明是一良好的干燥设备。
原理：
被干燥物料从壳体上方正中间加入，在不断正反转动的耙齿的搅拌下，物料轴向来回走动，与壳体内壁接触的表面不断更新，受到蒸汽的间接加热，耙齿的均匀搅拌，粉碎棒的粉碎，使物料表面水分更有利的排出，气化的水分经干式除尘器、湿式除尘器、冷凝器，从真空泵出口处放空。
结构：
真空耙式干燥机的主要部件
１、壳体 ２、耙齿 ３、出料装置 ４、加料装置 ５、粉碎棒
６、密封装置 ７、搅拌轴 ８、传动装置
适用物料：
泥浆状、高糊状100目以下物料；各种颜料、泥头状物料、滤并、离心机滤饼、纯碱洗涤剂、碱石淀粉、染料、颜料、粘土灰、粘土、水泥等。
适当条件下应用：
100目以下物料、溶液、合成纤维、结晶、真空液、乳浊液、甘薯片、矿砂、悬浮液等。
型号和技术特性
主要参数型号
公称容积
传热面积
一次装料
绝对工作压力
操作温度
主轴转速
材质
重量
电机功率
外形尺寸
长×宽×高
筒体内
夹套内
XPG0.5
0.5
1.86
0.2
0.021
0.686
435
15-20
注：
3
辅：
5.5
XPG1
1
6
0.75
0.021
0.686
435
9
A3
3400
5.5
3700×945×3270
1Cr18Ni9Ti
3300
XPG2
2
8
1.2
0.021
0.588
425
9
A3
4900
11
4570×1130×3455
1Cr18Ni9Ti
4800
XPG3
3
11.5
11.5
1.021
0.588
425
9
A3
6400
15
6076×1130×2980
1Cr18Ni9Ti
6300
切片机干燥机
一、工作原理
转鼓切片机是一个冷却结晶过程，料盘中熔融料与冷却的转鼓接触，在转鼓表面形成料膜，通过料膜与股壁间的换热，使料膜冷却、结晶，结晶的料膜被刮刀刮下，成为片状产品。
转鼓干燥是通过转动的转鼓，以传热的方式，将附在转鼓外壁的物料或带状物料进行加热干燥的一种连续操作的过程。
二、设备特点
1、性能达到年代国外设备水平；
2、设有侧刮刀，避免转鼓侧端积料；
3、设备结构紧凑，占地面积小；
4、半管夹套式料盘，安全可靠；
5、雾化冷却，冷却效果好；
6、无级变速，转鼓转速可调；
7、转鼓精度高；
8、适应范围广，操作简便、灵活；
9、采用多组刮刀，调节灵活；
10多功能，既可结片又可干燥。
三、应用范围
1、结片；
2、干燥。
四、设备规格及主要参数
规格
转鼓规格mm
电机功率Kw
热轴转速r/min
参考尺寸（mm）
L
W
H
DZ-1
600×600
2.2-3
0.3-15
2400
1480
1410
DZ-2
800×1200
3-5.5
0.3-15
3360
2000
1600
DZ-4.5
1200×1200
5.5-7.5
0.3-15
3730
2250
2050
DZ-7.5
1400×1800
5.5-11
0.3-15
4460
2460
2350
DZ-9
1600×1800
7.5-15
0.3-15
4460
2600
2550
DZ-22
2300×3000
11-18.5
0.3-15
7200
3900
2350
发酵罐系列
标准的发酵罐罐型设计为，这种罐型当公称容积在6M3以下时罐采用夹套式。
发酵气的冷却或加热，均由夹套来完成。
公称容积为6M3以上时，发酵气的冷却由立式排管来担负，在罐内排管的连接方面我们作了改进。
这主要避免在罐体上多开孔，开成死角。
这种连续方式在实际使用中得到满意的效果。
发酵设备罐型可分为两大类：
一类是嫌气发酵的锥型（如酒精发酵），另一类是为气发酵的罐型（如标准式、伍式、自吸式等）。
这类设备尤以标准式罐型使用最为普遍。
我厂设计的发酵罐系列图纸资料属于标准式罐型。
在设计各种规格的发酵设备时，做到设计结构严密，有足够的强度和使用寿命，力求设备内部附件少，表面光滑，注意到要有良好的气枣汽接触和汽刺固混和性能，使物质传递，气体交换有效地进行。
有足够的热交换面积，以保证发酵能在最适宜的温度下进行。
重视设备的密封性能以保证灭菌操作。
公称容积（M3）
筒体直径（Dgmm）
筒体高度H（mm）
换热面积M2
搅拌轴转速r.p.m
搅拌轴功率KW
10
1800
3800
14
160-260
17-22
15
2000
4800
18
166-260
22-30
20
2200
5000
22
180-260
30-37
30
2400
6600
34
150-250
45-55
40
2600
7500
45
150-250
55-75
50
2800
8000
58
150-250
55-90
60
3000
8300
65
150-250
60-115
75
3200
8800
84
150-250
90-145
100
3600
9400
114
150-250
120-125
150
4200
10800
165
150-250
165-275
200
4600
11500
220
140-240
215-360
其它特殊规格可另行设计
规格L
内锅直径φmm
夹套直径φmm
电动机功率kw
减速机型号
搅拌转速r.p.m
30
400
500
0.6-1.1
M2
60-80
50
500
600
0.6-1.1
M3
60-80
100
550
650
1.1-1.5
M4
60-80
150
600
700
2.2
M6
60-80
200
650
750
2.2
M6
60-80
300
800
900
2.2
M6
