拉西环 矩鞍 鲍尔环 阶梯环 环矩鞍 2.5 5～8 5～10 8～15 5～15 ≤4 ≤6 ≤6 ≤6 ≤6
②规整填料的分段 对于规整填料，填料层分段高度可按下式确定：
h＝(15~20)HETP (4-20)
式中 h——规整填料分段高度，m；
HETP——规整填料的等板高度，m。
亦可按表4-9推荐的分段高度值确定。 表4-9 规整填料分段高度推荐值
填料类型 250Y板波纹填料 500Y板波纹填料 500(BX)丝网波纹填料 700(CX)丝网波纹填料
h/m 6.0 5.0 3.0 1.5 4.1.4 填料层压降的计算
填料层压降通常用单位高度填料层的压降△P/Z表示。设计时，根据有关参数，由通用关联图(或压降曲线)先求得每米填料层的压降值，然后再乘以填料层高度，即得出填料层的压力降。
4.1.4.1 散装填料的压降计算
（1）由埃克特通用关联式计算
散装填料的压降值可由埃克特通用关联图计算。计算时，先根据气液负荷及有关物性数据，求出横坐标值，
再根据操作空塔气速u及有关物性数据，求出纵坐标值。通过作图得出交点，读出过交点的等压线数值，即得出每米填料层压降值。
应予指出，用埃克特通用关联图计算压降时，所需的填料因子为操作状态下的湿填料因子，称为压降填料因子，以φp表示。压降填料因子φp与液体喷淋密度有关，为了工程计算的方便，常采用与液体喷淋密度无关的压降填料因子平均值。表4-10列出了部分散装填料的压降填料因子平均值，可供设计中参考。
表4-10 散装填料压降填料因子平均值
填料类型 金属鲍尔环 金属环矩鞍 金属阶梯环 塑料鲍尔环 塑料阶梯环 瓷矩鞍环 瓷拉西环 填料因子, 1/m DN16 306 - - 343 - 700 1050 DN25 - 138 - 232 176 215 576 DN38 114 93.4 118 114 116 140 450 DN50 98 71 82 125 89 160 288 DN76 - 36 - 62 - - - （2）由填料压降曲线查得
散装填料压降曲线的横坐标通常以空塔气速u表示，纵坐标以单位高度填料层压降△P/Z表示，常见散装填料的u～△P/Z曲线可从有关填料手册中查得。
4.1.4.2 规整填料的压降计算
(1) 由填料的压降关联式计算 规整填料的压降通常关联成以下形式
(4-18)
式中 △P/Z——每米填料层高度的压力降，Pa/m；
u——空塔气速，m/s；
ρv——气体密度，kg/m；
α、β——关联式常数，可从有关填料手册中查得。
3
(2) 由填料压降曲线查得
规整填料压降曲线的横坐标通常以F因子表示，纵坐标以单位高度填料层压降△P/Z表示，常见规整填料的F～△P/Z曲线可从有关填料手册中查得。
4.1.5 填料塔内件的类型与设计
4.1.5.1 塔内件的类型
填料塔的内件主要有填料支承装置、填料压紧装置、液体分布装置、液体收集再分布装置等。合理地选择和设计塔内件，对保证填料塔的正常操作及优良的传质性能十分重要。 (1) 填料支承装置
填料支承装置的作用是支承塔内的填料。常用的填料支承装置有栅板型、孔管型、驼峰型等。对于散装填料，通常选用孔管型、驼峰型支承装置；对于规整填料，通常选用栅板型支承装置。设计中，为防止在填料支承装置处压降过大甚至发生液泛，要求填料支承装置的自由截面积应大于75%。 (2) 填料压紧装置
为防止在上升气流的作用下填料床层发生松动或跳动，需在填料层上方设置填料压紧装置。填料压紧装置有压紧栅板、压紧网板、金属压紧器等不同的类型。对于散装填料，可选用压紧网板，也可选用压紧栅板，在其下方，根据填料的规格敷设一层金属网，并将其与压紧栅板固定；对于规整填料，通常选用压紧栅板。设计中，为防止在填料压紧装置处压降过大甚至发生液泛，要求填料压紧装置的自由截面积应大于70%。 为了便于安装和检修，填料压紧装置不能与塔壁采用连续固定方式，对于小塔可用螺钉固定于塔壁，而大塔则用支耳固定。 (3) 液体分布装置
液体分布装置的种类多样，有喷头式、盘式、管式、槽式及槽盘式等。工业应用以管式。槽式及槽盘式为主。
管式分布器由不同结构形式的开孔管制成。其突出的特点是结构简单，供气体流过的自由截面大，阻力小。但小孔易堵塞，操作弹性一般较小。管式液体分布器多用于中等以下液体负荷的填料塔中。在减压精馏及
丝网波纹填料塔中，由于液体负荷较小，设计中通常用管式液体分布器。
槽式液体分布器是由分流槽(又称主槽或一级槽)、分布槽(又称副槽或二级槽)构成的。
