填料泛指被添补于其他物体中的物料。

在化学工程中，填料指装于添补塔内的惰性固体物料，例如鲍尔环和拉西环等，其浸染是增大气-液的打仗面，使其相互强烈稠浊。

在化工产品中，填料又称添补剂，是指用以改进加工性能、制品力学性能并（或）降落本钱的固体物料。

在污水处理领域，紧张用于打仗氧化工艺，微生物会在填料的表面进行累积，以增大与污水的表面打仗，对污水进行降解处理。

优点：构造大略、压力降小、易于用耐堕落非金属材料制造等。
对付气体接管、真空蒸馏以及处理堕落性流体的操作，颇为适用。

缺陷：当塔颈增大时，引起气液分布不均、打仗不良等，造成效率低落，即称为放大效应。
同时填料塔还有重量大、造价高、清理检修麻烦、填料损耗大等缺陷。

填料选用准则

填料的几何特性数据紧张包括比表面积、空隙率、填料因子等，是评价填料性能的基本参数。

（1）比表面积单位体积填料的填料表面积称为比表面积，以a表示，其单位为m2/m3。
填料的比表面积愈大，所供应的气液传质面积愈大。
因此，比表面积是评价填料性能利害的一个主要指标。

（2）空隙率单位体积填估中的空隙体积称为空隙率，以e 表示，其单位为m3/m3，或以%表示。
填料的空隙率越大，气体通过的能力越大且压降落。
因此，空隙率是评价填料性能利害的又一主要指标。

（3）填料因子填料的比表面积与空隙率三次方的比值，即a/e 3，称为填料因子，以f表示，其单位为1/m。
它表示填料的流体力学性能，f值越小，表明流动阻力越小。

填料性能利害紧张取决于：

有较大的比表面积（m2/m3填料层）

液体在填料表面有较好的均匀分布性能

气流能在填料层中均匀分布

调料具有较大的空隙率（m3/m3填料层）。

在相同的操作条件下，填料的比表面积越大，气液分布越均匀，表面的润湿性能越好，则传质效率越高；填料的空隙率越大，构造越开敞，则通量越大，压降亦越低。

采取模糊数学方法对九种常用填料的性能进行了评价，丝网波纹填料综合性能最好，拉西环最差。

填料的选择包括确定填料的种类、规格及材质等。
所选填料既要知足生产工艺的哀求，又要使设备投资和操作用度最低。

1填料种类的选择

填料种类的选择要考虑分离工艺的哀求,常日考虑以下几个方面：

1)传质效率要高一样平常而言，规整填料的传质效率高于散装填料。

2)通量要大。
在担保具有较高传质效率的条件下，应选择具有较高泛点气速或气相动能因子的填料。

3）填料层的压降要低。

4）填料抗污堵性能强，拆装、检修方便。

2填料规格的选择

填料规格是指填料的公称尺寸或比表面积。

（1）散装填料规格的选择

工业塔常用的散装填料紧张有DN16、DN25、DN38、DN50、DN76等几种规格。

同类填料，尺寸越小，分离效率越高，但阻力增加，通量减少，填料用度也增加很多。
而大尺寸的填料运用于小直径塔中，又会产生液体分布不良及严重的壁流，使塔的分离效率降落。

