常用散堆填料

1、常用散堆填料匯總散堆填料是指填料的安裝以填料亂堆為主，該類填料是具有一定外形結(jié)構(gòu)的顆粒體。根據(jù) 填料的形狀，此類填料分為許多類型，同一類型的填料按氣特殊部位，尺寸的差別分為不 同的規(guī)格一環(huán)形填料1.1拉西環(huán)填料：高與直徑相等的圓環(huán)，以環(huán)的外徑為其特征尺寸。有陶瓷，金屬盒非金屬材料。裝填方式：大尺寸（100mm以上）采用整砌方式規(guī)則填充小尺寸（75mm以下）采用亂堆方式裝填優(yōu)點(diǎn)：開發(fā)最早，結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜缺點(diǎn)：在亂堆填充時填料間容易產(chǎn)生架橋、空穴等現(xiàn)象，影響了填料層液體的流動，使部分填料環(huán)內(nèi)液體不易流入， 造成填料層內(nèi)液體的偏流、溝流、股硫甚至嚴(yán)重的壁流，惡化了填料層的操作工況。同時，由于這種

2、填料層內(nèi)液體的持液量大，氣體通過填料層時的折返路徑長，所以氣體通過填料層時的阻力大，通量小。瓷拉西環(huán)填料的特性數(shù)據(jù)外徑高x厚比表面積空隙率堆積個數(shù)堆積 密度干填料因子填料因 子備注6.46.4x0.87890.7331100007372030240088x1.55700.641465000600217025001010x1.54400.70720000700128015001515x23300.7025000069096010201616x23050.731925007307849002525x2.51900.78490005054004004040x4.51260.7512700577305

3、3505050x4.5930.8160004571772208080x9.5760.681910714243280不常用金屬拉西環(huán)填料的特性數(shù)據(jù)外徑高x厚比表面積空隙率堆積個數(shù)堆積 密度干填料因子填料因 子6.46.4x0.87890.73311000021002030250088x0.36300.911550000750114015801010x0.55000.8880000096074010001515x0.53500.922480006604606002525x0.82200.92550006402903903535x11500.93190005701902605050x11100.95

4、70004301301757676x1.6680.95187040080105濕填料壓降系數(shù)（根據(jù)液體噴淋密度范圍選擇填料型號）填料名稱Dg/mm填料壁厚/mm液體噴淋密度范圍m3/（m2.h）拉西環(huán)122.41.4642.00拉西環(huán)192.48.7952.74拉西環(huán)2531.76131.8拉西環(huán)3863.5287.89拉西環(huán)5063.5210.251.2開孔環(huán)形填料：在環(huán)形填料的環(huán)壁上開孔，使所開窗孔的孔壁形成一個內(nèi)彎的舌片指向 環(huán)的中心。優(yōu)點(diǎn)：充分利用了填料的材料表面，而又在原先實(shí)體環(huán)壁上開出許多窗洞，從而大大改善了氣液兩相通過填料床層時的流動狀況，不但縮短了氣體通過填料時的路徑行程，而且

5、減少了流動阻力，增大了氣體通量，而且使液體分布更趨均勻，能較容易地流入填料環(huán)的內(nèi)部，從而增加了填料床層的潤濕表面積，提高了填料的傳質(zhì)效率。1.2.1鮑爾環(huán)填料鮑爾環(huán)填料是一種高徑相等的開孔環(huán)形填料，每層窗孔有5個舌葉，每個舌葉內(nèi)彎指向環(huán)心，上下兩層窗孔的位置相反錯開，一般開孔面積約占環(huán)壁總面積的30%左右。有金屬和瓷質(zhì)之分，但是由于瓷質(zhì)抗沖擊強(qiáng)度差，容易破損，故已基本被淘汰。同樣材質(zhì)、同樣尺寸的鮑爾環(huán)填料與拉西環(huán)填料的幾何外形尺寸、空隙率、比表面積幾乎完全相同，但由于鮑爾環(huán)填料在環(huán)壁上開了許多窗孔，使得填料塔內(nèi)的氣體和液體能夠從窗孔自由通過，所以填料層內(nèi)的氣體和液體分布情況較之拉西環(huán)有較大的改

