空分设备精馏塔分为筛板塔和填料塔两大类。填料塔又分为散堆填料和规整填料两种。筛板塔虽然结构较简单,适应性强,宜于放大,在空分设备中被广泛采用。但是,随着气液传热、传质技术的发展,对**规整填料的研究,一些效率高、压降小、持液量小的规整填料的开发,有逐步替代筛板塔的趋势。
规整填料由金属波纹板组成,低温液体在每一片填料表面上都形成一层液膜,与上升的蒸气相接触,进行传热传质。规整填料的金属比表面积约是填料为筛板的30倍,液氧持留量仅为筛板的35%~40%。而且,因为精馏塔截面积比筛板塔小1/3,填料垂直排列,不存在水平方向浓度梯度的问题,只要液体分布均匀,精馏效率较高,压力降较小,气体穿过填料液膜的压差比穿过筛板液层的压差要小得多,约只有50Pa。上塔底部压力的下降,必然可导致下塔压力降低,进而主空压机的出口压力相应降低,使整套空分的能耗降低。同时,规整填料液体的滞留量小,因此,对负荷变化的应变能力较强。规整填料塔与筛板塔相比,有以下优点:
1)压降非常小。气相在填料中的液相膜表面进行对流传热、传质,不存在塔板上清液层及筛孔的阻力。在正常情况下,规整填料的阻力只有相应筛板塔阻力的1/5~1/6;
2)热、质交换充分,分离效率高,使产品的提取率提高;
3)操作弹性大,不产生液泛或漏液,所以负荷调节范围大,适应性强。负荷调节范围可以在30%~110%,筛板塔的调节范围在70%~****。