因此，对塔径与填料尺寸的比值要有一规定，一样平常塔径与填料公称直径的比值D/d应大于8。

（2）规整填料规格的选择

工业上常用规整填料的型号和规格的表示方法很多，海内习惯用比表面积表示，紧张有125、150、250、350、500、700等几种规格。

同种类型的规整填料，其比表面积越大，传质效率越高，但阻力增加，通量减少，填料用度也明显增加。

选用时应从分离哀求、通量哀求、园地条件、物料性子及设备投资、操作用度等方面综合考虑，使所选填料既能知足技能哀求，又具有经济合理性。

3填料材质的选择

填料的材质分为陶瓷、金属和塑料三大类。

(1)陶瓷填料

陶瓷填料具有很好的耐堕落性及耐热性，陶瓷填料价格便宜，具有很好的表面润湿性能，质脆、易碎是其 最大缺陷。
在气体接管、气体洗涤、液体萃取等过程中运用较为普遍。

(2)塑料填料

塑料填料的材质紧张包括聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）及聚氯乙烯（PVC）等，海内一样平常多采取聚丙烯材质。
塑料填料的耐堕落性能较好，可耐一样平常的无机酸、碱和有机溶剂的堕落。
其耐温性良好，可长期在100℃以下利用。

塑料填料质轻、价廉，具有良好的韧性，耐冲击、不易碎，可以制成薄壁构造。
它的通量大、压降落，多用于接管、解吸、萃取、除尘等装置中。

塑料填料的缺陷是表面润湿性能差，但可通过适当的表面处理来改进其表面润湿性能。

(3)金属填料

金属填料可用多种材质制成，选择时紧张考虑堕落问题。

碳钢填料造价低，且具有良好的表面润湿性能，对付无堕落或低堕落性物系应优先考虑利用。

不锈钢填料耐堕落性强，一样平常能耐除Cl- 以外常见物系的堕落，但其造价较高，且表面润湿性能较差，在某些分外场合（如极低喷淋密度下的减压精馏过程），需对其表面进行处理，才能取得良好的利用效果。

钛材、特种合金钢等材质制成的填料造价很高，一样平常只在某些堕落性极强的物系下利用。

一样平常来说，金属填料可制成薄壁构造，它的通量大、气体阻力小，且具有很高的抗冲击性能，能在高温、高压、高冲击强度下利用，运用范围最为广泛。

填料的种类1拉西环填料

拉西环填料于1914年由拉西（F. Rashching）发明，为外径与高度相等的圆环。
拉西环填料的气液分布较差，传质效率低，阻力大，通量小，工业上已较少运用。

2鲍尔环填料

鲍尔环填料是对拉西环的改进，在拉西环的侧壁上开出两排长方形的窗孔，被切开的环壁的一侧仍与壁面相连，另一侧向环内波折，形成内伸的舌叶，诸舌叶的侧边在环中央相搭。

鲍尔环由于环壁开孔，大大提高了环内空间及环表里面的利用率，气流阻力小，液体分布均匀。
与拉西环比较，鲍尔环的气体通量可增加50%以上，传质效率提高30%旁边。
鲍尔环是一种运用较广的填料。

3阶梯环填料

阶梯环填料是对鲍尔环的改进，与鲍尔环比较，阶梯环高度减少了一半并在一端增加了一个锥形翻边。

由于高径比减少，使得气体绕填料外壁的均匀路径大为缩短，减少了气体通过填料层的阻力。
锥形翻边不仅增加了填料的机器强度，而且使填料之间由线打仗为主变成以点打仗为主，这样不但增加了填料间的空隙，同时成为液体沿填料表面流动的搜集分散点，可以促进液膜的表面更新，有利于传质效率的提高。

