板式塔与填料塔比较解读
填料塔和板式塔的比较
这是个比较复杂和难以回答的问题，不同的用途（吸收？精馏？）、不同的介质和操作工况有很大的区别，楼主可查阅化工手册，海川也有类似的贴子和主题可以参考，下面是二都泛泛的比较，供楼主参考。
填料塔和板式塔的比较：●填料塔是连续式的气液传质设备，气液两相间呈连续逆流接触并进行传质和传热，气液两相组分的浓度沿塔高呈连续变化。
●板式塔中气液两相间逐层逆流接触并进行传质和传热，气液两相组分的浓度沿塔高呈阶梯式变化。
填料塔的优缺点：●优点：（1）结构简单，压力降小（2）便于处理腐蚀性物料（填料一般由耐蚀材料制成）、易起泡沫的物料（气体不是以发泡的形式通过液层，而且填料对气泡有破碎作用）及真空操作（气液阻力降小）●缺点：（1）体极大、重量大（2）传质效率较低，操作稳定性较差（3）不适于处理污浊液体、含尘气体、含有固体颗粒及容易结垢的物填料塔也是一种应用广泛的气液传质设备。
与板式塔相比，填料塔的基本特点是结构简单、压降低、填料可用耐腐蚀材料制造。
早期，填料塔主要应用于实验室和小型工厂，直径多在0.5 米以下。
但近些年来，关于填料塔的研究及其应用取得了巨大的进展，直径数米乃至十几米的填料塔已不足为奇。
按照填料的结构有格栅式和由其他填料组成的填料塔。
塔体为一圆形筒体，筒内分层安放一定高度的填料层。
早期使用的填料是碎石、焦炭等天然块状物。
后来广泛使用瓷环（如拉西环）和木格栅等人造填料。
这些填料在塔内的堆放方式可分乱堆填料和整砌填料。
填料塔操作时，液体自塔上部进入，通过液体分布器均匀喷洒于塔截面上。
在填料层内，液体沿填料表面自动分散呈膜状流下。
各层填料之间设有液体再分布器，将液体重新均布于塔截面上，进入下层填料。
气体自塔下部进入，通过填料缝隙自由空间，从塔上部排出。
离开填料层的气体可能挟带少量雾滴，因此，需要在塔顶安装除沫器。
气液两相在填料塔内进行接触，填料上的液膜表面即为气液两相的主要传质表面。
在气液两相逆流流动的填料塔内，正常操作时气相是连续相，液相是分散相。
【2019年整理】板式塔与填料塔
安装检修
材质 造价
较易
常用金属材料 大直径时较低
较难
金属及非金属材料均可 新型填料投资较大
新型填料及规整填料塔竞争力较强。
塔型选择
塔径在0.6~0.7米以上的塔，过去一般优先选用板式塔。
随着低压降高效率轻材质填料的开发，大塔也开始采用各种 新型填料作为传质构件，显示了明显的优越性。
塔型选择主要需考虑以下几个方面的基本性能指标： (1) 生产能力 即为单位时间单位塔截面上的处理量；
浮阀塔板的流体力学性能 浮阀塔板上的气、液流程 浮阀塔板的板面结构： 鼓泡区（有效区、开孔区） 降液管区 受液盘区 液体安定区 边缘区 溢流堰
塔板 塔身 溢流堰板 降液管 安定区 受液盘区 鼓 泡 区
受液盘
降液管区
液体从上一塔板的降液管流入板面上的受液盘区，经进口安 定区进入鼓泡区与浮阀吹出的气体进行质、热交换后，再由 溢流堰溢出进入降液管流入下一塔板。
浮阀塔板（ Valve Tray）
自1950 年代问世后，很快在石油、化工行业得到推广，至今 仍为应用最广的一种塔板。
结构：以泡罩塔板和筛孔塔板为基础基础。有多种浮阀形式， 但基本结构特点相似，即在塔板上按一定的排列开若干孔， 孔的上方安置可以在孔轴线方向上下浮动的阀片。阀片可随 上升气量的变化而自动调节开启度。在低气量时，开度小； 气量大时，阀片自动上升，开度增大。因此，气量变化时， 通过阀片周边流道进入液体层的气速较稳定。同时，气体水 平进入液层也强化了气液接触传质。 优点：结构简单，生产能力和操作弹性大，板效率高。综合 性能较优异。
