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常用的填料

1 拉西環填料

拉西環填料於1914年由拉西(F. Rashching)發明,為外徑與高度相等的圓環。拉西環填料的氣液分布較差,傳質效率低,阻力大,通量小,工業上已較少應用。

2 鮑爾環填料

鮑爾環填料是對拉西環的改進,在拉西環的側壁上開出兩排長方形的窗孔,被切開的環壁的壹側仍與壁面相連,另壹側向環內彎曲,形成內伸的舌葉,諸舌葉的側邊在環中心相搭。

鮑爾環由於環壁開孔,大大提高了環內空間及環內表面的利用率,氣流阻力小,液體分布均勻。與拉西環相比,鮑爾環的氣體通量可增加50%以上,傳質效率提高30%左右。鮑爾環是壹種應用較廣的填料。

3 階梯環填料

階梯環填料是對鮑爾環的改進,與鮑爾環相比,階梯環高度減少了壹半並在壹端增加了壹個錐形翻邊。

由於高徑比減少,使得氣體繞填料外壁的平均路徑大為縮短,減少了氣體通過填料層的阻力。錐形翻邊不僅增加了填料的機械強度,而且使填料之間由線接觸為主變成以點接觸為主,這樣不但增加了填料間的空隙,同時成為液體沿填料表面流動的匯集分散點,可以促進液膜的表面更新,有利於傳質效率的提高。

階梯環的綜合性能優於鮑爾環,成為所使用的環形填料中最為優良的壹種。

4 弧鞍填料

弧鞍填料屬鞍形填料的壹種,其形狀如同馬鞍,壹般采用瓷質材料制成。

弧鞍填料的特點是表面全部敞開,不分內外,液體在表面兩側均勻流動,表面利用率高,流道呈弧形,流動阻力小。

其缺點是易發生套疊,致使壹部分填料表面被重合,使傳質效率降低。弧鞍填料強度較差,容破碎,工業生產中應用不多。

5 矩鞍填料

矩鞍填料將弧鞍填料兩端的弧形面改為矩形面,且兩面大小不等,即成為矩鞍填料。

矩鞍填料堆積時不會套疊,液體分布較均勻。矩鞍填料壹般采用瓷質材料制成,其性能優於拉西環。國內絕大多數應用瓷拉西環的場合,均已被瓷矩鞍填料所取代。

6 金屬環矩鞍填料

環矩鞍填料(國外稱為Intalox)是兼顧環形和鞍形結構特點而設計出的壹種新型填料,該填料壹般以金屬材質制成,故又稱為金屬環矩鞍填料。

環矩鞍填料將環形填料和鞍形填料兩者的優點集於壹體,其綜合性能優於鮑爾環和階梯環,在散裝填料中應用較多。

7 球形填料

球形填料壹般采用塑料註塑而成,其結構有多種。球形填料的特點是球體為空心,可以允許氣體、液體從其內部通過。由於球體結構的對稱性,填料裝填密度均勻,不易產生空穴和架橋,所以氣液分散性能好。球形填料壹般只適用於某些特定的場合,工程上應用較少。

除上述幾種較典型的散裝填料外,不斷有構型獨特的新型填料開發出來,如***軛環填料、海爾環填料、納特環填料等。

8 規整填料

規整填料是按壹定的幾何構形排列,整齊堆砌的填料。規整填料種類很多,根據其幾何結構可分為格柵填料、波紋填料等。

格柵填料

格柵填料是以條狀單元體經壹定規則組合而成的,具有多種結構形式。工業上應用最早的格柵填料為木格柵填料。

應用較為普遍的有格裏奇格柵填料、網孔格柵填料、蜂窩格柵填料等,其中以格裏奇格柵填料最具代表性。 格柵填料的比表面積較低,主要用於要求壓降小、負荷大及防堵等場合。

波紋填料

波紋填料在工業上應用的規整填料絕大部分為波紋填料,它是由許多波紋薄板組成的圓盤狀填料,波紋與塔軸的傾角有30°和45°兩種,組裝時相鄰兩波紋板反向靠疊。各盤填料垂直裝於塔內,相鄰的兩盤填料間交錯90°排列。

波紋填料按結構可分為網波紋填料和板波紋填料兩大類,其材質又有金屬、塑料和陶瓷等之分。

金屬絲網波紋填料是網波紋填料的主要形式,它是由金屬絲網制成的。金屬絲網波紋填料的壓降低,分離效率很高,特別適用於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。盡管其造價高,但因其性能優良仍得到了廣泛的應用。

