填料是填料塔中不可缺少的一部分,填料可分为散装填料和规整填料。
散装填料指填料的安装以填料乱堆为主,该类填料是具有一定外型结构的颗粒体。
根据填料的形状,此类填料可分为许多类,同一类型的填料按其特殊部位,尺寸的差别分为不同的规格。
环形填料
一、拉西环型填料
1、拉西环
拉西环是最早开发的一种散装填料。它是高与直径相等的圆环,最早采用陶瓷烧制而成,后来也使用金属和其他非金属材料制造。
2、拉西环填料的衍生型
(1)勒辛环填料
勒辛环填料是在拉西环中间增加一竖直隔板而成,由结构可知:相比拉西环,其比表面更大,但压降比一般填料高。
(2)十字环填料
十字环填料也是基于增加填料的比表面以强化传质效率而开发出来的,其结构是在拉西环基础上增设十字隔板。
(3)内螺旋环填料
内螺旋环填料是在拉西环中增设螺旋隔板而成,可分为单螺旋、双螺旋和三螺旋。
二、开孔环型填料
1、鲍尔环填料
鲍尔环填料是一种高径相等的开孔环形填料,每层窗孔有5个舌叶,每个舌叶内弯指向环心,上下两层窗孔的位置相反错开,一般开孔面积约占环壁面积的30%左右。
2、改进鲍尔环填料
在对鲍尔环填料进行改进的基础上曾开发了一种与鲍尔环填料形状极其相近的改进鲍尔环填料。由于壁上增加了三层凸筋作为环的加强筋,所以可采用更薄的金属板压制而成。
3、短开孔环型填料
采用更小的高径比的短开孔环型填料较其他填料具有更好的流体力学性能和传质性能,因此得到较快的发展。
已开发了阶梯环、短阶梯环、扁环等短开孔环型填料,它们具有通量大,压降小、效率高、操作弹性大、抗污堵性能好以及喷淋密度小等特点。
(1)阶梯环填料
在众多环型填料的开发中,以阶梯环填料的形状变化最大。
由于阶梯环填料的高度较鲍尔环填料降低近1/2~1/3,使得气体绕填料外壁流过的平均路径较鲍尔环填料大大缩短,从而减小了气体通过填料层的压降。
(2)短阶梯环填料
国内开发了塑料材质的短阶梯环填料,此种填料的高径比为1/3,因高径比进一步变小,使得利用内表面更加充分。
(3)扁环填料
扁环填料是国内开发的一种特别适用于液液萃取过程的新型填料,它属于短开孔环型填料,简称为QH-1型或SMR。
鞍形填料
一、弧鞍型填料
弧鞍型填料最初选用选用瓷质材料采用冲模或注模加工而成,目前很少用于工业过程。
二、矩鞍型填料
矩鞍填料主要采用瓷质材料制造,它与弧鞍填料的最大区别是两端是矩形,而非弧形。
瓷质矩鞍填料是目前应用较多的一种瓷质填料。
环鞍形填料
环鞍型填料是环形填料与鞍形填料的结合体,环鞍型填料成功地将开孔环形填料及鞍形填料的优点结合在一起。
一、金属环矩鞍填料
金属环矩鞍填料是介于开孔环形填料与鞍形填料之间的一种新型散装填料。
金属环矩鞍填料鞍形两侧的翻边结构增加了填料的机械强度与刚度,同时,由冲压制成的环形圈也对填料起了加强筋的作用。环矩鞍填料的鞍形结构使之较矩鞍和鲍尔环填料有更高的强度。
二、纳特环填料
纳特环填料是一种形似环与鞍的填料,采用薄板冲压制成侧壁开孔的环鞍型填料,在鞍的背部有一个开有数个圆孔的凸缘加强筋,在筋的两侧有两个与鞍反向的半圆环,半圆环的直径一大一小,在鞍的两个侧面各有一个翻边。
纳特环填料具有压降低、通量大、效率高等优点。
三、共轭环填料
共轭环填料是华南理工大学研制开发的一种新型散装填料,这种填料吸收了鞍形填料和环形填料的优点,且结构更加紧凑对称。
共轭环特有的内肋呈共轭形状、对称性较高的特点,使得共轭环具有压降小、气液接触表面积大、流体力学和传质性能优良等优点。
四、半环填料
半环填料是环矩鞍填料的另一种形式,从外形上看极像沿轴向刨开的半个鲍尔环。
半环填料的主体结构为半个开孔圆环,如同一个鞍拱,该结构使填料层的气液通道较鞍形填料大大增大,不仅可以改善气液体的分布和流动状况,而且降低了气体通过填料层的阻力。
其他散装填料
一、球形填料
球形填料主要采用塑料材质,注塑成空心球体的形状。
(1)多面球填料
多面球填料是由两个半球合成一个球形,每个半球由若干个半扇形叶片组成,而两个半球的扇形叶片又相互错开,具有比表面积大的优点。
(2)TRI球形填料
TRI球形填料是由Jeager TRI公司开发制造出来的,它的特点在于填料的本体没有一个大的表面,而是由许多格栅状的枝条棒连接组合成为一个空心球体,不但填料空隙率高,且各个方向的自由截面积都很大。
二、花环填料
花环填料有塑料花环填料和金属花环填料之分。
塑料花环填料最早由美国研发出来,常称之为泰勒花环,形如椭球的填料由许多圆环绕结而成。
三、麦勒环填料
麦勒环填料是类似花环形状的金属填料,在国外已经出现。
四、海尔环填料
海尔环填料是用聚丙烯注塑而成的一种新型开孔填料,最早由国外开发出来。我国受国外产品的启发,成功开发出国产海尔环填料(如下图)。
五、实验室用小型填料