填料塔（Packing Column）是塔设备的一种。塔内填充适当高度的填料，以增加两种流体间的接触表面。例如应用于气体吸收时，液体由塔的上部通过分布器进入，沿填料表面下降。气体则由塔的下部通过填料孔隙逆流而上，与液体密切接触而相互作用。结构较简单，检修较方便。广泛应用于气体吸收、蒸馏、萃取等操作。

(相关资料图)

填料塔的结构

◆填料层：提供气液接触的场所。

◆液体分布器：均匀分布液体，以避免发生沟流现象。

◆液体再分布器：避免壁流现象发生。

◆支撑板：支撑填料层，使气体均匀分布。

◆除沫器：防止塔顶气体出口处夹带液体。

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。

填料塔的附件和工作原理

填料塔的附件有填料支撑装置、液体分布装置、液体再分布器、除沫装置、填料压紧装置这五种。

⑴填料支撑装置

主要用途是支撑塔内的填料，同时又能保证气液两相顺利通过。若设计不当，填料塔的液泛可能首先在填料支撑装置上发生。

对填料支撑装置的要求：

◆对于普通填料，支撑装置的自由截面积应不低于全塔面积的50%，并且要大于填料层的自由截面积；

◆具有足够的机械强度、刚度；

◆结构要合理，利于气液两相均匀分布，阻力小，便于拆装。

⑵液体分布装置

液体在填料塔内均匀分布，可以增大填料的润湿表面积。以提高分离效率，因此液体的初始分布十分重要。

常用的液体分布装置有：莲蓬式、盘式、齿槽式及多孔环管式分布器等。

液体分布器的性能主要由分布器的布液点密度（即单位面积上的布液点数），各布液点均匀性，各布液点上液相组成的均匀性决定，设计液体分布器主要是决定这些参数的结构尺寸。

对液体分布器的选型和设计，一般要求：液体分布要均匀；自由截面率要大；操作弹性大；不易堵塞，不易引起雾沫夹带及起泡等；可用多种材料制作，且操作安装方便，容易调整水平。

⑶液体再分装置

液体再分装置作用是减小壁流现象。

壁流现象：在乱堆填料层内存在的液体逐渐流向塔壁的现象。

在填料层内每隔一定高度设置液体再分布装置。

常用的液体再分装置有：椎体形、槽形、升气管形等。

在通常情况下，一般将液体收集器与液体分布器同时使用，构成液体收集及再分布装置。液体收集器的作用是将上层填料流下的液体收集，然后送至液体分布器进行液体再分布。

⑷除沫装置

当塔内操作气速较大或液沫夹带现象严重时，可在液体分布器的上方设置除沫装置，主要用途是除去出口气流中的液滴。

由于气体在塔顶离开填料塔时，带有大量的液沫和雾滴，为回收这部分液相，经常需要在顶设置除沫器。

常用的除沫器有以下几种：

✦折流板式除沫器，它是一种利用惯性使液滴得以分离的装置，一般在小塔中使用。

✦旋流板式除沫器，由几块固定的旋流板片组成，气体通过时，产生旋转运动，造成一个离心力场，液滴在离心力作用下，向塔壁运动实现了气液分离。适用于大塔径净化要求高的场合。

✦丝网除沫器，它由金属丝卷成高度为100-150的盘状使用。安装方式多种多样，气体通过除雾沫器的压强降约为120-250Kp，丝网除沫器的直径由气体通过丝网的最大气速决定。

⑸填料压紧装置

安装在填料层上端。作用是保持填料层为一高度固定的床层，从而保持均匀一致的空隙结构，使操作正常、稳定，防止在高压降、瞬时负荷波动等情况下，填料层发生松动或跳动。

分为：

填料压板：自由放置于填料上端，靠自身重量将填料压紧。适用于陶瓷、石墨材质的散装填料。它的作用是在高气速（高压降）和负荷突然波动时，阻止填料产生相对运动，从而避免填料松动、破损。

由于填料易碎，当碎屑淤积在床层填料的空隙间，使填料层的空隙率下降时，填料压板可随填料层一起下落，紧紧压住填料而不会形成填料的松动、降低填料塔的生产能力及分离效率。

床层限制板：固定在填料上端。

填料塔故障及处理方法

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。具有通量大、效率高、降压低、持液量小等很多优点。不过，填料塔发生故障的时候也比较多，怎样诊断并处理呢？