6、善，尤其是填料環(huán)內(nèi)表面容易被液體潤濕，使得內(nèi)表面得以充分利用。因此，同種材質(zhì)、同樣規(guī)格的鮑爾環(huán)填料， 較之拉西環(huán)不但具有較大的通過能力和較低的壓降，而且使塔的分離效率有所提高，操作彈性也有所增大。一般在同樣的壓降下，鮑爾環(huán)的處理能力較拉西環(huán)增加50%以上；在同樣的處理量下，鮑爾環(huán)填料的壓降僅為拉西環(huán)的一半；同樣材質(zhì)、同樣尺寸的鮑爾環(huán)填料，其 相對效率可較拉西環(huán)高出30%左右，所以鮑爾環(huán)填料的性能全面優(yōu)于同樣尺寸的拉西環(huán)填料。塑料鮑爾環(huán)填料幾何特性數(shù)據(jù)公稱尺寸外徑x高x厚堆積個數(shù)堆積密度比表面積空隙率干填料因子7676x76x2.6193070.972.20.929450（井）50x50x1.5

7、650074.81120.90115450（米）50x50x1.5610073.792.70.901273838x38x1.41580098.01550.8902202525x25x1.2429001501750.9012391616x16x1.11120001411830.901249（井）系指填料內(nèi)筋形式為井形內(nèi)筋（米）系指內(nèi)筋形式為兩層十字形內(nèi)筋，其他尺寸塑料鮑爾環(huán)填料的內(nèi)筋均為二層十字形內(nèi)筋的形式金屬鮑爾環(huán)填料幾何特性數(shù)據(jù)公稱尺寸外徑x高x厚堆積個數(shù)堆積密度比表面積空隙率干填料因子5050x50x16500395112.30.9491313838x38x0.8130003651290.

8、9451532525x25x0.6559004272190.9342691616x16x0.81430002162390.9282991.2.2階梯環(huán)填料（CMR）這種填料吸收了短拉西環(huán)的特點(diǎn)，改變了填料環(huán)高與直徑相等的傳統(tǒng)習(xí)慣，降低了環(huán)的高度，減薄了材質(zhì)的厚度，并在環(huán)的側(cè)端增加了翻邊。由于階梯環(huán)填料的高度較鮑爾環(huán)填料降低近1/21/3，使得氣體繞填料外壁流過的平均路徑較鮑爾環(huán)填料大大縮短，從而減小了氣體通過填料層的壓降， 這與短拉西環(huán)填料可以減小 氣體通過填料層的阻力，增大氣體通量的結(jié)論是一致的。由于階梯環(huán)填料的側(cè)端增加了翻邊，不但可以增加填料環(huán)的機(jī)械強(qiáng)度，而且由于破壞了填料結(jié)構(gòu)的軸對稱性，

9、因而增加了填料投放時的定向幾率。又由于翻邊的影響，使得填料在堆積時填料環(huán)隙之間的接觸由以線性基礎(chǔ)為主變?yōu)橐渣c(diǎn)接觸為主。這樣，不但增加了填料顆粒之間的空隙，減小了氣體穿過填料層的阻力，而且這些接觸點(diǎn)還可以成為液體沿填料表面流動的匯聚分散點(diǎn)，從而促進(jìn)了液膜的表面更新，有利于干填料傳質(zhì)效率的提高。因此，階梯環(huán)填料的性能較鮑爾環(huán)填料又有了進(jìn)一步的提高。國產(chǎn)瓷質(zhì)階梯環(huán)填料幾何特性數(shù)據(jù)（濕裝填料）公稱尺寸外徑x高x厚堆積個數(shù)堆積密度比表面積空隙率干填料因子7676x45x7251742663.40.79512650（井）50x30x59300483105.60.77427850（米）50x30x59091