一级槽通过槽底开孔将液体初分成若干流股，分别加人其下方的液体分布槽。分布槽的槽底(或槽壁)上设有孔道域导管)，将液体均匀分布于填料层上。槽式液体分布器具有较大的操作弹性和极好的抗污堵性，特别适合于大气液负荷及含有固体悬浮物、粘度大的液体的分离场合，应用范围非常广泛。
槽盘式分布器是近年来开发的新型液体分布器，它兼有集液、分液及分气三种作用，结构紧凑，气液分布均匀，阻力较小，操作弹性高达10：1，适用于各种液体喷淋量。近年来应用非常广泛，在设计中建议优先选用。
(4) 液体收集及再分布装置
前已述及，为减小壁流现象，当填料层较高时需进行分段，故需设置液体收集及再分布装置。 最简单的液体再分布装置为截锥式再分布器。截锥式再分布器结构简单，安装方便，但它只起到将壁流向中心汇集的作用，无液体再分布的功能，一般用于直径小于0.6m的塔中。
在通常情况下，一般将液体收集器及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。常用的液体收集器为斜板式液体收集器。
前已述及，槽盘式液体分布器兼有集液和分液的功能，故槽盘式液体分布器是优良的液体收集及再分布装置。
4.1.5.2 塔内件的设计
填料塔操作性能的好坏、传质效率的高低在很大程度上与塔内件的设计有关。在塔内件设计中，最关键的是液体分布器的设计，现对液体分布器的设计进行简要的介绍。 (1) 液体分布器设计的基本要求
性能优良的液体分布器设计时必须满足以下几点：
①液体分布均匀 评价液体分布均匀的标准是：足够的分布点密度；分布点的几何均匀性；降液点间流量的均匀性。
a.分布点密度。液体分布器分布点密度的选取与填料类型及规格、塔径大小、操作条件等密切相关，各种
文献推荐的值也相差很大。大致规律是：塔径越大，分布点密度越小；液体喷淋密度越小，分布点密度越大。对于散装填料，填料尺寸越大，分布点密度越小；对于规整填料，比表面积越大，分布点密度越大。表4-11、表4-12分别列出了散装填料塔和规整填料塔的分布点密度推荐值，可供设计时参考。 表4-11 Eckert的散装填料塔分布点密度推荐值
塔径,mm D=400 D=750 D≥1200 分布点密度,点/ m塔截面 2330 170 42 表4-12 苏尔寿公司的的规整填料塔分布点密度推荐值
填料类型 250Y孔板波纹填料 500(BX)丝网波纹填料 700(CX)丝网波纹填料 分布点密度,点/ m塔截面 2≥100 ≥200 ≥300 b.分布点的几何均匀性。分布点在塔截面上的几何均匀分布是较之分布点密度更为重要的问题。设计中，
一般需通过反复计算和绘图排列，进行比较，选择较佳方案。分布点的排列可采用正方形、正三角形等不同方式。
c.降液点间流量的均匀性。为保证各分布点的流量均匀，需要分布器总体的合理设计。精细的制作和正确
的安装。高性能的液体分布器，要求各分布点与平均流量的偏差小于6%。
②操作弹性大 液体分布器的操作弹性是指液体的最大负荷与最小负荷之比。设计中，一般要求液体分布器的操作弹性为2－4，对于液体负荷变化很大的工艺过程，有时要求操作弹性达到10以上，此时，分布器必须特殊设计。
③自由截面积大 液体分布器的自由截面积是指气体通道占塔截面积的比值。根据设计经验，性能优良的液体分布器，其自由截面积为50%－70%。设计中，自由截面积最小应在35%以上。 ④其他 液体分布器应结构紧凑、占用空间小、制造容易、调整和维修方便。
(2) 液体分布器布液能力的计算
液体分布器布液能力的计算是液体分布器设计的重要内容。设计时，按其布液作用原理不同和具体结构特性，选用不同的公式计算。
①重力型液体分布器布液能力计算 重力型液体分布器有多孔型和溢流型两种型式，工业上以多孔型应用为主，其布液工作的动力为开孔上方的液位高度。多孔型分布器布液能力的计算公式为
(4-19)
式中 Ls——液体流量，m/s；
3
n——开孔数目(分布点数目)；
φ——孔流系数，通常取φ＝0.55～0.60；
d0——孔径，m ；
△H——开孔上方的液位高度，m。
②压力型液体分布器布液能力计算 压力型液体分布器布液工作的动力为压力差(或压降)，其布液能力的计算公式为
(4-20)
式中 Ls——液体流量，m/s；
3
n——开孔数目(分布点数目)；
φ——孔流系数，通常取φ＝0.60~0.65
d0——孔径，m；
△P——分布器的工作压力差(或压降)，Pa；
ρL——液体密度，kg/m。
3
设计中，液体流量Ls为已知，给定开孔上方的液位高度△H(或已知分布器的工作压力差△P)，依据分布器布液能力计算公式，可设定开孔数目n，计算孔径d0；亦可设定孔径d0，计算开孔数目n。