气体
溶剂
板式塔
DJ 塔盘
新型塔板、填料
填料塔和板式塔的主要对比
填料塔和板式塔都可用于吸收或蒸馏操作。
板式塔和填料塔对比
1.1.1.1填料塔与板式塔的比较表8-2 精馏塔的主要类型及特点类型板式塔填料塔结构特点每层板上装配有不同型式的气液接触元件或特殊结构，如筛板、泡罩、浮阀等；塔内设置有多层塔板，进行气液接触塔内设置有多层整砌或乱堆的填料，如拉西环、鲍尔环、鞍型填料等散装填料，格栅、波纹板、脉冲等规整填料；填料为气液接触的基本元件操作特点气液逆流逐级接触微分式接触，可采用逆流操作，也可采用并流操作设备性能空塔速度（亦即生产能力）高，效率高且稳定；压降大，液气比的适应范围大，持液量大，操作弹性小大尺寸空塔气速较大，小尺寸空塔气速较小；低压时分离效率高，高压时分离效率低，传统填料效率较低，新型乱堆及规整填料效率较高；大尺寸压力降小，小尺寸压力降大；要求液相喷淋量较大，持液量小，操作弹性大（续表）制造与维修直径在600mm以下的塔安装困难，安装程序较简单，检修清理容易，金属材料耗量大新型填料制备复杂，造价高，检修清理困难，可采用非金属材料制造，但安装过程较为困难适用场合处理量大，操作弹性大，带有污垢的物料处理强腐蚀性，液气比大，真空操作要求压力降小的物料1.1.1.2板式塔塔型选择一般原则：选择时应考虑的因素有：物料性质、操作条件、塔设备性能及塔的制造、安装、运转、维修等。
1）下列情况优先选用填料塔：a.在分离程度要求高的情况下，因某些新型填料具有很高的传质效率，故可采用新型填料以降低塔的高度；b.对于热敏性物料的蒸馏分离，因新型填料的持液量较小，压降小，故可优先选择真空操作下的填料塔；c.具有腐蚀性的物料，可选用填料塔。
因为填料塔可采用非金属材料，如陶瓷、塑料等；d.容易发泡的物料，宜选用填料塔。
2）下列情况优先选用板式塔：a.塔内液体滞液量较大，操作负荷变化范围较宽，对进料浓度变化要求不敏感，操作易于稳定；b.液相负荷较小；c.含固体颗粒，容易结垢，有结晶的物料，因为板式塔可选用液流通道较大的塔板，堵塞的危险较小；d.在操作过程中伴随有放热或需要加热的物料，需要在塔内设置内部换热组件，如加热盘管，需要多个进料口或多个侧线出料口。
板式塔和填料塔对比
表8-2 精馏塔的主要类型及特点类型板式塔填料塔结构特点每层板上装配有不同型式的气液接触元件或特殊结构，如筛板、泡罩、浮阀等；塔内设置有多层塔板，进行气液接触塔内设置有多层整砌或乱堆的填料，如拉西环、鲍尔环、鞍型填料等散装填料，格栅、波纹板、脉冲等规整填料；填料为气液接触的基本元件操作特点气液逆流逐级接触微分式接触，可采用逆流操作，也可采用并流操作设备性能空塔速度（亦即生产能力）高，效率高且稳定；压降大，液气比的适应范围大，持液量大，操作弹性小大尺寸空塔气速较大，小尺寸空塔气速较小；低压时分离效率高，高压时分离效率低，传统填料效率较低，新型乱堆及规整填料效率较高；大尺寸压力降小，小尺寸压力降大；要求液相喷淋量较大，持液量小，操作弹性大（续表）制造与维修直径在600mm以下的塔安装困难，安装程序较简单，检修清理容易，金属材料耗量大新型填料制备复杂，造价高，检修清理困难，可采用非金属材料制造，但安装过程较为困难适用场合处理量大，操作弹性大，带有污垢的物料处理强腐蚀性，液气比大，真空操作要求压力降小的物料1.1.1.1板式塔塔型选择一般原则：选择时应考虑的因素有：物料性质、操作条件、塔设备性能及塔的制造、安装、运转、维修等。
