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化工填料如何分类、如何选择填料的种类

日期:2020-02-28 00:57
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摘要: 什么是化工填料? 化工填料在很多行业都运用广泛,具有优异的耐酸耐热性能,能耐除氢氟酸以外的各种无机酸、有机酸及有机溶剂的腐蚀,可在各种高,低场合使用,是填料塔中气液接触的基本构件,其性能的优劣是决定填料塔操作性能的主要因素。 按材质分类: ①陶瓷填料。陶瓷填料具有较好的耐腐蚀性及耐热性,一般可耐出氢氟酸以外的其他各种无机酸和有机酸。陶瓷填料易碎,不宜在高冲击强度下使用,但具有较好的润湿性能。 ②金属填料。金属填料可用多种材...

什么是化工填料?


化工填料在很多行业都运用广泛,具有优异的耐酸耐热性能,能耐除氢氟酸以外的各种无机酸、有机酸及有机溶剂的腐蚀,可在各种高,低场合使用,是填料塔中气液接触的基本构件,其性能的优劣是决定填料塔操作性能的主要因素。


按材质分类:


①陶瓷填料。陶瓷填料具有较好的耐腐蚀性及耐热性,一般可耐出氢氟酸以外的其他各种无机酸和有机酸。陶瓷填料易碎,不宜在高冲击强度下使用,但具有较好的润湿性能。

②金属填料。金属填料可用多种材质制成,碳钢填料造价低,且具有较好的表面润湿性能,可适用于无腐蚀或低腐蚀的体系;不锈钢填料耐腐蚀性强,但造价较高。金属填料的抗冲击性强,能在高温、高压、高强度下应用,工业上主要以金属填料为主。

③塑料填料。塑料填料的材质主要包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)及聚氯乙烯(PVC)等,其耐腐蚀性能较好,可耐一般的无机酸、碱和有机溶剂等,但具有冷脆性,不宜在0℃一下使用,但表面润湿性能稍差。


按装填方式分类:

A、散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸的颗粒体,一般以随机的方式堆积在塔内,又称为乱堆填料或颗粒填料,主要包括:①拉西环填料;②鲍尔环填料;③阶梯环填料;④弧鞍填料;⑤矩鞍填料;⑥环矩鞍填料等。

B、规整填料是按一定的集合图形排列,蒸汽堆彻的填料。规整填料种类很多,根据其几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等,目前工业上常用的规整填料为波纹填料,其基本类型有丝网形和孔板形两大类,可用陶瓷、塑料、金属等材质制造。加工中,波纹与塔轴的倾角有300和450两种,倾角为300的用代号BX(或X)表示,倾角为450用代号CY(或Y)表示。

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金属丝网波纹填料是网波纹填料的主要形式,是由金属丝网制成的。其特点是压降低、分离效率高,特别适用于精密精馏及真空精馏装置,为难分离物系、热敏性物系的精馏提供了有效的手段。

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金属网板波纹填料是板波纹填料的主要形式。该填料的波纹板片上冲压有许多φ4-φ6mm的小孔,可起到分配板片上的液体,加强横向混合的作用。金属孔板波纹填料强度高,耐腐蚀性强,特别适用于大直径塔及气液负荷较大的场合。


总体来讲,规整填料可以实现单位理论级的压降*小,从而它们非常适合于要求能耗*小并需要很多理论级的分离过程。分离热敏性物系时,它们又可使塔底温度*低。尽管规整填料的投资一般比散装填料高,但对分离过程的经济考察发现,在总费用中能耗经常是决定性因素,因此,许多情况下,宁可采用规整填料而不用散装填料 


如何选择填料的种类?


填料种类的选择要考虑分离工艺的要求,通常考虑一下几个方面。

①传质效率

传质效率即分离效率,它有两种表示方法:一是以理论级进行计算的表示方法,以每个理论级当量的填料层高度表示,即HETP值;另一是以传质效率进行计算的表示方法,以每个传质单元高度相当的填料层高度表示,即HTU值。在满足工艺要求的前提下,应选用传质效率高,即HETP值低的填料。

②填料的泛点气速

通量在相同的液体负荷下,填料的泛点气速愈高或气相动能因子愈大,则通量愈大,塔的处理能力愈大。因此,在选择填料种类时,在保证具有较高传质效率的前提下,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

填料层的压降是填料的主要应用性能,填料层的压降愈低,动力消耗越低,操作费用愈小。选择低压降的填料对热敏性物系的分离尤为重要。

④填料的操作性能

填料的操作性能主要指操作弹性、抗污阻性及抗热敏性等。所选填料应具有较大的操作弹性,以保证塔内气液负荷发生波动时维持操作稳定。同时,还应具有一定的抗污阻、抗热敏能力,以适应物料的变化及塔内温度的变化。

⑤填料层分段

当确定了总填料层高度后,应考虑填料层是否需分段,分段的目的是保证填料层中分布均匀,同时为上升气体提供横向混合的空间和机会,从而减小放大效应,提高传质效率。

使用寿命:

化工填料里面的种类繁多,陶瓷、塑料、金属填料的使用寿命根据使用环境、使用温度不同、使用的寿命不一样,举例来说:

陶瓷的比塑料和金属的使用寿命要更长一些,可长达10多年,短的时间也有一年半载就更换的。蜂窝陶瓷蓄热体平均一年到一年半更换一次为好。蜂窝陶瓷铸造片都是一次性使用的,陶粒滤料是消耗品,每年增加5%即可。研磨瓷球根据磨耗不一,使用时间也不一样。 

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