有（yǒu）機廢氣處理設備 洗滌（dí）塔（tǎ）中常見的填料

在很多VOCs廢氣治理項目中，洗滌塔是常見（jiàn）的預處理/治理設備，但洗滌塔（tǎ）內如何根據VOCs成分及風量（liàng）進行（háng）合理設計？這裏涉及眾多化工知識，例如需要如何涉（shè）及塔高，直徑，確定（dìng）風速（sù），確定洗滌液的循環量（liàng）等等問題。甚至，如果該洗滌塔為填料塔（tǎ），填料層如何設計，填料的選型（xíng）該最終（zhōng）如何確定。今（jīn）天，芭乐视频APP污先來看看用於VOCs廢氣治理（lǐ）中，洗滌塔中的填料種類及對應的特點。

一、填料的定義

填料泛指被（bèi）填充於其他物體中（zhōng）的物料（liào）。

在化（huà）學工程中，填（tián）料指裝於（yú）填充塔內的惰性固體（tǐ）物料，例如鮑爾環和拉西（xī）環等（děng），其作用是增大氣-液的接（jiē）觸麵，使其相互強烈混合。

在化工產品（pǐn）中，填料又稱填充劑，是指用以改善加工性能、製品力學性能並(或)降低成（chéng）本的固體（tǐ）物料。

在汙水處理領域（yù），主要用於接觸氧化工藝，微生物會在填料的（de）表麵進（jìn）行累積，以（yǐ）增大與汙水的表麵接觸，對汙水進行降解處理。

優點（diǎn）：結構簡單、壓（yā）力降小、易於用（yòng）耐腐蝕非金屬材料製造等。對於（yú）氣體吸（xī）收、真空蒸餾以及處理腐蝕（shí）性流體的操作，頗為適用。

缺點：當塔頸增大時，引起氣液分（fèn）布不均、接觸不良等，造成效率下降，即稱為放大效應。同時填料塔還有重量（liàng）大、造價高、清（qīng）理檢修麻煩、填料損耗（hào）大（dà）等缺點。

二、填料選用準則（zé）

填料的幾（jǐ）何特（tè）性數據主要包括（kuò）比表麵積、空隙率、填料因子等，是評（píng）價填料（liào）性能的基本參數。

(1)比表麵（miàn）積單位體積填料的填料表麵積稱為比表麵積，以a表示，其單位為（wéi）m2/m3。填料的比表麵積（jī）愈大，所（suǒ）提供的氣液傳質麵積愈大。因此，比表麵積是評價填料性能優劣的一個重要指標。

(2)空隙率單位體積填料中的空隙體積稱（chēng）為空隙率（lǜ），以e 表示，其單位為m3/m3，或（huò）以%表示。填料的（de）空隙率越大，氣體通過的能（néng）力越大且壓降（jiàng）低。因此，空（kōng）隙率是評價填料（liào）性能優劣的又一重要指標。

(3)填料因子填料的比表麵（miàn）積與空隙率三次（cì）方的比值，即a/e 3，稱為填料因子，以（yǐ）f表示，其單位為1/m。它表示填料的流體力學性能，f值越小，表明流動阻力（lì）越（yuè）小。

填料性（xìng）能優劣主要取決於：

有較大的比表麵積(m2/m3填料層)

液體在填料表麵有（yǒu）較好的均勻分布性能

氣（qì）流能在填料層中均勻分布

調料具有較大的空隙率(m3/m3填（tián）料層)。

在相同（tóng）的（de）操（cāo）作條件下，填料的比表麵積越大，氣液分布越均勻，表麵的（de）潤濕性能（néng）越好，則傳質效率（lǜ）越高;填料（liào）的空隙率越大，結構越（yuè）開敞，則通量越大，壓（yā）降亦越低。

采用模糊數學方法對九種常用填料的性能進行（háng）了（le）評價，絲網波紋填料綜合性能（néng）最好（hǎo），拉西環最差（chà）。

填（tián）料（liào）的（de）選擇包（bāo）括確定填料的種類、規格及材質等。所（suǒ）選填料既要滿足生產工藝的要求，又（yòu）要使設備投（tóu）資和操作費用最低。

1. 填料種類的選擇

填料種類的（de）選擇要考（kǎo）慮分離工藝的要求,通常考慮以下幾個方麵：

1)傳質效率要高。一般而言，規整填料的傳質效率高於（yú）散裝填料。

2)通（tōng）量要大（dà）。在保證具有較高傳質（zhì）效率的前提下，應選擇具有較高泛點氣（qì）速或（huò）氣相動能因子的填料。

3)填料層的壓降（jiàng）要低。

4)填料抗汙堵性能強（qiáng），拆裝、檢修方便。

2.填料規格的選（xuǎn）擇

填（tián）料規格是指填料的公稱尺（chǐ）寸或比表麵積（jī）。

(1)散裝填料規格的（de）選擇

工業塔（tǎ）常用的散裝（zhuāng）填（tián）料主要有DN16、DN25、DN38、DN50、DN76等幾種規格。

同類（lèi）填料，尺（chǐ）寸越小，分離效率越高，但阻力增加，通量減少，填料費用也增加（jiā）很（hěn）多。而大尺寸的填料應用於小直徑塔中，又會產生液體分布不良及嚴重的壁流（liú），使塔的分離效率降低（dī）。