1）下列情况优先选用填料塔：a.在分离程度要求高的情况下，因某些新型填料具有很高的传质效率，故可采用新型填料以降低塔的高度；b.对于热敏性物料的蒸馏分离，因新型填料的持液量较小，压降小，故可优先选择真空操作下的填料塔；c.具有腐蚀性的物料，可选用填料塔。
因为填料塔可采用非金属材料，如陶瓷、塑料等；d.容易发泡的物料，宜选用填料塔。
2）下列情况优先选用板式塔：a.塔内液体滞液量较大，操作负荷变化范围较宽，对进料浓度变化要求不敏感，操作易于稳定；b.液相负荷较小；c.含固体颗粒，容易结垢，有结晶的物料，因为板式塔可选用液流通道较大的塔板，堵塞的危险较小；d.在操作过程中伴随有放热或需要加热的物料，需要在塔内设置内部换热组件，如加热盘管，需要多个进料口或多个侧线出料口。
填料塔与板式塔的区别
板式塔的设计主要考虑塔板的开孔率、板间距、液体和气体的流量等因素。根 据工艺要求，确定合适的开孔率和板间距，设计液体和气体的进出口位置。
03
操作性能比较
处理能力的比较
处理能力
填料塔由于其结构特点，通常具有较 大的气液接触面积，因此处理能力较 大。相比之下，板式塔由于其结构限 制，处理能力相对较小。
能效与经济性分析
能效分析
填料塔的能效较高
由于填料塔的传质效率高，气体通过填 料层时阻力小，压降小，因此能效较高 。
VS
板式塔的能效较低
板式塔的传质效率相对较低，气体通过板 式塔时阻力大，压降大，因此能效较低。
经济性分析
填料塔的初期投资成本较低
填料塔的结构简单，设计、制造和维护方便，因此初期投资成本较低。
填料塔与板式塔的区别
• 引言 • 结构与设计 • 操作性能比较 • 能效与经济性分析 • 应用领域与案例 • 结论
01
引言
目的和背景
• 填料塔和板式塔是工业中常用的两种塔设备，用于实现气液传 质、传热等过程。了解两者之间的区别有助于更好地选择合适 的塔设备，提高生产效率和降低能耗。
填料塔与板式塔的定义
绿色环保理念将进一步推动 塔设备的发展。需要关注塔 设备的环保性能，研究开发 低污染、低能耗的塔设备， 以适应可持续发展的要求。
THANKS
感谢观看
板式塔的后期运行成本较高
板式塔的结构复杂，需要定期清洗和维护，因此后期运行成本较高。
05
应用领域与案例
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
应用领域的比较
填料塔
适用于气体处理量大、要求压降小、操作稳定、避免液泛气速的场合，如吸收、解吸、萃取等。
板式塔
板式塔和填料塔对比之欧阳理创编
1.1.1.1填料塔与板式塔的比较表82 精馏塔的主要类型及特点结构特点每层板上装配有不同型式的气液接触元件或特殊结构，如筛板、泡罩、浮阀等；塔内设置有多层塔板，进行气液接触塔内设置有多层整砌或乱堆的填料，如拉西环、鲍尔环、鞍型填料等散装填料，格栅、波纹板、脉冲等规整填料；填料为气液接触的基本元件操作特点气液逆流逐级接触微分式接触，可采用逆流操作，也可采用并流操作设备性能空塔速度（亦即生产能力）高，效率高且稳定；压降大，液气比的适应范围大，持液量大，操作弹性小大尺寸空塔气速较大，小尺寸空塔气速较小；低压时分离效率高，高压时分离效率低，传统填料效率较低，新型乱堆及规整填料效率较高；大尺寸压力降小，小尺寸压力降大；要求液相喷淋量较大，持液量小，操作弹性大（续表）制造与维修直径在600mm以下的塔安装困难，安装程序较简单，检修清理容易，金属材料耗量大新型填料制备复杂，造价高，检修清理困难，可采用非金属材料制造，但安装过程较为困难适用场合处理量大，操作弹性大，带有污垢的物料处理强腐蚀性，液气比大，真空操作要求压力降小的物料1.1.1.2板式塔塔型选择一般原则：选择时应考虑的因素有：物料性质、操作条件、塔设备性能及塔的制造、安装、运转、维修等。
