填料分类详解：散装填料与规整填料的特点及应用

填料分类详解：散装填料与规整填料的特点及应用

上一篇讲了填料塔，今天给大家讲一下填料。填料的种类很多，那么如何分类呢？

一般来说，填料分为两大类：散状填料和结构化填料。

散装填料

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❖散装填料：安装时以堆积为主，也可整体铺设，具有一定形状结构，颗粒状，又称粒状填料。

❖随机堆叠的缺点：

填料间易产生搭桥，相邻填料表面形成线接触，导致填料层内产生积液、偏流、通道流、束流，造成阻力变大，通量变小。

❖一般来说，散装填料有环形、马鞍形、环马鞍形等类型。

1. 环形填料

① 拉西环

形状为高度等于外径的圆柱体，材质有陶瓷、金属、塑料等，大尺寸拉西环（100mm以上）一般采用堆叠方式填充，小尺寸拉西环（75mm以下）多采用乱堆方式填充。

②θ环、十字环及内螺旋填料

❖θ环与十字环填料：在拉西环上分别增加垂直挡板和十字挡板。其特点是增大了表面积，提高了分散效率，但传质效率没有提高。大尺寸十字环填料多装填在填料支撑上，作为散装散装填料的过渡支撑。

❖内螺旋环填料：在拉西环内部增加螺旋挡板，螺旋环填料体积较大，一般采用整块方式填料。

2.开孔环填料

环形填料的环壁上开设有孔，使断窗的孔壁形成向内弯曲的、具有一定曲率的舌片，指向环的中心。

开孔环形填料不仅充分利用了环形填料的表面，而且增加了许多窗孔，大大改善了气液两相物料通过填料层的流动条件，增加了气体通量，降低了气相阻力，增加了填料层的润湿表面，提高了填料层的传质效率。

① 球环

环的侧壁上开设一层或两层矩形小孔，小孔的基体材料不与侧壁脱离而是形成向内弯曲的叶片，上下层矩形小孔相互交错排列。

虽然同样尺寸的球环和拉西环的比表面积和孔隙率是一样的，但是球环侧壁上的小孔可以让气体和液体流通，使得环的内壁表面得到充分利用。

与拉西环相比，鲍尔环不仅具有更大的生产能力和更低的压降，而且具有更高的分离效率和大大减少的沟流。

球环填料以其优异的性能受到工业界的重视，应用十分广泛。它可以由陶瓷、金属或塑料制成。

②阶梯环填料

阶梯环填料的结构与球环填料相似，环壁上有矩形孔，环内装有两层呈45度交错排列的十字形叶片，环的高度为直径的一半，环的一端为钟形法兰。

此结构在球环填料的基础上提高了阶梯环填料的性能，其生产能力可提高10%左右，压降可降低25%，另外由于填料间多点接触，床层均匀，较好地避免了沟流现象。

阶梯环一般由塑料和金属制成，由于其性能优于其他侧壁有孔的填料，因此被广泛使用。

3. 马鞍填料

鞍形填料形似马鞍，其特点是：液相通道呈弧形，孔隙较环形填料连续，气体主要沿弧形通道向上流动，改善了气液流动条件。

① 弧鞍形填料

表面全展开、形状为马鞍形的陶瓷填料（马鞍填料）。弧形马鞍填料在塔内相互搭接，形成弧形气道。

弧形鞍形填料孔隙率大，气阻小，液体分布性能好，填料性能比拉西环好，但相邻填料易相互重叠，降低填料有效表面，影响传质速率。

② 矩形鞍形填料

两端呈矩形，填料两侧尺寸不等，克服了重叠弧形鞍形填料的缺点，提高了填料的均匀性，液体分布均匀，提高了气液传质速率。陶瓷矩形鞍形填料是目前应用最为广泛的陶瓷填料类型。

规整填料

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规整填料：一般采用波纹金属网或多孔板相互重叠而成，使用时叠成圆筒状整体置于塔内，或按填料塔的结构尺寸分成块组装成圆筒状安装于塔内。

规整填料间隙大，生产能力大，压降小。流道规则，只要液体最初分布均匀，在整个塔内也会均匀分布。因此，规整填料几乎没有放大效应，通常传质效率很高。但其价格昂贵，易堵塞，清洗困难，所以工业上一般用于难分离或分离要求高的场合。

1. 瓦楞填料

波纹填料是由许多层波纹片组成，每片波纹片的高度相同，但长度不同，组合成圆盘状。填料波纹与水平方向成45°倾斜，相邻两片波纹片反向搭接，使波纹相互垂直。圆盘填料块水平放置在塔内，相邻两片圆盘的波纹片相互成90°角。

波纹填料按波纹片材质及形状不同，分为板波纹填料和网波纹填料。

波纹填料可用陶瓷、塑料、金属、玻璃纤维等制成，该填料孔隙率大，阻力小，流体通量大，效率高，制造容易，价格便宜，正向通用化、大型化方向发展。

2. 网格填充

它由条状单元按一定规则组合而成，其结构随条状单元形式和组合规则不同而变化，结构形式多样，特点是比表面积小，主要用于低压降、高负荷、防堵塞场合。

填料性能

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填料的性能通常根据三个因素来衡量：效率、通量和压降。

在相同条件下，比表面积越大，气液分布越均匀，表面润湿性能越好，传质效率越高；孔隙率越大，通量越大，压降越低；丝网波纹填料的综合性能最好，拉西环最差。