原因 1

液体分布器问题：

1、设计不合理

2、分布器腐蚀漏液

3、安装水平度差

4、超过操作弹性

5、分布器堵塞

故障现象：

全塔效率低，塔压降与设计误差不大。通常可根据塔各段的分离效率，来确定哪个分布器出现问题。

由1、3、4引起的效率低，增加回流可使效率提高。

由2、5引起的效率低，则需要对分布器进行检修。

处理方法：

改进设计，重新加工制作分布器；

修补或更换分布器；

重新安装，调水平度；

调整分布孔的密度；

清除堵塞。

原因 2

气体分布不均，通常为塔釜气相入口无气体分布器。

故障现象：

全塔效率低，但塔压降设计误差不大。一般减小气相负荷或增加回流可明显改善分离效率。另外，雾沫夹带现象严重，在高负荷操作时，塔压降大。

处理方法：

增设气体分布器。

原因 3

液体收集器漏液

1、降液管太小或入口阻力大，造成降液困难，液体由升气管漏液；

2、密封不好，漏液或百叶窗式收集器溅液。

故障现象：

塔的分离效率差、压降大、通量小。

处理方法：

1、增大降液管直径或扩大降液管入口尺寸；

2、改善挡液板角度和尺寸，防止漏液。

原因 4

液体分布器在塔内的安装位置出现错误。

故障现象：

塔低负荷操作时，分离效率较高。而在高负荷操作时，分离效率较差。

处理方法：

按设计要求，重新安装液体分布器。

原因 5

填料安装质量问题：

1、散装填料填充太松，规整填料盘间或与塔壁间的间隔大；

2、填料变形或破损。

故障现象：

1、塔压降小，分离效率差；

2、塔压降大，操作上限低。在低负荷下操作，塔分离效率较高。

处理方法：

按设计要求，重新安装塔填料。

原因 6

填料被物料等堵塞，塑料填料软化。

故障现象：

阻力大，分离效率差，操作上限低。

处理方法：

清洗或更换填料。

原因 7

填料被腐蚀。

故障现象：

塔压降忽高忽低，分离效率很差。

处理方法：

采用耐腐蚀材质，更换填料。

原因 8

填料支撑开孔率低。

故障现象：

高负荷操作时，塔分离效率低。低负荷操作时，塔分离效率高。

处理方法：

更换开孔率足够大的填料支撑。

原因 9

填料压板开孔率低。

故障现象：

高负荷操作时，压降高、效率低、易液泛低负荷操作时，塔运行正常。

处理方法：

更换开孔率足够大填料压板。

原因 10

不同类型或型号的填料在塔内安装位置错误。

故障现象：

达不到设计负荷。

处理方法：

按设计要求重新安装塔填料。

原因 11

再沸器问题：

1、加热介质一侧有不凝气积累；

2、加热介质的冷凝液排放不畅；

3、液封不好，漏气；

4、对热虹吸式再沸器，堵塞、液位低或管道阻力大，会使其循环量太小；

5、对热虹吸式再沸器，液位过高，使其循环量太大。

故障现象：

加热量不够，塔达不到正常操作负荷。

处理方法：

1、排放不凝气；

2、采取措施使冷凝液顺利排放；

3、改善液封；

4、清除堵塞，提高再沸器液位或降低其安装高度；

5、提高再沸器安装高度，或在入口增设孔板、调节阀。

原因 12

塔顶冷凝器换热问题：

1、冷凝一侧有不凝气；

2、冷却介质一侧结垢；

3、冷却水流量小；

4、冷凝液排放不畅。

故障现象：

冷凝器换热量小。

处理方法：

1、排放不凝气；

2、清除污垢；

3、加大冷却水流量；

4、增大冷凝液排放管直径。

原因 13

进料以上温度控制点温度控制偏高。

故障现象：

1、塔顶重组分含量偏高，而塔釜轻组分含量比设计要求低。

2、塔釜轻组分含量偏高，而塔顶重组分含量比设计要求低。

处理方法：

调整控制点温度。

原因 14

塔顶产品产出量过少，系统物料不平衡。

故障现象：

塔釜产品轻组分含量偏高，而塔顶重组分含量比设计要求低。

处理方法：

增加塔顶产品采出量。

原因15

塔顶产品采出量过多，系统物料不平衡。

故障现象：

塔顶重组分含量偏高，而塔釜轻组分含量比设计要求低。

处理方法：

减少塔顶产品采出量。

原因 16

塔控制方案不合理。

故障现象：

塔操作波动大。

处理方法：

改变控制方案。

原因 17

塔釜液位过高，淹没了气相入口，产生雾沫夹带。

故障现象：

塔压降大、分离效率低、易液泛。

处理方法：

用泵恢复正常液位，并采取可靠的液位监控措施。

原因18

中间馏分在塔中某部位累积。

故障现象：

塔周期性产生局部液泛，操作不稳定。

处理方法：

加测线采出中间馏分。

原因 19

液相发泡。

故障现象：

达不到设计负荷，低负荷操作分离效率高，塔压降较理论计算值大。

处理方法：

加消泡剂，减小塔内气液负荷波动。

原因 20

设计错误或基础数据不准。

故障现象：

设备、控制及操作均正常，但是达不到设计要求。

处理方法：

校核设计方案，重新核算。

本文来源于综合公开信息。

版权声明∶转载流程工业网内容，请在正文上方注明来源和作者，且不得对内容作实质性改动；微信公众号、头条号等新媒体平台，转载请联系授权。邮箱∶process@vogel.com.cn，电话：16601379371（同微信）

标签： 填料塔的结构 填料塔的工作原理 填料塔故障及处理