1）下列情况优先选用填料塔：a.在分离程度要求高的情况下，因某些新型填料具有很高的传质效率，故可采用新型填料以降低塔的高度；b.对于热敏性物料的蒸馏分离，因新型填料的持液量较小，压降小，故可优先选择真空操作下的填料塔；c.具有腐蚀性的物料，可选用填料塔。
因为填料塔可采用非金属材料，如陶瓷、塑料等；d.容易发泡的物料，宜选用填料塔。
2）下列情况优先选用板式塔：a.塔内液体滞液量较大，操作负荷变化范围较宽，对进料浓度变化要求不敏感，操作易于稳定；b.液相负荷较小；c.含固体颗粒，容易结垢，有结晶的物料，因为板式塔可选用液流通道较大的塔板，堵塞的危险较小；d.在操作过程中伴随有放热或需要加热的物料，需要在塔内设置内部换热组件，如加热盘管，需要多个进料口或多个侧线出料口。
板式塔与填料塔比较
1、填料塔的垂直度 、
由于塔节的对接、塔节与裙座的对接、塔的基础及热变 形等因素的作用,塔不可能做到绝对垂直,因此使塔产生了垂 直度偏差。 在填料塔填料层内,液体受重力的作用趋于垂直下流,因 此若塔有倾斜,液体将优先流向倾斜的下一边塔壁,倾斜的上 一边液流小,气体则优先流向倾斜的上一边塔壁,结果导致填 料层内的气液分布不均,分离效率下降,许多研究者的实验证 明了这一点。多数实验结果认为,每倾斜一度分离效率下降 5%~10%,规整填料由于塔倾斜而引起的效率下降较散装填 料要小。规整填料的倾斜度应小于0.2°~0.5°。
在填料塔填料层内液体受重力的作用趋于垂直下流因此若塔有倾斜液体将优先流向倾斜的下一边塔壁倾斜的上一边液流小气体则优先流向倾斜的上一边塔壁结果导致填料层内的气液分布不均分离效率下降许多研究者的实验证明了这一点
2.9 板式塔与填料塔比较
板式塔和填料塔都是常用的精馏塔型，各有其特点， 对于具体的分离任务，正确选择合适的塔型是首要的。 了解分离任务的具体条件和要求，充分理解和掌握各塔 型的特点，是作出合理选择的基础。有时，为完成某个 分离任务，板式塔和填料塔都可以采用，这时往往需经 过详细的设计后，由经济性作出抉择现将板式塔和填料 塔的主要特点比较，列表说明，如下表所示。
2.9 精馏塔的安装、操作及故障处理 精馏塔的安装、
一、填料塔的制造与安装
总的来说,填料塔的制造与安装应按设计要求进行,不能一概而论。 有些设计对制造、安装的某些误差精度要求较高,而另外一些设计对制 造、安装的这些误差精度要求可能并不太高,误差稍大,并不影响塔的正 常操作。例如图所示,静压孔流式液体分布器受安装水平度的影响,若设 , , 计液位只有50mm,对水平度的要求较高,否则会导致液体分布不均,水平 度偏差10mm,两点液量相差11%;若设计液位200mm,水平度稍差,对液体 分布不会有大的影响,水平度偏差10mm,两点液量相差只有2.5%。
板式塔与填料塔比较
板式塔与填料塔比较
一、理论比较
板式塔优点
1.有颗粒固体或结垢的物料，适于板式塔
2.液相过大塔板可采用多溢流
3.高压操作事宜塔板（膜传质效果不好；气液比过小，膜层较厚）
4.塔内温度有变化时，板式塔影响滞后，便于调节，温度微小变化可不用调节，
操作相对稳定
5.检修吹扫、清洗，板式塔比较方便。
填料塔优点
1.常减压操作下，效率高，塔高可大大降低
2.处理能力大，同等产能下，塔径小
3.填料压降比塔板小很多，节能，较低单耗
4.压降低，适于精馏热敏性物质，便于减压（真空）操作
