在化学工程中,填料指装于水喷淋塔内的惰性固体物料,例如鲍尔环和拉西环等,其作用是增大气-液的接触面,使其相互强烈混合。
在化工产品中,填料又称填充剂,是指用以改善加工性能、制品力学性能并(或)减少相关成本的固体物料。
在污水处理领域,大多数都用在接触氧化工艺,微生物会在填料的表明上进行累积,以增大与污水的表面接触,对污水进行降解处理。
优点:结构相对比较简单、压力降小、易于用耐腐蚀非金属材料制造等。对于气体吸收、真空蒸馏和处理腐蚀性流体的操作,颇为适用。
缺点:当塔颈增大时,引起气液分布不均、接触不良等,造成效率下降,即称为放大效应。同时填料塔还有重量大、造价高、清理检修麻烦、填料损耗大等缺点。
填料的几何特性数据最重要的包含比表面积、空隙率、填料因子等,是评价填料性能的基本参数。
(1)比表面积单位体积填料的填料表面积称为比表面积,以a表示,其单位为m2/m3。填料的比表面积愈大,所提供的气液传质面积愈大。因此,比表面积是评价填料性能优劣的一个重要指标。
(2)空隙率单位体积填料中的空隙体积称为空隙率,以e 表示,其单位为m3/m3,或以%表示。填料的空隙率越大,气体通过的能力越大且压降低。因此,空隙率是评价填料性能优劣的又一重要指标。
(3)填料因子填料的比表面积与空隙率三次方的比值,即a/e 3,称为填料因子,以f表示,其单位为1/m。它表示填料的流体力学性能,f值越小,表明流动阻力越小。
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,表面的润湿性能越好,则传质效率越高;填料的空隙率越大,结构越开敞,则通量越大,压降亦越低。
采用模糊数学方法对九种常用填料的性能进行了评价,丝网波纹填料综合性能最好,拉西环最差。
填料的选择包括确定填料的种类、规格及材质等。所选填料既要满足生产的基本工艺的要求,又要使设备投资和操作费用。
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