填料作为填料塔的核心组成部分,其作用在于提供气液两相接触与传质所需的界面,是影响塔设备性能的关键因素。根据装填方式的不同,填料主要可分为散装填料和规整填料两大类。
一、散装填料
散装填料又称乱堆填料或颗粒填料,由一系列具有一定几何形状与尺寸的颗粒体构成,以无序堆积方式装填于塔内。按其结构特征,可进一步划分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料以及球形填料等。常见的散装填料类型包括拉西环、鲍尔环、阶梯环、弧鞍填料、矩鞍填料、金属环矩鞍填料和球形填料等。
二、规整填料
规整填料以整齐排列的几何单元体规则堆砌而成,具有明确的气液流动路径,能够有效改善塔内流体分布状况。该类填料在保持较低压降的同时,可提供较大的比表面积,从而显著提高塔的处理能力与传质效率。常见的规整填料包括格栅填料、波纹填料和脉冲填料等。
格栅填料
格栅填料由条状单元体按特定规则组合而成,结构形式多样。早期工业应用中多采用木格栅,目前常见类型包括格里奇格栅、网孔格栅和蜂窝格栅等,其中格里奇格栅具有较强代表性。该类填料比表面积相对较小,主要适用于大负荷、低压降及易堵塞工况。
波纹填料
波纹填料是工业中应用最广泛的规整填料类型,由波纹薄板叠合组成圆盘状结构,波纹倾角通常为30°或45°,相邻板片反向靠拢。填料盘在塔内垂直安装,相邻盘间旋转90°布置。其优点在于结构紧凑、比表面积大,气液分布均匀,传质效率高,流动阻力小。缺点是对高黏度、易聚合或含固体物料适应性差,装卸清理较复杂,制造成本较高。按材质可分为金属、塑料及陶瓷网波纹与板波纹填料。
脉冲填料
脉冲填料由中空棱柱形单元拼装构成,单元间形成周期性缩颈与扩大的流道。气液两相在流道中经历交替的加速与减速,产生强烈湍动,从而强化传质过程。该类填料具有通量大、压降低、液体分布均匀等优点,特别适用于真空精馏与大直径塔设备,能够有效减小放大效应。