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填料是什么,如何选用?

发布时间:2020-07-21 08:48:06         发布人:填料
一、什么是填料?
   填料泛指被填充于其他物体中的物料。在化学工程中,填料指装于填充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)降低成本的固体物料。在污水处理领域,主要用于接触氧化工艺,微生物会在填料的表面进行累积,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。对于气体吸取、真空蒸馏以及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。
1、塑性填料
   塑性填料是经模具压制成型的填料,使用时不需要像编结填料那样切断后盘成环状,而且是根据轴颈大小制成环形。塑性填料有棉状和积层两种形式。
a.绵状填料
   绵状填料是把纤维、石墨、云母、金属粉(或金属鳞片)、油脂与弹性粘结剂相混合后,模压成环形,再在外层编结一层石棉纱(根据需要也可用金属丝)。
   还有一种使用方式是将混合物直接放人填料腔,经压盖压紧后直接使用,由于填料没有固定尺寸,填料装填不当容易影响密封性能,所以该方法较少使用。
  可以根据工作条件调节绵状填料中各种混合料的种类和配比,例如高压蒸汽密封加人铜粉、酸性介质密封加人铅粒或铅片、轴有振动时可加添较多的弹性良好的粘结剂等。由于这种填料不含润滑剂,所以高压下其体积变化很小,可用于高速泵类和高压阀门密封。如加人固体润滑剂,则可以保证良好的自润滑性能,且结构致密,有助于提高密封性。另外,绵状填料有塑性流动性,还可以与金属填料组合使用。
b.积层填料
   这种填料是在石棉布或帆布的表面上涂敷橡胶,经叠合或者卷绕后热压硫化成型,还可以内夹橡胶芯等软质填料或嵌人弹簧,几种积层填料的结构。积层填料密封性良好,可用于120℃以下的低压蒸汽、水和氨液,主要用作往复运动的轴封和阀杆的密封,无接口的圈装积层填料还可以用作往复泵活塞环。由于积层填料中所含润滑剂不足,使用过程中需添加润滑剂。
填料
2、四氟填料
聚四氟乙烯阀杆填料是以聚四氟乙烯细粉料为原料,采用全新的工艺加工而成的一种柔软制品。
白色,连续绳状,截面呈圆形。它具有高度的柔顺性,极好的填充性、自润滑性、低摩擦系数、耐腐蚀等性能。
优点:
a. 装填方便快捷。装填时一般不必拆卸阀门,只需将绳状填料绕在阀杆上,推入填料函,上紧函盖帽,填料即被压成一个密实的整体。
b. 密封性能优异。膨胀聚四氟乙烯独特的微观结构赋予该产品极佳的柔韧性和模塑性,使它能轻易地将填料函内部空隙,甚至阀杆、函体上的所有凹坑和沟槽填密,这也使腐蚀、磨损的旧阀门避免更换或修理。
c. 使用寿命长。因它长期保持的柔软塑性,使泄漏缺口随时被填塞,还因它不被腐蚀,不会老化,可保长期使用。
d. 阀门开闭灵活轻便。因为聚四氟乙烯具有低的摩擦系数和优异的自润滑性。
e. 不污染管道中的流体。因为它洁白干净,不会因腐蚀老化而脱落,使它特别适用于医药、精细化工、食品等行业。
f. 规格通用性好,减少填料储存量,节约开支。只需备置几种粗细规格的阀杆填料,就能满足大多数阀门之需求。
   一般选用能用手嵌入的最大号这种填料,但较细的'该种填料,也可用于大规格的阀门中,压紧后,也会塑变成型,得到密实的封填体。
二、如何选择填料?
   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工艺的要求,又要使设备投资和操作费用低。
1、填料种类的选择
   考虑分离工艺的要求,通常考虑以下几个方面:传质效率要高一般而言,规整填料的传质效率高于散装填料。
通量要大。在保证具有较高传质效率的前提下,应选择具有较高泛点气速或气相动能因子的填料。
填料层的压降要低。
填料抗污堵性能强,拆装、检修方便。
2、填料材质的选择
填料的材质分为陶瓷、金属和塑料三大类。
a. 陶瓷填料
    陶瓷填料具有很好的耐腐蚀性及耐热性,陶瓷填料价格便宜,具有很好的表面润湿性能,质脆、易碎是其 缺点。在气体吸取、气体洗涤、液体萃取等过程中应用较为普遍。
b. 塑料填料
    塑料填料的材质主要包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)及聚氯乙烯(PVC)等,国内一般多采用聚丙烯材质。塑料填料的耐腐蚀性能较好,可耐一般的无机酸、碱和有机溶剂的腐蚀。其耐温性良好,可长期在100℃以下使用。
    塑料填料质轻、价廉,具有良好的韧性,耐冲击、不易碎,可以制成薄壁结构。它的通量大、压降低,多用于吸取、解吸、萃取、除尘等装置中。塑料填料的缺点是表面润湿性能差,但可通过适当的表面处理来改善其表面润湿性能。
c. 金属填料
金属填料可用多种材质制成,选择时主要考虑腐蚀问题。
碳钢填料造价低,且具有良好的表面润湿性能,对于无腐蚀或低腐蚀性物系应优先考虑使用。
不锈钢填料耐腐蚀性强,一般能耐除Cl- 以外常见物系的腐蚀,但其造价较高,且表面润湿性能较差,在某些特殊场合(如极低喷淋密度下的减压精馏过程),需对其表面进行处理,才能取得良好的使用效果。
钛材、特种合金钢等材质制成的填料造价很高,一般只在某些腐蚀性极强的物系下使用。
   一般来说,金属填料可制成薄壁结构,它的通量大、气体阻力小,且具有很高的抗冲击性能,能在高温、高压、高冲击强度下使用,应用范围广泛。
2、填料规格的选择
   填料规格是指填料的公称尺寸或比表面积。
a. 散装填料规格的选择
   工业塔常用的散装填料主要有DN16、DN25、DN38、DN50、DN76等几种规格。
同类填料,尺寸越小,分离效率越高,但阻力增加,通量减少,填料费用也增加很多。而大尺寸的填料应用于小直径塔中,又会产生液体分布不良及严重的壁流,使塔的分离效率降低。因此,对塔径与填料尺寸的比值要有一规定,一般塔径与填料公称直径的比值D/d应大于8。
b. 规整填料规格的选择
  工业上常用规整填料的型号和规格的表示方法很多,国内习惯用比表面积表示,主要有125、150、250、350、500、700等几种规格。同种类型的规整填料,其比表面积越大,传质效率越高,但阻力增加,通量减少,填料费用也明显增加。
选用时应从分离要求、通量要求、场地条件、物料性质及设备投资、操作费用等方面综合考虑,使所选填料既能满足技术要求,又具有经济合理性。
三、总结:
  选择填料时,对于某种特殊应用,填料标准是根据复合材料所希望达到的性能而定,必须考虑到下述基本原则。
1、填料在加工过程中必须保持其原有结构,并保持惰性、不溶性、热稳定性、不挥发性、无催化活性和低的吸附性。
2、填料必须与基材能够相容,无腐蚀性。
3、容易处理,堆积密度高,水分含量低,低尘,无毒性。
4、必须易得,货源充足,价格适中,质量稳定。
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