10、516108.80.787223國產(chǎn)塑料階梯環(huán)填料幾何特性數(shù)據(jù)公稱尺寸外徑x高x厚堆積個數(shù)堆積密度比表面積空隙率干填料因子7676x37x3342068.4900.929112.35050x35x1.51074054.8114.20.927143.13838x19x12720057.5132.50.91175.82525x12.5x1.48150097.82280.90312.81616x8.9x1.1299136135.63700.85602.6國產(chǎn)金屬階梯環(huán)填料幾何特性數(shù)據(jù)公稱尺寸外徑x高x厚堆積個數(shù)堆積密度比表面積空隙率干填料因子5050x28x111600400109.20.95127

11、.43838x19x0.831890473.5154.30.94185.82525x12.5x0.6971604392200.93273.5Dg50塑料短階梯環(huán)填料幾何特性數(shù)據(jù)填料名稱外徑x高x厚堆積個數(shù)堆積密度比表面積空隙率聚丙烯短階梯環(huán)50x15x1.220400541380.939美國傳質(zhì)公司階梯環(huán)填料幾何特性數(shù)據(jù)填料材 質(zhì)填料尺寸規(guī)格近似的 鋼板號比表面 積空隙率堆積密 度填料因 子最小噴淋密度2Kg/(m .h)精餾吸收金No.027427926406020603720No.124230954333418103520No.222164954002215202940No.3201059

12、63531411202350屬No.4187996336109802150塑No.119792643048704890No.211893561539103910料No.3799543829302930資No.29873679384401760No.37978640243901560質(zhì)No.55981561183401420No.5A6675721121.2.3扁環(huán)填料(QH-1或SMR)該填料是國內(nèi)開發(fā)并獲得國家專利的一種特別適用于液液萃取 過程的新型填料，它屬于短開孔環(huán)型填料，簡稱為 QH-1型或SMR。特點(diǎn)：它把填料的環(huán)壁的開孔窗葉由傳統(tǒng)的斷開式內(nèi)彎舌片狀改為連續(xù)內(nèi)彎的弧形筋片，并優(yōu)點(diǎn)：且

13、取消了環(huán)壁端面的翻邊；它米用了較小的環(huán)的高徑比，使環(huán)的高徑比達(dá)到約1/3。由于結(jié)構(gòu)上的改變，特別是減少了填料層內(nèi)由環(huán)的翻邊及內(nèi)彎葉片的端點(diǎn)所形成的匯聚分散點(diǎn)，特別適用于液液兩相的相對流動，減少了分散相液滴群在此處的匯結(jié)；而結(jié)構(gòu)對稱均勻的內(nèi)彎弧形筋片結(jié)構(gòu)，對流體流動的均勻性有較好的影響，促進(jìn)了液滴群的分散-匯合-再分散的循環(huán)過程，有效地降低了填料層的軸向返混，提高了液液兩 相間的傳質(zhì)效率。所以此種填料用于液液傳質(zhì)的萃取過程，取得了很好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。此種填料用于低界面張力體系的液液萃取過程時，其性能明顯優(yōu)于鮑爾環(huán)和矩鞍填料，軸向混合小，處理能力大，其傳質(zhì)效率可提高20%以上。此種填料也可適用于氣

14、液傳質(zhì)過程。扁環(huán)填料幾何特性數(shù)據(jù)公稱尺寸外徑x高x厚堆積個數(shù)堆積密度比表面積空隙率1616x5.5x0.563000060434892.32525x9.0x0.516000050622893.63838x12.7x0.748000390150955050x17.0x0.82150027.511596.5二鞍形填料鞍形填料類似馬鞍形狀，最早出現(xiàn)的為瓷質(zhì)馬鞍形填料，稱之為弧鞍（Bcrl saddle）填料。這種填料層中主要為弧形的液體通道，填料層內(nèi)的空隙較環(huán)形填料（尤其較拉西環(huán)填料） 更加連續(xù)，可使氣體向上流動時主要沿弧形通道流動。對于向下流動的液體則有減少壁流的趨勢。因此使填料層氣液流動情況得以

