急冷塔
板式塔的结构
板式塔的塔盘形式虽然多样，但就其整体构造而言，基本上都是由塔盘板、传质元件(浮阀、泡罩等)、溢流装置、连接件等构成。塔盘若只有一块塔盘板，称为整块式塔，若是由两块以上塔盘板组成则称为分块式塔盘。
按液体在塔盘上的流动情况，有单溢流、双溢流、三溢流和U形流等，最常见的是单溢流和双溢流。流动形式的选择基本上是按照塔负荷来设计的,在满足工艺要求的同时，还要考虑塔盘连接的刚度和便于安装维修。
塔器附件还包括除沫器和防涡器。除沫器安装在塔顶，其作用是分离塔顶气体中夹带的液滴。目前使用的除沫器有折板形、丝网形和旋流式，其中以丝网形应用最为广泛。丝网除沫器具有比表面积大、重量轻、空隙大心脏使用方便、除沫效率高、压降小等优点。适用于清洁的气体，不宜用在液滴中含有固体物质或易析出固体物质的场合。
塔底液体流出时，若带有漩涡则会将气体带入泵内，容易使泵发生抽空等故障，为此塔底装有防涡器。排液管直径小于150mm时，用一块钢板插焊在管口，直径大于150mm时，用十字形板插焊于管口。排液管可伸入塔底内一定高度，以防杂质、沉淀物或塔内小的内构件被吸入泵内。
选择填料塔的急冷塔
填料塔也是炼油化工生产中较常用的一种气、液传质设备，国内一些尾气处理装置也将填料塔应用到尾气急冷塔和吸收塔中。与板式塔相比，填料塔具有结构简单、压降小、填料易用耐腐蚀材料制造等优点。但填料安装清洗、检修都较麻烦，对含固体杂质、易结焦、易聚合的物料适应能力较差。在实际实用中选哪一种形式的塔，很难有一个绝对的标准，选用时往往要考虑如物料性质、操作条件、经济方面的因素等等。表1是板式塔与填料塔的性能比较。
表1
板式塔与填料塔的性能比较
项目塔
型
板式塔
填料塔
压力降
压力降一般比填料塔大压力降小，较适于要求压力降小的场合
空塔气速(生产能
力)
空塔气速大空塔气速小
塔效率效率较稳定，大塔板效率比小
塔板高一般塔径φ1500mm以下效率高，塔径增大，效率常会下降
液气比
适应范围较大
对液体喷淋量有一定要求
持液量
较大
较小
材质要求
一般用金属材料制造可用非金属耐腐蚀材料
安装维修
较容易
较困难
造价
直径大时一般比填料塔造价低φ800mm以下，一般比板式塔便宜，直径增大，造价显著增加
重量
较轻
较重
填料的种类很多，按其堆砌方式大体可分为颗粒填料和规整填料两大类。颗粒填料由于其结构特点，只能自由堆砌，因此也称为“乱堆”填料。常见的颗粒填料有拉西环、鲍尔环、十字环、θ环、弧形鞍、矩形鞍等。这种填料气、液两相分布不够均匀，故塔的分离效果不够理想。为此产生了规整填料，这种填料分离效果好、压降低，适用于在较高的气速或较小的回流比下操作。目前使用的主要是波纹网填料和波纹板填料。
填料是一种固体填充物，其作用是为气、液两相提供充分的接触面，并为强化其湍流程度创造条件，以利于传质，所以填料塔效率的高低与其所使用的填料关系很大。一般对填料有如下几方面的要求：
（1）空隙率(也称自由体积)要大。即单位体积填料层中的空隙体积要大。（2）比表面要大。即单位体积填料层的表面积要大。
（3）填料的表面润湿性能要好，并在结构上要有利于两相密切接触，促进湍流。
（4）对所处理的物料具有良好的耐腐蚀性。
（5）填料本身的精心施工(包括材料和结构两方面)要小，且有足够的机械强度。
（6）取材容易、制造方便，价格便宜。
在填料塔的顶部，为了使液体能均匀分布在填料上，以利于气、液两相的充分接触，在最上层填料的上部设置液体分布装置。由于气体沿填料层上升速度在塔截面上分布是不均匀的，中央气速大，靠近塔壁气速小，这样对下流的液体的作用也就不同，使得液体流经填料层时有向塔壁倾斜流动的现象，这种现象称为“壁流”。液体分布装置则可减小甚至消除壁流现象的产生。
半干式洗气塔实际上是一个喷雾干燥系统，利用高效雾化器将消石灰泥浆从塔底向上或从塔顶向下喷入干燥吸塔中。尾气与喷入的泥浆要成同时向流或逆向流的方式充他接触并产生中和作用。由于雾化效果佳(液滴的直径可低至
30mm左右)，气、液接触面大，不仅可以有效降低气体的温度，中和气体中的酸气，并且喷入的消石灰泥浆中水分可在喷雾干燥塔内完全蒸发，不产生废水。其化学方程式为：
CaO+H2O Ca(OH)2
Ca(OH)2+SO2 CaSO3+H2O 或 SO2+CaO+1/2H2O CaSO3·l1/ 2H2O
Ca(OH)2+2HCl CaCl2+2H2O
这种系统最主要的设备为雾化器，目前使用的雾化器为旋转雾化器及双流体喷嘴。旋转雾化器为一个由高速马达驱动的雾化器，转速可达10 000～20000r/min,液体由转轮中间进入，然后扩散至转轮表面，形成一层薄膜。由于高速离心作用，液膜逐渐向转轮外缘移动，经剪刀作用将薄膜分裂成30～100mm大小的液滴。喷淋塔的大小取决于液滴喷雾的轨迹及散体面。双流体喷嘴由压缩空气或-高压蒸汽驱动，液滴直径为70～20mm，由于雾化面远较旋转雾化面小，所以喷淋室直径也相对降低。旋转雾化器产生的雾化液滴较小，只要转速及转盘直径不变，液滴尺寸就会保持一定，酸气去除率较高，碱性反应剂使用量较低，但结构复杂，容易阻塞，价格及维护费用皆高。其最高与最低液体流量比为20：1，远高于双流体喷嘴(约3:1)，但最高与最低气体流量比(2:5:1)远低于双流体喷嘴(20:1)，多用在废气流量较大时(一般为Q>340000m3/h)。双流体喷嘴构造简单不易阻塞，但液滴尺寸不均匀。
半干式洗气法(SDA)的典型流程，包含一个冷却气体及中和酸气的喷淋干燥室及除尘用的布袋除尘器室。系统的中心为一个设置在气体散布系统顶端的转轮雾化器。高温气体由喷淋塔顶端成螺旋状进入。石灰浆经转轮高速旋转作用由切线方向散布出去，气、液体在塔内充分接触，可有效降低气体温度，蒸发所有的水分及去除酸气，中和后产生的固体残渣由塔底或集尘设备收集，气体的停留时间为10～15s。单独使用石灰浆时对酸性气体去除效率约在90%左右，但利用反应药剂在布袋除尘器滤布表面进行的二次反应，可提高整个系统对酸性气体
的去除效率(HCL：98%,SOx:90% 以上)。
本法最大的特性是结合了干式法与湿式法的优点，构造简单，投资低，压差小，能源消耗少，液体使用量远较湿系统低；较干式法的去除效率高，也免除了湿式法产生经过多废水的问题；操作温度高于气体饱和温度，尾气不产生雾状水蒸汽团