[深圳废气净化塔设备]废气净化塔常用包装材料的类型、特点及选择

在挥发性有机化合物废气处理工程中，废气净化塔通常被用作预处理设备或处理设备，但如何根据挥发性有机化合物的组成和风量合理设计废气净化塔涉及到许多化学知识，如如何确定塔的高度、直径、风速、洗涤液的循环量等，如果废气净化塔是填料塔，如何设计填料层以及如何确定填料的选择。接下来，我们先来看看废气净化塔中用于处理挥发性有机化合物废气的填料类型和相应的特点。

一、填料的定义

填充物通常指填充在其他物体中的材料。

在化学工程中，填料是指惰性固体材料，如鲍尔环和拉西环，它们被装在填料塔中。它的作用是增加气液接触面，使它们相互强烈混合。

在化学产品中，填料，也称为填料，是指用于改善产品加工性能和机械性能和/或降低成本的固体材料。

在污水处理领域，主要用于接触氧化工艺。微生物会聚集在填料表面，增加与污水的表面接触，降解污水。

优点：结构简单，压降小，易用耐腐蚀非「金属材料制造等。适用于气体吸收、真空蒸馏和腐▼蚀性液体的处理。

缺点：当塔颈⊙扩大时，会造成气液分布不均匀、接触不良等。导致效率降低，这称为放大效应。同时，填料塔也存在重量大、成本高、清洗维护麻烦、填料损耗大等缺点。

二、包装选择标准

填料的几何特征数据主要包括比表面积、孔隙率、填料因子等，它们是评价填料性能的基本参数。

(1)比表面积每单位体积填料的填料表面积称为比表面积，用a表示，单位为/m3。填料的比¤表面积越大，提供的气液传质面积越大。因此，比表面积是评价填料性能的重要指标。

(2)空隙率每单位体积填料的空隙体积称为空隙率，用E表示，其单位为m3/m3，或用%表示。填料的孔隙率越大，气体通过能力越大，压力越低。因此，孔隙◣率是评价填料性能的另一个重要指标。

(3)填料①系数填料的比表面积与立方孔隙度之比，即(a/e)3，称为填料系数，表示为F，其单位为1/m.它＠代表填料的流体力学性能，f值越小，流动阻力越小。

填料的性能主要取决于：

具有较大的比表面积(/m3填料层)

该液体在填料表面具有良好的均匀分布性能

气流可以在填料层中均匀分布

调味料的空隙率较大(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，表面润湿性越好，传质〒效率越高。填料的孔隙率越大，结构越开放，流量越大，压降越低。

包装的选择包括确定包装的类型、规格和材料。选择的包装不仅要满足生产工艺的要求，而且要尽量减少设备投资和运行成本。

三、填料类型的选择

填料类型的选择应考虑分离过程的要求，通常考虑以下几个方面。

(1)高传质效率。一般来说，规整填料的传质效率高于散装填料。

(2)通量应该很大。在保证高传质效率的前提下，应选择具有高驱点气速或气相动能因子的填料。

(3)填料层压降较低。

(4)填料具有很强的抗结垢和堵塞性能，便于拆卸、组装和维护。

第四，包装规格的选择

包装规格是指包装的公称ω尺寸或比表面积。

(1)散装包装规格的选择

(2)规◣整填料规格的选择

工☆业上常用的规整填料的种类和规格有多种表达方式。在中国，通常表示比表面积，主要包括125、150、250、350、500、700和其他规格。

同类型规整填料的比表面积越大，传质效率越高，但阻力增大，通量减小，填料成本也明显增加。

应综合考☆虑分离要求、通量要求、现场条件、材料特性、设备投资、运行成本等。使所选包装不仅能满足技术要求，而且具有经济合理性。

V.填充材料的选择

填料的材料分为三类：陶瓷、金属和塑料

(1)陶瓷填料

陶瓷填料具有良好的耐腐蚀性和耐热性。陶瓷填料价格低廉，表面润湿性好。脆性和易碎性是它最大的缺点。它广泛用于气体吸收、气体洗涤和液体提取。

(2)塑料填料

塑料填料的材料主要有聚丙烯、聚乙烯和聚氯ぷ乙烯等。聚丙烯在中国普遍使用。塑料填料具有良好的耐腐蚀性，能抵抗常见的无机酸、碱和有机溶剂的腐蚀。耐温性好，可在100以下长期使用。

塑料填料重量轻、价格低、韧性好、耐冲击、不易碎，可制成薄壁结构。由于其流量大、压力低，主要用于吸附、解吸、萃取、除尘等设备。

塑╳料填料的缺点是表面润湿性差，但可以通过适当的表面处理来改善。

(3)金属填料

金属填料可由多种材〓料制成，选择时主要考虑腐蚀。

碳钢填料成本低，表面润湿性好，因此应优先选用无腐蚀性或低腐蚀性的材料。

不锈钢填料具有很强的耐腐蚀性，一般能抵抗除氯系列以外的普通材料的腐蚀。然而，其成本高，并且其表面润湿性差。在某些特殊场合(如极低喷雾☉密度下的真空蒸馏过程)，需要对其表面进行处理才能达到良好的使用效果。