15、改善，后來發(fā)展的矩鞍型填料克服了弧鞍填料易疊套的缺點(diǎn)，得到了更廣泛的應(yīng)用。2.1弧鞍型填料缺點(diǎn)：此類填料最初選用瓷質(zhì)材料采用沖?；蜃⒛＜庸ざ?。由于此類填料易產(chǎn)生疊合和架空，致使一部分填料表面不能被潤濕，即不能成為氣液傳質(zhì)的有效表面，從而導(dǎo)致填料層中氣液流動狀況不佳，現(xiàn)已很少用于工業(yè)過程。2.2矩鞍型填料主要采用瓷質(zhì)材料制造。它與弧鞍填料的主要差別是矩鞍填料的兩端為矩形，而非圓弧形，它可以采用連續(xù)擠出的工藝進(jìn)行加工，所以生產(chǎn)成本較低，而且克服了弧鞍填料容易套疊的缺點(diǎn)。瓷質(zhì)矩鞍填料是目前應(yīng)用較多的一種瓷質(zhì)填料。優(yōu)點(diǎn)：瓷質(zhì)矩鞍填料與同種材質(zhì)的拉西環(huán)填料相比，具有通量大、壓降低、效率高等優(yōu)點(diǎn)。主要是

16、因?yàn)橥N規(guī)格的矩鞍填料床層具有較大的空隙率，床層內(nèi)多為圓弧形液體通 道，減小了氣體通過床層的阻力，也使液體向下流動時的徑向擴(kuò)散系數(shù)減小。因此， 矩鞍填料層較拉西環(huán)填料層的液體壁流效應(yīng)要小，液體分布的保持性好，即在良好的初始液體分布情況下，使填料層保持較好的液體分布狀態(tài)，有利于傳質(zhì)系數(shù)的提高。 鞍形填料是繼拉西環(huán)填料之后開發(fā)的另一種形狀較好的填料，特別是瓷質(zhì)矩鞍填料， 在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)， 是與金屬鮑爾環(huán)填料并駕齊驅(qū)的一種優(yōu)質(zhì)填料。目前在國內(nèi)外絕大部分應(yīng)用瓷拉西環(huán)的場合，都已被瓷矩鞍填料所取代（提高產(chǎn)量，減小壓降， 提高工藝指標(biāo)的效果）。矩鞍填料也有采用塑料材質(zhì)制成的，經(jīng)國內(nèi)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，塑料矩鞍

17、填料的流體力學(xué)性能不如同樣尺寸的塑料鮑爾環(huán)，因此塑料矩鞍填料未被廣泛應(yīng)用，現(xiàn)已被塑料鮑爾環(huán)、塑料階梯環(huán)或其他新型填料所取代。瓷矩鞍填料幾何特性數(shù)據(jù)（濕裝填料）公稱尺寸外徑x高x厚堆積個數(shù)堆積密度比表面積空隙率干填料因子7676x53x92400537.776.30.752179.45050x42x68243470105.40.791212.93838x30x4196805021310.804252.02525x20x3582305442000.772434.61616x12x2.22699006863780.71010562.3瓷質(zhì)異鞍填料將矩鞍填料的平滑弧形側(cè)面改為鋸齒形或有波紋凸起的側(cè)面。

18、這樣在填料床層內(nèi)，增加了填料間接觸的空隙，使之更有利于氣體和液體在填料層中的流動和分散。瓷矩異鞍填料幾何特性數(shù)據(jù)填料型 號公稱尺 寸壁厚堆積個數(shù)堆積密度比表面積空隙率干填料因子NPJ-202異鞍505734445488.40.81166NPJ-203異鞍759197648958.50.773127三環(huán)鞍形填料將開孔環(huán)形填料及鞍形填料的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起，基本分為兩大類：一，以鞍形為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)。如金屬環(huán)矩鞍填料、Nutter環(huán)填料、共軛環(huán)填料等二，以環(huán)形為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)。如半環(huán)形填料等3.1金屬環(huán)矩鞍填料/IMTP結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：既有類似于開孔環(huán)形填料的圓環(huán)、環(huán)壁開孔和內(nèi)伸的舌片，也有類似于矩鞍填料的圓弧形通