因此，對（duì）塔徑與填料尺寸的比值要有一規定，一般塔（tǎ）徑與填（tián）料公稱直（zhí）徑的比值D/d應大於8。

(2)規整填（tián）料規格的選擇

工業上常用規整填料的型號和規格的表示方法很多，國內（nèi）習慣用比（bǐ）表麵積表示，主要有125、150、250、350、500、700等幾種規格（gé）。

同種類型的規整填料，其比表麵積越大，傳質效率越高，但阻力增加，通量減（jiǎn）少，填（tián）料（liào）費用也（yě）明顯增加。

選用時應從分離（lí）要求、通（tōng）量要求、場地條件、物料（liào）性（xìng）質及（jí）設備投資、操作費用等方麵綜合考慮，使所選填（tián）料既（jì）能滿足技（jì）術要求，又具有經濟合理性。

3.填料材質的（de）選擇

填料的（de）材（cái）質分為陶瓷、金屬和塑料三大類。

(1)陶瓷填料

陶瓷填料具有很好的耐腐蝕性及耐（nài）熱（rè）性，陶瓷填料價格便宜，具（jù）有很好的表麵潤濕性能，質脆、易碎是其 最大缺點。在氣體吸收、氣（qì）體（tǐ）洗滌、液體萃取等過程中應（yīng）用較為普遍。

(2)塑（sù）料填料

塑料填料的材（cái）質主要包括聚（jù）丙烯(PP)、聚乙烯(PE)及聚氯乙烯(PVC)等，國（guó）內一般多采用聚丙烯材質。塑料填料的耐腐蝕性能較好，可耐一般（bān）的無機酸、堿和有機溶劑（jì）的腐蝕。其耐溫性（xìng）良（liáng）好，可長期在100℃以下使用。

塑料填料質輕、價廉，具有良好的韌性，耐衝擊、不易碎，可以製成薄壁結（jié）構。它的通量大、壓降（jiàng）低，多用於吸收、解吸（xī）、萃取、除塵（chén）等裝置中。

塑料填料的（de）缺點是表麵潤濕性能差，但可通過適當的表麵處理來改（gǎi）善其表麵潤濕性能。

(3)金屬填料（liào）

金屬填料（liào）可用多種材質製成，選（xuǎn）擇時（shí）主要考慮腐蝕問題。

碳鋼填料造（zào）價低，且具有（yǒu）良（liáng）好的表麵（miàn）潤濕性能，對於無腐蝕或低（dī）腐蝕性物係應優先考慮使用。

不鏽鋼（gāng）填料耐腐蝕性強，一般能耐除Cl- 以外常見物係的腐蝕，但其造價較高（gāo），且表麵潤（rùn）濕性能較差，在某些特殊場合（hé）(如（rú）極低噴淋密度下的減壓精餾過程)，需對其表麵進行處理，才能取得良好的使用效果。

鈦材、特種合（hé）金鋼等材質製成的填料造價很高，一般隻（zhī）在某些腐蝕性極強（qiáng）的物係下使用。

一般來說，金屬填料可製成薄壁（bì）結構，它的通量大、氣體阻力小，且具有很高的抗衝擊性能，能在高溫、高壓、高衝擊強度下使用，應用範圍（wéi）最為廣泛。

三、填料的種（zhǒng）類

1.拉（lā）西環填料

拉西環（huán）填料於1914年由拉西(F. Rashching)發明，為（wéi）外徑與高度相等的圓環（huán）。拉（lā）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（zài）拉西環（huán）的側壁上開出兩排長方形的窗孔，被切開的環壁的一側仍與壁麵相連，另一側向環內彎曲，形成內伸（shēn）的舌葉，諸（zhū）舌（shé）葉的側邊在環中心相搭。

鮑爾環由於環壁開孔，大大提高（gāo）了環內空間及環內表麵的利用率，氣流阻力小，液體分布均勻。與拉西環相比，鮑（bào）爾（ěr）環（huán）的（de）氣體通量可（kě）增加50%以上，傳質效率提高30%左右。鮑爾環是一種應用較廣的（de）填料（liào）。

3.階梯環填料

階梯環填料是對鮑爾環的（de）改進，與鮑爾環相比，階梯環高度減少了一半並在一端增加了一個錐（zhuī）形翻（fān）邊。

由於高徑比減少（shǎo），使得氣（qì）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（fān）邊不僅（jǐn）增加了填料的機械強度，而且使填料（liào）之間由線接（jiē）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麵流動的匯（huì）集分散點，可以促進液膜的表麵更新，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（shǐ）用的環形填料中最為優良的一種。

4.弧鞍填料

弧（hú）鞍填料屬鞍形填料的一種，其形狀如同馬鞍，一般采用瓷質材料製成。

弧鞍填料的特點是表麵全部敞開，不分內外，液體在表麵兩側均（jun1）勻流（liú）動，表麵利用率高，流道呈弧形，流動阻力（lì）小。

其缺點是（shì）易發生套疊，致使一部分填料表麵被重合，使傳質效率降低。弧鞍填料（liào）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麵改為矩形麵，且兩麵大小不等，即成為矩鞍填料。