阶梯环的综合性能优于鲍尔环，成为所利用的环形填估中最为优秀的一种。

4弧鞍填料

弧鞍填料属鞍形填料的一种，其形状犹如马鞍，一样平常采取瓷质材料制成。

弧鞍填料的特点是表面全部洞开，不分内外，液体在表面两侧均匀流动，表面利用率高，流道呈弧形，流动阻力小。

其缺陷是易发生套叠，致使一部分填料表面被重合，使传质效率降落。
弧鞍填料强度较差，容破碎，工业生产中运用不多。

5矩鞍填料

矩鞍填料将弧鞍填料两端的弧形面改为矩形面，且两面大小不等，即成为矩鞍填料。

矩鞍填料堆积时不会套叠，液体分布较均匀。
矩鞍填料一样平常采取瓷质材料制成，其性能优于拉西环。
海内绝大多数运用瓷拉西环的场合，均已被瓷矩鞍填料所取代。

6金属环矩鞍填料

环矩鞍填料（国外称为Intalox）是兼顾环形和鞍形构造特点而设计出的一种新型填料，该填料一样平常以金属材质制成，故又称为金属环矩鞍填料。

环矩鞍填料将环形填料和鞍形填料两者的优点集于一体，其综合性能优于鲍尔环和阶梯环，在散装填估中运用较多。

7球形填料

球形填料一样平常采取塑料注塑而成，其构造有多种。
球形填料的特点是球体为空心，可以许可气体、液体从其内部通过。
由于球体构造的对称性，填料装填密度均匀，不易产生空穴和架桥，以是气液分散性能好。
球形填料一样平常只适用于某些特定的场合，工程上运用较少。

除上述几种较范例的散装填料外，不断有构型独特的新型填料开拓出来，如共轭环填料、海尔环填料、纳特环填料等。

8规整填料

规整填料是按一定的几何构形排列，整洁堆砌的填料。
规整填料种类很多，根据其几何构造可分为格栅填料、波纹填料等。

格栅填料

格栅填料因此条状单元体经一定规则组合而成的，具有多种构造形式。
工业上运用最早的格栅填料为木格栅填料。

运用较为普遍的有格里奇格栅填料、网孔格栅填料、蜂窝格栅填料等，个中以格里奇格栅填料最具代表性。
格栅填料的比表面积较低，紧张用于哀求压降小、负荷大及防堵等场合。

波纹填料

波纹填料在工业上运用的规整填料绝大部分为波纹填料，它是由许多波纹薄板组成的圆盘状填料，波纹与塔轴的倾角有30°和45°两种，组装时相邻两波纹板反向靠叠。
各盘填料垂直装于塔内，相邻的两盘填料间交错90°排列。

波纹填料按构造可分为网波纹填料和板波纹填料两大类，其材质又有金属、塑料和陶瓷等之分。

金属丝网波纹填料是网波纹填料的紧张形式，它是由金属丝网制成的。
金属丝网波纹填料的压降落，分离效率很高，特殊适用于精密精馏及真空精馏装置，难堪分离物系、热敏性物系的精馏供应了有效的手段。
只管其造价高，但因其性能优秀仍得到了广泛的运用。

金属板波纹填料是板波纹填料的一种紧张形式。
该填料的波纹板片上冲压有许多f5mm旁边的小孔，可起到粗分配板片上的液体、加强横向稠浊的浸染。
波纹板片上轧成眇小沟纹，可起到细分配板片上的液体、增强表面润湿性能的浸染。
金属孔板波纹填料强度高，耐堕落性强，特殊适用于大直径塔及气液负荷较大的场合。

金属压延孔板波纹填料是另一种有代表性的板波纹填料。
它与金属孔板波纹填料的紧张差异在于板片表面不是冲压孔，而是刺孔，用辗轧办法在板片上辗出很密的孔径为0.4～0.5mm小刺孔。
其分离能力类似于网波纹填料，但抗堵能力比网波纹填料强，并且价格便宜，运用较为广泛。

波纹填料的优点是构造紧凑，阻力小，传质效率高，处理能力大，比表面历年夜（常用的有125、150、250、350、500、700等几种）。
波纹填料的缺陷是不适于处理粘度大、易聚合或有悬浮物的物料，且装卸、清理困难，造价高。

脉冲填料

脉冲填料是由带缩颈的中空棱柱形个体，按一定办法拼装而成的一种规整填料。

脉冲填料组装后，会形成带缩颈的多孔棱形通道，其纵面流道交替紧缩和扩大，气液两相通过时产生强烈的湍动。
在缩颈段，气速最高，湍动剧烈，从而强化传质。
在扩大段，气速减到最小，实现两相的分离。
流道紧缩、扩大的交替重复，实现了“脉冲”传质过程。

