VOCs廢氣（qì）處理（lǐ）洗滌塔中（zhōng）填料的特點及選用（yòng）

在很多VOCs廢氣治理項（xiàng）目中，洗滌塔是常見的廢氣（qì）處理設備，但（dàn）洗滌塔內如何根據VOCs成分及風量進行合理（lǐ）設計？這裏涉及眾多化工知識（shí），例如需要如何涉及塔高，直徑，確定風速，確定洗滌液的循環量等等（děng）問題。甚至，如（rú）果該洗滌塔為填料塔（tǎ），填料層如何設計，填料的選型該（gāi）最終（zhōng）如何確定。

一、填料的定義

填料泛指被填充於其他物體中的物料。

在化學工程中，填料指裝於填（tián）充塔內的惰性固體物料，例如鮑爾環和拉西環（huán）等，其作用是增大氣-液的接觸麵，使其相互強烈混合。

在化（huà）工產品中，填料又稱填充劑，是指用以改善（shàn）加工（gōng）性能、製品力學性能並(或)降低成本的固體物（wù）料。

在汙水處理領域，主要用於接觸氧化工藝，微生物會在填料的表麵進行累積（jī），以增大（dà）與汙水（shuǐ）的表麵接觸，對汙水（shuǐ）進行降解（jiě）處理。

優點：結構簡單、壓力降小、易（yì）於用（yòng）耐腐蝕非金屬材料製造等。對於氣體吸收、真空蒸餾以及處理腐蝕性流（liú）體（tǐ）的操作，頗為適用。

缺點：當塔頸增大時，引起氣液分布（bù）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（chóng）量大、造價（jià）高（gāo）、清理檢修麻（má）煩（fán）、填料損（sǔn）耗大等缺點。

二、填料選用準則

填料的幾何（hé）特性數據主要包括比表麵（miàn）積、空隙率、填料因子等，是評價填料性能的基本參數。

(1)比表麵積單位體積填料的（de）填（tián）料表麵積稱為（wéi）比表麵積，以a表示，其單位為m2/m3。填料的比表麵積愈大，所提供的氣液傳質麵積愈大（dà）。因此，比表麵積是評（píng）價填料（liào）性能優劣的一個重要指標。

(2)空隙率單位體積填（tián）料中的空隙體積稱為空隙率，以e 表示，其單位為m3/m3，或以%表示。填料的空隙率越大，氣（qì）體通過的能力越大且壓降低。因此，空隙率（lǜ）是評價填（tián）料性能優劣的又（yòu）一重要指標（biāo）。

(3)填料因子填料的比表麵積（jī）與空隙率三次方的比值，即a/e 3，稱為填料因（yīn）子，以f表示，其單（dān）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）越小。

填料性能優劣主要取決於：

有（yǒu）較大的比表麵積(m2/m3填料層)

液體在（zài）填料表麵有較好的均勻分布性（xìng）能

氣流能在填（tián）料層中均勻分布

調料（liào）具有較大的空（kōng）隙率(m3/m3填料層)。

在相同的（de）操作條件下（xià），填（tián）料的（de）比表麵積越大，氣液分（fèn）布越均勻，表麵的潤（rùn）濕性能越好，則傳質效率越高;填料的空隙（xì）率越大，結構越開敞，則通量越大（dà），壓降亦（yì）越低。

采用模糊數學（xué）方法對（duì）九種常用填料的（de）性能進行了評價，絲網（wǎng）波紋填料綜合（hé）性能最好，拉西環最差。

填（tián）料的選擇包括確定填料的種類、規格及材質等。所選填料（liào）既要（yào）滿足生產工藝的要求，又要使設備投資和操作費用（yòng）最低。

1.填料種類的選擇

填（tián）料種類的（de）選擇（zé）要考慮分（fèn）離工（gōng）藝（yì）的要求,通常考慮以下幾個方麵：

1)傳質效率（lǜ）要（yào）高。一般而言（yán），規整填料的（de）傳質效率高於散裝填料。

2)通（tōng）量要大。在保證具有較高傳質效率的前提下，應選擇具有較高泛點氣速或氣相動能因子的填（tián）料。

3)填料層的（de）壓（yā）降要低（dī）。

4)填料抗（kàng）汙堵性能強，拆裝、檢修（xiū）方便。

2.填料規格的（de）選擇

填料規格是指填（tián）料的公（gōng）稱尺（chǐ）寸或比表麵積。

(1)散裝填料規格的（de）選擇（zé）

工業塔常用的散裝填料主（zhǔ）要有DN16、DN25、DN38、DN50、DN76等（děng）幾種規格。

同類填料，尺寸越小（xiǎo），分離（lí）效（xiào）率越高（gāo），但阻力增加，通量減少（shǎo），填料費用也增加很多。而大尺寸的填料應用（yòng）於小直徑塔中，又（yòu）會（huì）產生液體分布不良及嚴重的壁流，使塔的分離效率降低。

因此（cǐ），對塔徑與填料尺寸的比值要有一規定，一般（bān）塔徑與填料公稱直徑的比（bǐ）值（zhí）D/d應大於（yú）8。

(2)規整填料規格的選（xuǎn）擇

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

同種類型的規整（zhěng）填料，其比表麵積越大，傳質效率越高，但阻力增加，通量減少，填料費用（yòng）也明顯增加。

選用時應從分離（lí）要求（qiú）、通量要求、場地條件、物料性質及設備（bèi）投資（zī）、操作（zuò）費用等方麵綜合考慮，使（shǐ）所選填料既能滿（mǎn）足技（jì）術（shù）要求（qiú），又具有經濟合理性。

3.填料材質的選擇

填料的材（cái）質分（fèn）為陶瓷、金屬和塑料三大類。

(1)陶瓷填料（liào）

陶瓷填料具（jù）有很好的耐腐蝕性及（jí）耐熱性，陶瓷填料價格便（biàn）宜，具有很好的表麵潤濕性能，質脆、易碎是其 最大缺點。在（zài）氣（qì）體吸收、氣體洗滌、液體（tǐ）萃取等過（guò）程中應用較為普遍。

(2)塑料填料

塑料填（tián）料的材質主（zhǔ）要包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)及聚（jù）氯乙烯(PVC)等，國內一般多采（cǎi）用聚丙烯材質。塑（sù）料填料的耐腐蝕性（xìng）能較好，可耐一般的無機酸、堿和有機溶劑的腐蝕。其耐溫（wēn）性良好，可長（zhǎng）期在100℃以下使用。

塑料（liào）填料質（zhì）輕（qīng）、價廉，具有良好的韌性（xìng），耐衝擊、不易碎，可（kě）以製成薄壁結構。它的通量大、壓降低，多用於吸收、解吸、萃取、除塵等（děng）裝置中。

塑料填料的缺點是表麵潤濕性能（néng）差，但可通過適當（dāng）的表麵處理來改善其表麵潤濕性能。

(3)金屬填料

金屬填料可用多種材質製成，選擇時主要考慮腐蝕問題。

碳鋼填（tián）料造價低（dī），且具有（yǒu）良好的表麵潤濕性能（néng），對於無腐蝕或低腐蝕性物係應優先考慮使用。

不鏽鋼填料耐腐蝕性強，一般能耐除Cl- 以外常見物係的腐蝕，但其造價較高，且表麵潤濕性能較差，在某些特殊（shū）場（chǎng）合（hé）(如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、特種合金鋼等材質製成（chéng）的填料造（zào）價（jià）很高，一般隻在某些腐蝕性極（jí）強的物係下使用。

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

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