5.处理发泡物质比塔板好，减少雾沫夹带
6.如果分布器负荷弹性允许，填料负荷弹性范围比较宽泛。
二、实际比较
1.同处理量下，板式塔塔径大：加压塔Ф2400已近液泛，常压塔要正常操作塔
径要3.2米以上（填料塔为3.0米）。
2.塔高高：预塔要48层塔板塔高约30~35米（封头间距，以下同）；加压塔要
80~84层塔板塔高约40~45米；常压塔要84~90层塔板，塔高约44~48米。
而采用填料塔预塔23.3米，加压塔35.6米，常压塔37.8米。
3.综合考虑塔体和塔内件投资，板式塔与填料塔总投资相差不大。
4.单耗方面，由于压降小，填料塔比板式塔小大约0.05~0.25t甲醇/t蒸汽。
5.常压塔若采用板式塔，由于塔板多，压降大，要求塔釜温度压力要高，以保
证塔顶产量和质量（保证回流比），因此供热体——加压塔塔顶甲醇蒸汽压力和蒸汽量要充足，客观要求加压塔塔釜加热蒸汽品位（压力）要高。
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板式塔和填料塔都是常用的精馏塔型，各有其特点， 对于具体的分离任务，正确选择合适的塔型是首要的。 了解分离任务的具体条件和要求，充分理解和掌握各塔 型的特点，是作出合理选择的基础。有时，为完成某个 分离任务，板式塔和填料塔都可以采用，这时往往需经
过详细的设计后，由经济性作出抉择现将板式塔和填料
很高的塔,由于风载的影响,塔顶摇动很大宜采用管式 液体分布器。
2、填料塔的椭圆度
一般认为 ,填料塔的椭圆度并不影响填料塔的性能 ,
只是影响塔内件及填料的安装。散装填料的安装并不受 塔椭圆度的影响。为了便于安装,规整填料塔的塔径误差 需予以限制,常规规整填料塔推荐误差见下表。
制造与安装精度虽不可一概而论,某些精度也无标准可言, 但仍有公认的误差精度可供参考。
1、填料塔的垂直度
由于塔节的对接、塔节与裙座的对接、塔的基础及热变 形等因素的作用,塔不可能做到绝对垂直,因此使塔产生了垂 直度偏差。 在填料塔填料层内,液体受重力的作用趋于垂直下流,因 此若塔有倾斜,液体将优先流向倾斜的下一边塔壁,倾斜的上 一边液流小,气体则优先流向倾斜的上一边塔壁,结果导致填 料层内的气液分布不均,分离效率下降,许多研究者的实验证 明了这一点。多数实验结果认为,每倾斜一度分离效率下降 5%~10%, 规整填料由于塔倾斜而引起的效率下降较散装填 料要小。规整填料的倾斜度应小于0.2°~0.5°。
填料塔静压液体分布器的水平度要求很高 , 应在塔安 装就位后现场安装 , 以避免塔垂直度对分布器等水平度的
影响。
塔的无规则小摇动,不会使塔效率有大的下降,较垂直 塔的效率下降小于10%。塔的无规则摇动会使液体分布器
分布性能下降,使液体分布器溢流,使塔的效率大幅度下降, 使用管式分布器可避免此类事故发生。
塔的主要特点比较，列表说明，如下表所示。
2.9 精馏塔的安装、操作及故障处理
一、填料塔的制造与安装
总的来说,填料塔的制造与安装应按设计要求进行 ,不能一概而论。 有些设计对制造、安装的某些误差精度要求较高,而另外一些设计对制 造、安装的这些误差精度要求可能并不太高,误差稍大,并不影响塔的正 常操作。例如图所示,静压孔流式液体分布器受安装水平度的影Байду номын сангаас,若设 计液位只有50mm,对水平度的要求较高,否则会导致液体分布不均,水平 度偏差10mm,两点液量相差11%;若设计液位200mm,水平度稍差,对液体 分布不会有大的影响,水平度偏差10mm,两点液量相差只有2.5%。