脉冲填料的特点是处理量大，压降小，是真空精馏的空想填料。
因其优秀的液体分布性能使放大效应减少，故特殊适用于大塔径的场合。

9四氟填料

聚四氟乙烯阀杆填料因此聚四氟乙烯细粉料为质料，采取全新的工艺加工而成的一种优柔制品。
白色，连续绳状，截面呈圆形。
它具有高度的柔顺性，极好的添补性、自润滑性、低摩擦系数、耐堕落等性能。

优点：

装填方便快捷。
装填时一样平常不必拆卸阀门，只需将绳状填料绕在阀杆上，推入填料函，上紧函盖帽，填料即被压成一个密实的整体。

密封性能精良。
膨胀聚四氟乙烯独特的微不雅观构造授予该产品极佳的柔韧性和模塑性，使它能轻易地将填料函内部空隙，乃至阀杆、函体上的所有凹坑和沟槽填密，这也使堕落、磨损的旧阀门避免改换或修理。

利用寿命长。
因它长期保持的优柔塑性，使泄露缺口随时被填塞，还因它不被堕落，不会老化，可保长期利用。

阀门开闭灵巧轻便。
由于聚四氟乙烯具有最低的摩擦系数和精良的自润滑性。

不污染管道中的流体。
由于它洁白干净，不会因堕落老化而脱落，使它特殊适用于医药、风雅化工、食品等行业。

规格通用性好，减少填料储存量，节约开支。
只需备置几种粗细规格的阀杆填料，就能知足大多数阀门之需求。

一样平常选用能用手嵌入的最大号这种填料，但较细的'该种填料，也可用于大规格的阀门中，压紧后，也会塑变成型，得到密实的封填体。

10塑性填料

塑性填料是经模具压制成型的填料，利用时不须要像编结填料那样割断后盘成环状，而且是根据轴颈大小制成环形。
塑性填料有棉状和积层两种形式。

绵状填料

绵状填料是把纤维、石墨、云母、金属粉（或金属鳞片）、油脂与弹性粘结剂相稠浊后，模压成环形，再在外层编结一层石棉纱（根据须要也可用金属丝）。

还有一种利用办法是将稠浊物直接放人填料腔，经压盖压紧后直策应用，由于填料没有固定尺寸，填料装填不当随意马虎影响密封性能，以是该方法较少利用。

可以根据事情条件调节绵状填估中各种稠浊料的种类和配比，例如高压蒸汽密封加人铜粉、酸性介质密封加人铅粒或铅片、轴有振动时可加添较多的弹性良好的粘结剂等。

由于这种填料不含润滑剂，以是高压下其体积变革很小，可用于高速泵类和高压阀门密封。
如加人固体润滑剂，则可以担保良好的自润滑性能，且构造致密，有助于提高密封性。
其余，绵状填料有塑性流动性，还可以与金属填料组合利用。

积层填料

这种填料是在石棉布或帆布的表面上涂敷橡胶，经叠合或者卷绕后热压硫化成型，还可以内夹橡胶芯等软质填料或嵌人弹簧，几种积层填料的构造。

积层填料密封性良好，可用于120℃以下的低压蒸汽、水和氨液，紧张用作往来来往运动的轴封和阀杆的密封，无接口的圈装积层填料还可以用作往来来往泵活塞环。
由于积层填估中所含润滑剂不敷，利用过程中需添加润滑剂。

总结

选择填料时，对付某种分外运用，填料的最佳标准是根据复合股料所期望达到的性能而定，必须考虑到下述基本原则。

1、填料在加工过程中必须保持其原有构造，并保持惰性、不溶性、热稳定性、不挥发性、无催化活性和低的吸附性。

2、填料必须与基材能够相容，无堕落性。

3、随意马虎处理，堆积密度高，水分含量低，低尘，无毒性。

4、必须易得，货源充足，价格适中，质量稳定。

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