由钛、特殊合金钢等制成的填充物。价格昂贵，通常仅用于一些高腐蚀性材料。

一般来说，金属填料可以制成大流量、小气体阻力、高抗冲击的薄壁结构，可以在高温、高压和高冲击强度下使用，应用范围很广。

六.填料的类型№

(1)拉西环填料

拉西环填料√是由f  .拉希德于1914年发明的，它是一种外径和高度相同的环。莱西环填料气液分布不均匀，传质效率低，阻力大，流量小，因此在工业上很少使用。

(2)鲍尔环填料

鲍尔环填料是莱西环的改进。莱西环的侧壁上开着两排长方形的窗户。切割环壁的一侧仍然与壁表面连接，而另一侧向内弯曲以形成向内延伸的舌状物，并且舌状物的侧面在环的中心重叠。

由于环壁的开口，环的内部空间和内表面的利用率大大提高，气流阻力小，液体分布均匀。与拉西环相比，鲍尔环的气体流量可提高50%以上，传质效率可提高30%左右。鲍尔环是一种广泛使用的填料。

(3)梯形环填料

梯形环填料是对鲍尔环的改进。与鲍↑尔环相比，梯形环的高度降低了一半，并在一端⌒　增加了锥形翻边。

随着高径比的减小，气体在填料〇外壁周围的平均路径大大缩短，气体通过填料层的阻力减小。锥形翻边不仅增加了填料的机械强度，而且使填料由线接触变为点接触，不仅增加了填料之间的间隙，而且成为沿填料表面流动的液体的聚集和分散点，可以促进液膜的表面更新，提高传质效率。

梯形环的综合性能优★于鲍尔环，是使用较好的环形填料之一。

(4)弧形鞍形填料

弧形鞍形填料的特点是表面完全敞开，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。

其缺点是容易嵌套，导致部分填料表面重叠，从而降低传质效率。弧形鞍座填料强度⌒差，容易断裂，因此在工业生产中很少使用。

(5)矩形鞍形填料

矩形鞍形填料将弧形鞍形填料两端的圆弧面变为不同尺寸的矩形面，称为矩形鞍形填料。

堆积时鞍形填料不会嵌套，液体分布均匀。矩形鞍形填料一般由瓷材料制成，其性能优于莱西环。瓷莱西环在国内的绝大多数应用已经被瓷鞍填充物所取代。

(6)金属环鞍形填料

环鞍填料(国外称为Intalox)是一种▽新型填料，设计时考虑了环鞍结构的特点▃。填料通常由金属材料制成，因此也称为金属环鞍形填料。

环鞍填料结合了环填料和鞍填料的优点，其综合性能优于鲍尔环和梯形环，因此在散装填料中得到广泛应用。

(7)球形填料

球形填料通常由塑料通过注射成型制成，并具有各种结构。球形填料的特点是空心球，可以让气体和液体通过其内部。由于球体结构的对称性，堆积密度均匀，不易产生空隙和架桥，因此气液分散性能良好。球形填料一般只适用于某些特殊场合，但在工程中很少使用。

除了上述典型的本体填料外，具有独特结构的新型填料也在不断发展，如共轭环填料、海尔环填料、纳特环填∑　料等。

(8)常规包装

规整填料是指按照一定的几何形状排列并堆放整齐的填〗料。规整填料有很多种，根据其几何结构可分为网格填ξ料和波纹填料。

(9)栅格包装

格栅填料是由条状单元按照一定的规则组成的，有多种结构形式。工业上最早使用的网格填料是木质网格填料。

网格填料、网状网格填料和蜂窝网格填料应用广泛，其中网格填料最具代表性。格栅填料的比表面积相对较低，主要用」于压降小、负荷大、防堵塞的场合㊣。

(10)波纹填料

波纹填料工业上使用的大多数规整填料是波纹填料，它是由许多波纹片组成的圆盘填料。波纹和塔轴之间的倾斜角为30和45。组装时，两个相邻的波纹板反向堆叠。每个填料盘垂直安装在塔内，两个相邻的填料盘呈90交错排列。

波纹填料按其结构可分为网状波纹填料和板式波纹填料，其材料分为金属、塑料和★陶瓷。

丝网波纹填料是丝网波纹填料的主要形式，由丝网制成。丝网波纹填料压力降低，分离效率很高。特别适用于精密精馏和真空精馏设备，为耐火材料和热敏材料的精馏提供了有效手段。虽然它的成本很高，但由于其优异的性能而得到了广泛的应用。

金属板波纹填料是板波纹填料的主要形式。填料的波纹板上△开有许多5毫米左右的小孔，可以将液体大致分布在波纹△板上，加强横向ξ　混合。波纹板被卷成细槽，这可以将液体精细地分布在板上，并增强表面的润湿性。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和气液负荷大的地方。

金属压延孔板波纹填料是另一种典型的波纹板填料。它与金属孔板波纹填料的主要区别在于，板的表面不是冲孔，而是穿孔，孔径为0.4-0.5毫米的非常密集的穿孔通过滚压在板上