VOCs廢氣（qì）處理洗滌（dí）塔中填料（liào）的特（tè）點及選用

在很多VOCs廢氣治理項目中，洗（xǐ）滌塔是常見（jiàn）的廢氣處理設備，但洗滌塔內如何根據VOCs成分及風量進行合理設計？這裏涉及眾多化工知識，例如（rú）需要如何涉（shè）及塔高，直徑，確定風速，確定洗滌液的循環（huán）量等等問題。甚至（zhì），如果該洗滌塔為（wéi）填料塔，填料層如何設計，填料的選型該最（zuì）終如何確定。

一、填料（liào）的定義

填料泛指被填充（chōng）於其他物體中的物料（liào）。

在（zài）化（huà）學工（gōng）程中，填料指裝於填充塔內的惰性固（gù）體物料，例如鮑（bào）爾環和拉西環等，其作（zuò）用是增大氣（qì）-液的接觸麵（miàn），使（shǐ）其相互強烈混合（hé）。

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

在汙水處理領域，主要用於接觸氧（yǎng）化工藝，微生物（wù）會（huì）在填料（liào）的表麵進行累積，以增（zēng）大（dà）與汙水的表（biǎo）麵接觸，對汙水進行降解處理。

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

缺（quē）點：當塔頸（jǐng）增大時，引起（qǐ）氣液分布不均、接觸不良等，造成效率下降，即稱為放大效應。同時（shí）填料塔還有重量大、造價高、清理檢修麻煩、填料損耗大（dà）等缺點。

二（èr）、填料選用準則

填（tián）料的（de）幾何特性數據主要包括比表麵積、空隙（xì）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填料表麵積稱為比表麵積，以a表示，其單位為m2/m3。填料（liào）的比表麵積愈大，所（suǒ）提供的氣液傳質麵積愈大。因此（cǐ），比表麵積（jī）是評價填料性能優劣的一（yī）個重要指標。

(2)空隙率單位體積填料中的（de）空隙體積稱為空（kōng）隙率，以（yǐ）e 表示，其（qí）單位為m3/m3，或以%表示。填料（liào）的空隙率越大，氣體通過的能力越大且（qiě）壓降低。因此，空隙率是評價填料性能優劣的又一（yī）重要指標。

(3)填料因子填料的比（bǐ）表麵積與空隙率三次方的比值，即a/e 3，稱為填料因子，以f表示，其單位（wèi）為（wéi）1/m。它表示填料的流體（tǐ）力學性能，f值越小，表明（míng）流動阻力越小。

填料性能優劣主要取決於：

有較（jiào）大的（de）比表麵積(m2/m3填料層)

液體在（zài）填料表麵有較好的（de）均勻（yún）分布性能

氣流能在填料（liào）層中均勻分布

調料具有較大的空（kōng）隙率(m3/m3填料層)。

在相同的操作條件下，填料的比表麵積越大，氣液分布越均勻，表麵的潤濕性能越好，則傳質效率越高;填料的空隙率越大，結構（gòu）越開敞，則通量越大，壓降亦（yì）越低。

采用模糊數學方（fāng）法對九種常用填料的性能進行了評價，絲網波紋填料綜合性（xìng）能最好，拉西環（huán）最差（chà）。

填料的選擇包括確定填料的種類、規格及材質（zhì）等。所選填料既要滿足生產工藝的要求，又要使設備投資和操作費用最低。

1.填料（liào）種類（lèi）的選擇

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

1)傳質效率要高。一般而（ér）言，規整填料的傳質效率高於散裝填料。

2)通量要（yào）大（dà）。在保證具有較高傳質效率（lǜ）的前提（tí）下，應選（xuǎn）擇具有較高泛點氣速或氣相動能因子的（de）填料。

3)填料層的壓降要低。

4)填料抗（kàng）汙堵性能強，拆裝、檢修方（fāng）便。

2.填料規格的（de）選擇

填料規格是指填料的公稱尺寸或比表麵積。

(1)散裝（zhuāng）填料規格的選擇

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

同類填料，尺寸（cùn）越小，分離效率越（yuè）高，但阻力增加，通量減少，填料費用也增加很多（duō）。而大尺寸的填料應用於小直徑塔中，又會（huì）產（chǎn）生液體分布不良及嚴重的壁流，使塔的分離效率降低。

因此，對塔徑與填料尺寸的比值要有一規定（dìng），一般塔徑與填料公稱（chēng）直徑的比值D/d應大於8。

(2)規整填料規格的選擇

工業上常用規整填料的型（xíng）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。

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

選用時（shí）應從分離要（yào）求、通（tōng）量（liàng）要求、場地條件、物料性質及設備投資、操作費（fèi）用等方麵綜（zōng）合考慮，使所選（xuǎn）填料既能滿足技術要求（qiú），又具有經濟合理性。

3.填料材質的選擇

填料的材質分為陶（táo）瓷、金屬和塑料三大類。

(1)陶瓷填料（liào）

陶瓷填料具有很好的耐（nài）腐蝕（shí）性及耐熱性，陶瓷填料（liào）價格（gé）便宜，具有很好的表麵潤濕性能，質（zhì）脆、易碎是其 最大缺點。在氣體吸收、氣體洗滌、液體萃取等過程中應用較為（wéi）普遍。

(2)塑（sù）料填料

塑料填料的材質主要包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)及聚氯乙烯(PVC)等，國內一般多采用聚丙烯材質。塑料填（tián）料的耐腐蝕性能較好，可耐一般的無機酸、堿和有機（jī）溶劑的腐蝕。其耐溫性良好，可長期在100℃以下使用。

塑料填（tián）料質輕、價廉，具有良好的韌性，耐衝擊、不易碎，可以製成薄壁結構。它的通量大、壓降低，多（duō）用於吸收、解吸、萃取、除塵等裝置中。

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

(3)金屬填料

金（jīn）屬填料可用（yòng）多種材（cái）質製成，選擇時主要考（kǎo）慮腐蝕問題。

碳鋼填料造價低，且具有良好的表麵（miàn）潤濕（shī）性能，對於無腐蝕或低腐蝕（shí）性物係應優先考慮使用（yòng）。

不鏽（xiù）鋼填料耐腐蝕性強，一般（bān）能耐除Cl- 以（yǐ）外常見物係的（de）腐蝕（shí），但其造價較（jiào）高，且（qiě）表麵潤濕性能較差，在某些特殊場合(如極低噴淋密度下的減壓精餾過程)，需（xū）對其表麵進行處理，才（cái）能取得良好的使用效果。

鈦材、特種（zhǒng）合金鋼等材質製（zhì）成的填料造價很高，一般隻在某些腐蝕性極（jí）強的物係下使用。

一般（bān）來說，金屬填料可製成薄壁結構，它（tā）的通（tōng）量大、氣體阻力小，且具有很高的抗衝擊性能，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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