煤化工技术专业教学资源库 PAGE 2 煤化工技术专业 教学资源库 教 案 课程名称 化 工 原 理 模块名称 吸收操作技术 知 识 点 填料的作用和种类 编制人员 韩 雅 妮 第70讲 填料的作用和种类 教学目的： ★ 掌握填料的作用 ★ 掌握填料的种类 我们大家都知道一个完整的填料塔由塔体、填料、液体分布装置、填料压紧装置、填料支承装置、液体再分布装置等构成。气液两相在被润湿的填料表明上进行传质，在填料层中，填料和填料之间是有空隙的，填料的内部也是有空隙的，气体由下而上经过这些空隙时，会与填料表面的液膜接触，进行相际传质，由于两相的接触面是铺展在填料表面上的液膜，而且，填料之间的孔隙不仅多而且不规则，气体通过这一些孔隙时达到了很好的湍动，加速了气液两相的传质。所以说，填料是填料塔的核心部分，它为气液两相的接触提供了传质的界面，它是决定填料塔性能的重要的因素。那么怎样判断填料的性能好坏呢？填料又有哪些种类呢？ 对操作影响较大的填料特性 对操作影响较大的填料特性有比表面积、空隙率、填料因子和单位堆积体积的填料数目。 比表面积 单位体积填料层所具有的表面积称为填料的比表面积，以?表示，其单位为m2/m3。显然，填料应具有较大的比表面积，以增大塔内传质面积。同一种类的填料，尺寸越小，则其比表面积越大。 空隙率 单位体积填料层所具有的空隙体积，称为填料的空隙率，以?表示，其单位为m3/m3。填料的空隙率大，气液通过能力大且气体流动阻力小。 填料因子。填料因子表示填料的流体力学性能。当填料被喷淋的液体润湿后，填料表面覆盖了一层液膜，?与?均发生相应的变化，此时?/?3称为湿填料因子，以?表示。?值小则填料层阻力小，发生液泛时的气速提高，亦即流体力学性能好。 单位堆积体积的填料数目 对于同一种填料，单位堆积体积内所含填料的个数是由填料尺寸决定的。填料尺寸减小，填料数目能增加，填料层的比表面积也增大，而空隙率减小，气体阻力亦相应增加，填料造价提高。反之，若填料尺寸过大，在靠近塔壁处，填料层空隙很大，将有大量气体由此短路流过。为控制气流分布不均匀现象，填料尺寸不应大于塔径D的1/10～1/8。此外，从经济、实用及可靠的角度考虑，填料还应具有质量轻、造价低，坚固耐用，不易堵塞，耐腐蚀，有一定的机械强度等特性。各种填料往往不能完全具备上述各种条件，实际应用时，应依详细情况加以选择。 二、填料的种类 填料的种类很多，大致可分为散装填料和整砌填料两大类。散装填料是一粒粒具有一定几何形状和尺寸的颗粒体，一般以散装方式堆积在塔内。依照结构特点的不同，散装填料分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。整砌填料是一种在塔内整齐的有规则排列的填料，根据其几何结构可大致分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等。 无论散装填料还是整砌填料的材质均可用陶瓷、金属和塑料制造。陶瓷填料应用最早，其润湿性能好，但因较厚，空隙小，阻力大，气液分布不均匀导致效率较低，而且易破碎，故仅用于高温、强腐蚀的场合。金属填料强度高，壁薄，空隙率和比表面积大，故性能好。不锈钢较贵，碳钢便宜但抵抗腐蚀能力差，在无腐蚀场合广泛采用。塑料填料价格低，不易破碎，质轻耐蚀，加工方便，但润湿性能差。 填料性能的优劣通常根据效率、通量及压降来衡量。在相同的操作条件下，填料塔内气液分布越均匀，表面润湿性能越优良，则传质效率越高；填料的空隙率越大，结构越开放，则通量越大，压降也越低。

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