60-80
500
900
1000
2.2
M6
60-80
800
1100
1200
4
M8
60-80
1000
1200
1300
4
M8
60-80
1500
1300
1400
4
M8
60-80
2000
1400
1500
4
M8
60-80
2500
1400
1500
7.5
BLB7.5-4-13
90
3000
1400
1500
7.5
BLB7.5-4-13
90
3500
1400
1500
7.5
BLB7.5-4-13
90
4000
1500
1600
7.5
BLB7.5-4-13
63
5000
1600
1700
7.5
BLB7.5-4-13
63
6000
1800
1900
15
BLB15-5-13
100
18000
2000
2100
15
BLB15-5-13
100
32000
3000
3200
37
BLB450-11-45
50-100
蒸汽加热导热油循环加热反应锅
导热油循环加热适用于500L以上的反应锅及树脂设备。
订购以上设备时应讲明最高工作压力，最高工作温度，工作介质。
凉水塔分类及工作原理/凉水塔防腐
1.开式的冷却原理就是，通过将循环水以喷雾方式，喷淋到玻璃纤维的填料上，通过水与空气的接触，达到换热，再有风机带动塔内气流循环，将与水换热后的热气流带出，从而达到冷却。
此种冷却方式，首期的投入比较的少，但是运营成本较高（水耗、电耗）。
2.闭式冷却塔的冷却原理是，简单来说是两个循环：
一个内循环、一个外循环。
没有填料，主核心部分为紫铜管表冷器。
①内循环：
与对象设备对接，构成一个封闭式的循环系统（循环介质为软水）。
为对象设备进行冷却，将对象设备中的热量带出到冷却机组。
②外循环：
在冷却塔中，为冷却塔本身进行降温。
不与内循环水相接触，只是通过冷却塔内的紫铜管表冷器进行换热散热。
在此种冷却方式下，通过自动控制，根据水温设置电机的运行。
两个循环，在春夏两季环境温度高的情况下，需要两个循环同时运行。
秋冬两季环境温度不高，大部分情况下只需一个内循环。
凉水塔最显着的特点是：
不需电力，风机自动旋转，节电100%，节水80%。
填料式冷却塔是将需要降温的循环冷却水均匀分布到填料上，通过电机驱动安装在塔顶的轴流风机将周围环境的冷空气抽吸进塔内，冷空气与热水在填料表面进行传质传热，达到降低水温的目的。
这种冷却塔，水与空气的接触面积小，填料对空气阻力大、噪音大，能耗相对较大，故障率高，检修量大，维修费用高，使用寿命短，对水质要求高，冷却效果不理想。
凉水塔是节能降耗的新产品，是循环水制冷行业的一次新的技术革命。
它采用本公司发明的专利--水喷射驱动风机旋转雾化装置代替填料冷却塔内的填料、布水装置和塔顶的电机、风机等。
以循环水系统中存在的水流压力为动力，利用水喷射雾化装置的反推力带动风机自动旋转，因此不需电力，节电100%，并节省了控制电动风机所需的电缆、配电柜、控制柜等的费用。
凉水塔与填料式冷却塔相比较还具有以下不可比拟的优点：
1、飘水率小：
喷雾装置均匀分布在塔内，出风口面积大于传统机力塔出风口一倍左右，因此出风速度小。
同时塔顶安装有性能优良的收水装置，最大限度地减少了飘水量，免去了大量的补水，比填料冷却塔节水80%以上。
节水的同时杜绝了北方用户冬季因漂水产生的冷却塔周边环境结冰而带来的安全隐患。
2、降温效果好：
塔内热水在雾状条件下与进风交换热量，由于塔内风阻很小，加上合理的风筒与风叶设计，使气水比提高，塔内风场合理、蒸汽分压低、壁流少等原因，使本塔的降温效果良好。
3、温降稳定：
由于本塔采用喷射原理进行冷却，不存在填料堵塞和风机损坏的情况，先进的水悬浮轴承技术保证了水喷射驱动风机自动旋转雾化装置转动灵活可靠，保证了本塔长期运行稳定。
4、对水质无特殊要求，适用性强：
由于采用本公司专利技术设计，雾化喷嘴直径为Φ10以上，不易堵塞，喷嘴水流速度大，难以结垢，对于水质无特殊要求。
又无填料存在，不易结垢，减少堵塞的可能。
5、静音设计、噪音低：
无电机、减速机等转动机械设备，消除了电动风机的扰人噪声，因而特别适用于宾馆、饭店、医院、学校及邻近居民区的企事业单位。
6、操作简单：
只要循环水系统水泵工作，本产品就处于工作状态。
7、使用安全、易维护：
因本产品无电动风机，杜绝了运行中电气火灾的发生；对有易燃、易爆等特殊要求的场所使用更安全；结构简单使维护方便，运行成本低,不会发生因风机故障造成的停机停产事故。
8:
、用途广泛、组合灵活：
本产品有多种组合单元，可根据场地灵活组合。
本项技术还可适用于冷却池的建造，钢混结构冷却塔的改造。
9、塔体温重轻：
减轻了对基础的设计要求和安装费用。
10、塔的冷却水量可以调节：
对于给定型号的冷却塔，具有工作水压改变（即流量改变）进出水温差大体不变的特性，因此可以用增大供水压力的办法来提高塔的冷却水量（在喷雾装置的允许范围内），同时还可以用改变喷嘴孔径的办法来调节塔的水量和温降。
11、无堵塞、无维修、运行稳定可靠。
彻底消除了填料塔因循环水中的杂质堵塞填料和填料老化、变形、脆裂、布水喷头堵塞及冲落、填料脆片堵塞管道、泵和等一系列影响塔和工艺系统设备性能的现象。
彻底消除了频繁清洗、更换填料和布水喷头的麻烦
玻璃钢填料塔的工作原理和内部结构
河北华强生产玻璃钢填料塔的生产，有着成熟的机械设备，和多年的生产经验，以下是为您介绍详
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