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化工填料的類型與選擇
發布日期：2016-07-20 瀏覽次數：6216
化工填料的類型與選擇
填料是填料塔中氣液接觸的基本構件，其性能的優劣是決定填料塔操作性能的主要因素，因此，塔填料的選擇是填料塔設計的重要環節。
（1）填料的類型
根據裝填方式不同，填料可分為散裝填料與規整填料。
A、散裝填料是一個個具有一定幾何形狀和尺寸的顆粒體，一般以隨機的方式堆積在塔內，又稱為亂堆填料或顆粒填料，主要包括：①拉西環填料；②鮑爾環填料；③階梯環填料；④弧鞍填料；⑤矩鞍填料；⑥環矩鞍填料等。
B、規整填料是按一定的集合圖形排列，蒸汽堆徹的填料。規整填料種類很多，根據其幾何結構可分為格柵填料、波紋填料、脈沖填料等，目前工業上常用的規整填料為波紋填料，其基本類型有絲網形和孔板形兩大類，可用陶瓷、塑料、金屬等材質制造。加工中，波紋與塔軸的傾角有300和450兩種，傾角為300的用代號BX（或X）表示，傾角為450用代號CY（或Y）表示。
金屬絲網波紋填料是網波紋填料的主要形式，是由金屬絲網制成的。其特點是壓降低、分離效率高，特別適用于精密精餾及真空精餾裝置，為難分離物系、熱敏性物系的精餾提供了有效的手段。
金屬網板波紋填料是板波紋填料的主要形式。該填料的波紋板片上沖壓有許多φ4-φ6mm的小孔，可起到分配板片上的液體，加強橫向混合的作用。金屬孔板波紋填料強度高，耐腐蝕性強，特別適用于大直徑塔及氣液負荷較大的場合。
波紋填料的優點是結構緊湊，阻力小，傳質效率高，處理能力大，比表面積大。其缺點是不適于處理粘度大、易聚合或有懸浮物的物料，且裝卸、清理困難，造價高。
總體來講，規整填料可以實現單位理論級的壓降zui小，從而它們非常適合于要求能耗zui小并需要很多理論級的分離過程。分離熱敏性物系時，它們又可使塔底溫度zui低。盡管規整填料的投資一般比散裝填料高，但對分離過程的經濟考察發現，在總費用中能耗經常是決定性因素，因此，許多情況下，寧可采用規整填料而不用散裝填料。
?。?）填料的選擇
填料的選擇包括確定填料的種類、規格及材質等，所選填料既要滿足生產工藝的要求，又要使設備投資和操作費用較低。
考慮到本塔的氣相負荷較大，塔徑較大，考慮選用規整填料。進行規整填料種類的選擇，應主要注意一下幾個方面的問題。（3）填料種類的選擇
填料種類的選擇要考慮分離工藝的要求，通?？紤]一下幾個方面。①傳質效率傳質效率即分離效率，它有兩種表示方法：一是以理論級進行計算的表示方法，以每個理論級當量的填料層高度表示，即HETP值；另一是以傳質效率進行計算的表示方法，以每個傳質單元高度相當的填料層高度表示，即HTU值。在滿足工藝要求的前提下，應選用傳質效率高，即HETP值低的填料。
②通量在相同的液體負荷下，填料的泛點氣速愈高或氣相動能因子愈大，則通量愈大，塔的處理能力愈大。因此，在選擇填料種類時，在保證具有較高傳質效率的前提下，應選擇具有較高泛點氣速或氣相動能因子的填料。
?、厶盍蠈拥膲航堤盍蠈拥膲航凳翘盍系闹饕獞眯阅埽盍蠈拥膲航涤停瑒恿ο脑降停僮髻M用愈小。選擇低壓降的填料對熱敏性物系的分離尤為重要。
?、芴盍系牟僮餍阅芴盍系牟僮餍阅苤饕覆僮鲝椥?、抗污阻性及抗熱敏性等。所選填料應具有較大的操作彈性，以保證塔內氣液負荷發生波動時維持操作穩定。同時，還應具有一定的抗污阻、抗熱敏能力，以適應物料的變化及塔內溫度的變化。
⑤填料層分段
當確定了總填料層高度后，應考慮填料層是否需分段，分段的目的是保證填料層中分布均勻，同時為上升氣體提供橫向混合的空間和機會，從而減小放大效應，提高傳質效率。
工業上常用規整填料的規格和型號有很多表示方法，國內習慣用比表面積表示。同種類型的規整填料，其比表面積越大，傳質效率越高，但阻力增加，通量減小，填料費用也明顯增加。選用時應從分離要求、通量要求、設備投資及操作費用等方面綜合考慮。
填料材質的選擇
工業上，填料的材質分為陶瓷、金屬和塑料三大類。
?、偬沾商盍稀Ｌ沾商盍暇哂休^好的耐腐蝕性及耐熱性，一般可耐出氫氟酸以外的其他各種無機酸和有機酸。陶瓷填料易碎，不宜在高沖擊強度下使用，但具有較好的潤濕性能。
?、诮饘偬盍稀＝饘偬盍峡捎枚喾N材質制成，碳鋼填料造價低，且具有較好的表面潤濕性能，可適用于無腐蝕或低腐蝕的體系；不銹鋼填料耐腐蝕性強，但造價較高。金屬填料的抗沖擊性強，能在高溫、高壓、高強度下應用，工業上主要以金屬填料為主。
?、鬯芰咸盍?。塑料填料的材質主要包括聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）及聚氯乙烯（PVC）等，其耐腐蝕性能較好，可耐一般的無機酸、堿和有機溶劑等，但具有冷脆性，不宜在0℃一下使用，但表面潤濕性能稍差。
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