矩鞍填料堆積時不會套疊，液體（tǐ）分（fèn）布（bù）較均（jun1）勻。矩鞍填料一般采用瓷質材料製成，其（qí）性能優於拉西環。國（guó）內絕大多數應用（yòng）瓷拉西環的場（chǎng）合，均已被瓷矩鞍填（tián）料所取代。

6.金屬環矩鞍填料

環（huán）矩鞍填（tián）料(國外稱為Intalox)是兼顧環形和鞍形結構特點而（ér）設計（jì）出的一種新型（xíng）填料，該填料一般以金（jīn）屬材（cái）質製成，故又稱為金屬環矩鞍填料（liào）。

環矩（jǔ）鞍填料（liào）將環形填料（liào）和鞍形填料兩者的優點集於一體，其綜合性能優於鮑（bào）爾環和階梯環，在散裝填料中（zhōng）應用較多。

7.球形（xíng）填料

球形填料一般采（cǎi）用塑料注塑而成，其結構有多種。球形填料（liào）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（duì）稱性（xìng），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。球形填料一般隻適用於某些特（tè）定的場合，工（gōng）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，如共軛環填料、海爾環填料、納特環填料等。

8.規整填料

規（guī）整填料（liào）是按一定的幾何（hé）構形排列，整齊堆砌的填料（liào）。規整填料種類很多，根據其幾何結構可分為格柵填料、波紋（wén）填料等。

9.格柵填料

格柵填料是以條狀單元體經一定規（guī）則組合而成的，具有多種結構形式。工業上應（yīng）用（yòng）最早的格柵（shān）填料為木格柵（shān）填料。

應用較為普遍的有格裏（lǐ）奇格柵（shān）填料、網孔格柵填料（liào）、蜂窩格柵填料等，其中（zhōng）以格裏奇格柵填（tián）料最具代表（biǎo）性。 格柵填料的比表麵積（jī）較低，主要（yào）用於要求壓降小、負荷大及防堵等場合。

10.波紋（wén）填料

波紋填料在工業上應（yīng）用的規整填料絕大部分為波紋填料，它是由許多（duō）波紋薄板組成的（de）圓（yuán）盤狀填（tián）料，波紋與塔（tǎ）軸的傾角有30°和45°兩種，組裝時相鄰兩波（bō）紋板（bǎn）反向（xiàng）靠疊。各盤填料垂直裝於塔內，相鄰（lín）的兩（liǎng）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（hé）板（bǎn）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（wén）填（tián）料是網波紋填料的主要形式，它是由金屬絲網製成（chéng）的。金（jīn）屬絲網波紋填料的壓降低，分（fèn）離效率很高，特別適用於精密精餾及真空精餾裝（zhuāng）置，為難（nán）分離物係、熱敏性物係的精餾提供了有效的手段（duàn）。盡管其造價高，但因其性（xìng）能優良仍得到了廣（guǎng）泛（fàn）的應用。

金屬板波紋填料是板波紋填料的一種主要形式。該填料的波紋板片上衝壓有許多f5mm左右的小（xiǎo）孔，可起到粗分配板片上的液（yè）體、加強橫向混合的作用。波紋板片上軋成細（xì）小溝紋，可起到細分配板片上（shàng）的液體（tǐ）、增強表麵潤（rùn）濕性能的作用。金屬孔板波紋填料強度高，耐腐蝕性強，特（tè）別適用（yòng）於大（dà）直（zhí）徑塔及氣液負荷較大的（de）場（chǎng）合。

金屬壓延孔板（bǎn）波紋填料是（shì）另一種有代表性的（de）板波紋填（tián）料（liào）。它與金（jīn）屬孔板波紋（wén）填料（liào）的主要區（qū）別在於板片表麵不是衝壓孔（kǒng），而是刺孔，用輾軋方式在板片上輾（niǎn）出很密的孔徑為0.4～0.5mm小刺孔。其分（fèn）離能力類似（sì）於網波紋填料，但抗堵能力比網波紋填料強（qiáng），並（bìng）且價格便宜，應用較為廣泛。

昆山源和環保科技（jì）有限公司是一家集（jí）技術研發、工程設計（jì）、設備製造、工程施工、售後服務（wù）於一體的（de）環保（bǎo）公司，專業從事廢氣汙染治理的高科技企業。公司（sī）的環保設備（bèi）有廢氣淨化塔滌設備、粉塵集塵設備、活（huó）性炭（tàn）吸附設備、靜電油煙機、RTO（儲（chǔ）熱式熱（rè）力焚化爐）、NMP回收裝置（zhì）、廢氣處理配套設備FRP、PP風機、風管配置（FRP、PP、PVC、鐵件、SUS304）等，廣泛用於食品、化工、塑膠、電子（zǐ）、汽車（chē）噴塗、模（mó）具、木業、冶金、發電廠、太陽能、合金打（dǎ）磨等行業。