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废气洗涤塔中常见填料种类特点及选择
VOCS废气治理
2019-05-31 02:56
在很多VOCs废弃治理项目中，洗涤塔是常见的预处理/治理设备，但洗涤塔内如何根据VOCs成分及风量进行合理设计？这里涉及众多化工知识，例如需要如何涉及塔高，直径，确定风速，确定洗涤液的循环量等等问题。甚至，如果该洗涤塔为填料塔，填料层如何设计，填料的选型该最终如何确定。今天，我们先来看看用于VOCs废气治理中，洗涤塔中的填料种类及对应的特点。
1填料的定义
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。
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。对于气体吸收、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。
2填料选用准则
填料的几何特性数据主要包括比表面积、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。
填料性能优劣主要取决于：
有较大的比表面积(m2/m3填料层)
液体在填料表面有较好的均匀分布性能
气流能在填料层中均匀分布
调料具有较大的空隙率(m3/m3填料层)。
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工艺的要求，又要使设备投资和操作费用最低。
填料种类的选择
填料种类的选择要考虑分离工艺的要求,通常考虑以下几个方面：
1)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。
2)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。
3)填料层的压降要低。
4)填料抗污堵性能强，拆装、检修方便。
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。
(1)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。
(2)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。