金屬板波紋填料是板波紋填料的壹種主要形式。該填料的波紋板片上沖壓有許多f5mm左右的小孔,可起到粗分配板片上的液體、加強橫向混合的作用。波紋板片上軋成細小溝紋,可起到細分配板片上的液體、增強表面潤濕性能的作用。金屬孔板波紋填料強度高,耐腐蝕性強,特別適用於大直徑塔及氣液負荷較大的場合。

金屬壓延孔板波紋填料是另壹種有代表性的板波紋填料。它與金屬孔板波紋填料的主要區別在於板片表面不是沖壓孔,而是刺孔,用輾軋方式在板片上輾出很密的孔徑為0.4~0.5mm小刺孔。其分離能力類似於網波紋填料,但抗堵能力比網波紋填料強,並且價格便宜,應用較為廣泛。

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(常用的有125、150、250、350、500、700等幾種)。波紋填料的缺點是不適於處理粘度大、易聚合或有懸浮物的物料,且裝卸、清理困難,造價高。

脈沖填料

脈沖填料是由帶縮頸的中空棱柱形個體,按壹定方式拼裝而成的壹種規整填料。

脈沖填料組裝後,會形成帶縮頸的多孔棱形通道,其縱面流道交替收縮和擴大,氣液兩相通過時產生強烈的湍動。在縮頸段,氣速最高,湍動劇烈,從而強化傳質。在擴大段,氣速減到最小,實現兩相的分離。流道收縮、擴大的交替重復,實現了“脈沖”傳質過程。

脈沖填料的特點是處理量大,壓降小,是真空精餾的理想填料。因其優良的液體分布性能使放大效應減少,故特別適用於大塔徑的場合。

9 四氟填料

聚四氟乙烯閥桿填料是以聚四氟乙烯細粉料為原料,采用全新的工藝加工而成的壹種柔軟制品。白色,連續繩狀,截面呈圓形。它具有高度的柔順性,極好的填充性、自潤滑性、低摩擦系數、耐腐蝕等性能。

優點:

裝填方便快捷。裝填時壹般不必拆卸閥門,只需將繩狀填料繞在閥桿上,推入填料函,上緊函蓋帽,填料即被壓成壹個密實的整體。

密封性能優異。膨脹聚四氟乙烯獨特的微觀結構賦予該產品極佳的柔韌性和模塑性,使它能輕易地將填料函內部空隙,甚至閥桿、函體上的所有凹坑和溝槽填密,這也使腐蝕、磨損的舊閥門避免更換或修理。

使用壽命長。因它長期保持的柔軟塑性,使泄漏缺口隨時被填塞,還因它不被腐蝕,不會老化,可保長期使用。

閥門開閉靈活輕便。因為聚四氟乙烯具有最低的摩擦系數和優異的自潤滑性。

不汙染管道中的流體。因為它潔白幹凈,不會因腐蝕老化而脫落,使它特別適用於醫藥、精細化工、食品等行業。

規格通用性好,減少填料儲存量,節約開支。只需備置幾種粗細規格的閥桿填料,就能滿足大多數閥門之需求。

壹般選用能用手嵌入的最大號這種填料,但較細的'該種填料,也可用於大規格的閥門中,壓緊後,也會塑變成型,得到密實的封填體。

10 塑性填料

塑性填料是經模具壓制成型的填料,使用時不需要像編結填料那樣切斷後盤成環狀,而且是根據軸頸大小制成環形。塑性填料有棉狀和積層兩種形式。

綿狀填料

綿狀填料是把纖維、石墨、雲母、金屬粉(或金屬鱗片)、油脂與彈性粘結劑相混合後,模壓成環形,再在外層編結壹層石棉紗(根據需要也可用金屬絲)。

還有壹種使用方式是將混合物直接放人填料腔,經壓蓋壓緊後直接使用,由於填料沒有固定尺寸,填料裝填不當容易影響密封性能,所以該方法較少使用。

可以根據工作條件調節綿狀填料中各種混合料的種類和配比,例如高壓蒸汽密封加人銅粉、酸性介質密封加人鉛粒或鉛片、軸有振動時可加添較多的彈性良好的粘結劑等。

由於這種填料不含潤滑劑,所以高壓下其體積變化很小,可用於高速泵類和高壓閥門密封。如加人固體潤滑劑,則可以保證良好的自潤滑性能,且結構致密,有助於提高密封性。另外,綿狀填料有塑性流動性,還可以與金屬填料組合使用。