19、道。此外，鞍形兩側(cè)的翻邊與兩端下部的齒形結(jié)構(gòu)共同增加了填料間的點(diǎn)接觸，使填料間的空隙率得以增大，液體匯聚和分散點(diǎn)增多。優(yōu)點(diǎn)：這種填料開敞的結(jié)構(gòu)使得填料的通量增大，壓降降低，也有利于液體在填料表面的 分布和促進(jìn)液體表面更新，從而有利于提高填料的傳質(zhì)性能。與同樣尺寸的鮑爾環(huán) 填料相比，無論是在流體力學(xué)性能上，還是在傳質(zhì)性能上，金屬環(huán)矩鞍填料都是較 優(yōu)的。金屬環(huán)矩鞍填料鞍形兩側(cè)的翻邊結(jié)構(gòu)增加了填料的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，同時，由沖壓制成的環(huán)形圈也對填料起了加強(qiáng)筋的作用，環(huán)矩鞍填料的鞍形整體結(jié)構(gòu)，使之較矩鞍和鮑爾環(huán)填料有更高的強(qiáng)度，因此可以采用較薄的金屬進(jìn)行軋制。國外諾頓公司生產(chǎn)的 Dg50、Dg40、Dg

20、25等幾個不同尺寸的不銹鋼金屬英特洛克斯填料，均采用厚度為0.4mm的鋼板制成，不但減少了填料層的堆積密度，而且降低了填料的生產(chǎn)成本。IMTP填料的特性數(shù)據(jù)Dg/mm堆積個數(shù)/（個/m3）空隙率/%填料因子Fp/mmHETP/mm2516842596.7441355485405014097.3258460610501468597.819456074070462598.1129790M0對比金屬英特洛克斯填料 （IMTP）、金屬鮑爾環(huán)填料、瓷矩鞍填料可知：IMTP填料的通量最大，壓降最低。對比國產(chǎn)金屬環(huán)矩鞍，金屬階梯環(huán)、金屬鮑爾環(huán)填料可知：同樣尺寸的三種金屬填料中，氣體通量以金屬環(huán)矩鞍填料最大，

21、金屬階梯環(huán)次之，金屬鮑爾環(huán)最??； 壓降以金屬環(huán)矩鞍填料最低，金屬階梯環(huán)次之，金屬鮑爾環(huán)最高。由此可知，金屬環(huán)矩鞍填料較常用的金屬鮑爾環(huán)填料具有通量大，阻力小，效率高的優(yōu)點(diǎn)。金屬環(huán)矩鞍填料與板式塔相比，也具有通量大、阻力小、效率高的優(yōu)點(diǎn)。國產(chǎn)金屬環(huán)矩鞍填料與金屬英特洛克斯填料在結(jié)構(gòu)形狀與結(jié)構(gòu)尺寸上有一定的差異，尤其是裝填個數(shù)相差較大，同種尺寸的金屬英特洛克斯填料的裝填個數(shù)較國產(chǎn)金屬環(huán)矩鞍填料要 多近1 /2，這意味著單位體積金屬英特洛克斯填料的加工費(fèi)用較國產(chǎn)金屬環(huán)矩鞍高1/2。而兩種填料的性能卻相差不大。由以上比較可知， 國產(chǎn)金屬環(huán)矩鞍填料與國外英特洛克斯填料相比，雖其結(jié)構(gòu)、尺寸、幾何特性數(shù)據(jù)存在著較大的差異，但其性能差異不大。由于填料塔單位容積中國產(chǎn)金屬環(huán)矩鞍的裝填個數(shù)較國外英特洛克斯填料少，所以單位容積中國產(chǎn)金屬環(huán)矩鞍填料的價格要相對便宜許多。不難看出，價格與性能之比，國產(chǎn)金屬環(huán)矩鞍填料優(yōu)于國外英特洛克斯填料。國產(chǎn)金屬環(huán)矩鞍填料的幾何特性公稱尺寸Dg/mm外徑x高x厚mm堆積個數(shù)(個 /m3)堆積密度(Kg/m 3)比表面積23m /m空隙率%干填料因子-1 m7676x60x1.23320244.757.60.9763.15