填料塔是以塔內的填料作為氣液兩相間接觸構件的傳質設備。填料塔的塔身是一直立式圓筒,底部裝有填料支承板,填料以亂堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安裝填料壓板,以防被上升氣流吹動。液體從塔頂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(xù)通過填料層的空隙,在填料表面上,氣液兩相密切接觸進行傳質。填料塔屬于連續(xù)接觸式氣液傳質設備,兩相組成沿塔高連續(xù)變化,在正常操作狀態(tài)下,氣相為連續(xù)相,液相為分散相。
當液體沿填料層向下流動時,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中分布不均,從而使傳質效率下降。因此,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上。
塔填料的作用是為氣、液兩相提供充分的接觸面,并為提高其湍動程度(主要是氣相)創(chuàng)造條件,以利于傳質(包括傳熱)。它們應能使氣、液接觸面大、傳質系數高,同時通量大而阻力小,所以要求填料層空隙率高、比表面積大、表面濕潤性能好,并在結構上還要有利于兩相密切接觸,促進喘流。制造材料又要對所處理的物料有耐腐蝕性,并具有一定的機械強度,使填料層底部不致因受壓而碎裂、變形。
常用的塔填料可分為兩大類:散裝填料與規(guī)整填料。