常见填料归纳

填料
一、填料塔以填料作为气液接触元件，气液两项在填料层中逆向连续接触。

1、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。

2、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。

二、分类：1、按性能：通用填料和高效填料。

2、按形状：颗粒型填料和规整填料。

三、对填料的基本要求
1、传质效率高，要求填料能提供大的气液接触面，即要求具有大的比表面积，并要求填料表面易被液体润湿，只有润湿了的表面才是气液接触面。

2、生产能力大，气体的压力降小，因此要求填料层的空隙率大。

3、不易引起偏流和沟流。

4、经久耐用，即具有良好的耐腐蚀性、较高的机械强度和必要的耐热性。

5、取材容易，价格便宜。

四、常用填料及其特点
1、拉西环（除短拉西环外，其他基本淘汰）
减小拉西环的高度，长径比小于1，能明显增加分离效率和降低压力降，即短拉西环。

优点：数据整理比较完整，设计、操作的经验丰富，外形简单，制造方便，取材容易，价格低廉，能用耐腐蚀材料制造。

缺点：传质效能低（比表面积小），有严重的沟流和壁流。

2、鲍尔环填料是一种新型填料,是针对拉西环的一些主要缺点加以改进而出现的，是在普通
拉西环的壁上开八层长方形小窗，小窗叶片在环中心相搭，上下面层窗位置相互交搭而成。

它与拉西环填料的主要区别是在于在侧壁上开有长方形窗孔，窗孔的窗叶弯入环心，由于环壁开孔使得气、液体的分布性能较拉西环得到较大的改善，尤其是环的内表面积能够得以充分利用。

（ø25mm及更小的环开一层小窗，ø38mm、ø50mm的环开两层错开分布的小窗）
特点：（1）空隙率与拉西环相同，但由于气液能经小窗通过环内空间，因此阻力比拉西环低，从而能提高操作气速。

（2）开小窗后表面积比拉西环大些，且环的内表面得以充分利用。

（3）由于小窗的叶片弯向环中心，使液体分布较为均匀，所以沟流和壁流情况比拉西环有所改善。

（4）操作弹性较大。

同样压力降时，鲍尔环的处理量可比拉西环大50%以上；同样处理量下，压力降可降低，传质效能提高20%左右。

3、阶梯环：阶梯环填料是对鲍尔环的改进，与鲍尔环相比，阶梯环高度减少了一半并在一
端增加了一个锥形翻边。

由于高径比减少，使得气体绕填料外壁的平均路径大为缩短，减少了气体通过填料层的阻力。

锥形翻边不仅增加了填料的机械强度，而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主，这样不但增加了填料间的空隙，同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点，可以促进液膜的表面更新，有利于传质效率的提高。

阶梯环的综合性能优于鲍尔环，成为目前所使用的环形填料中最为优良的一种。

4、弧鞍填料：属鞍形填料的一种，其形状如同马鞍，一般采用瓷质材料制成。

弧鞍填料的
特点是表面全部敞开，不分内外，液体在表面两侧均匀流动，表面利用率高，流道呈弧形，流动阻力小。

其缺点是易发生套叠，致使一部分填料表面被重合，使传质效率降低。

弧鞍填料强度较差，容破碎，工业生产中应用不多。

5、矩鞍填料：为敞开式填料，将弧鞍填料两端的弧形面改为矩形面，且两面大小不等，即
成为矩鞍填料。

矩鞍填料堆积时不会套叠，液体分布较均匀。

矩鞍填料一般采用瓷质材料制成，与同尺寸的拉西环相比，传质效率高、压力降小，且不易被悬浮物所堵塞。

与鲍尔环相比，制造容易，强度较好。

目前，国内绝大多数应用瓷拉西环的场合，均已被瓷矩鞍填料所取代。

6、格栅填料是以条状单元体经一定规则组合而成的，具有多种结构形式。

工业上应用最早
的格栅填料为木格栅填料。

目前应用较为普遍的有格里奇格栅填料、网孔格栅填料、蜂窝格栅填料等，其中以格里奇格栅填料最具代表性。

格栅填料的比表面积较低，主要用于要求压降小、负荷大及防堵等场合。

7、球形填料一般采用塑料注塑而成，其结构有多种。

球形填料的特点是球体为空心，可以
允许气体、液体从其内部通过。

由于球体结构的对称性，填料装填密度均匀，不易产生空穴和架桥，所以气液分散性能好。

球形填料一般只适用于某些特定的场合，工程上应用较少。

除上述几种较典型的散装填料外，近年来不断有构型独特的新型填料开发出来，如共轭环填料、海尔环填料、纳特环填料等。

工业上常用的散装填料的特性数据可查有关手册。

8、θ网环填料由拉西环填料衍生；主要用于实验室及小批量、高纯度产品的精馏分离过程
以及分离稳定同位素和实验室规模的同位素研制。

由60～100目金属丝网卷制成形，直径与高度相等，常用材质包括：不锈钢、铜等。

由于金属丝网的毛细作用，液体能很好地分散成膜，利于气液两项进行充分传质、传热，可显著消除沟流等不稳定现象。

在稳定操作条件下，理论板数每米最高可达到30块，是最常用的实验室散装填料之一。

产品规格包括：（直径×高度，mm）
2×2、2.5×2.5、3×3、4×4、5×5、5×5(双层)、6×6(双层)等，定制规格≤25×25mm，其中使用最多的规格为3×3mm，其每米理论板数在20块左右，远高于规整填料。

9、压延孔环填料(Cannon Ring)是一种小颗粒高效填料，用金属板材制成，填料的直径与高
度相等。

压延孔环填料主要用于实验室及小批量、高纯度产品的分离过程。

它的强度大于其他实验填料.
Size：φ3mm,φ4mm,φ5mm,φ6mm,φ7mm,φ8mm,φ9mm
10、金属丝网波纹填料是网波纹填料的主要形式，它是由金属丝网制成的。

金属丝网波纹填
料的压降低，分离效率很高，特别适用于精密精馏及真空精馏装置，为难分离物系、热敏性物系的精馏提供了有效的手段。

尽管其造价高，但因其性能优良仍得到了广泛的应用。

11、网板波纹填料的单片是具有波纹的薄片，波纹与塔轴的倾角有30°和45°两种，组装时
相邻两波纹板反向靠叠。

各盘填料垂直装于塔内，相邻的两盘填料间交错90°排列。

波纹板可以用金属、陶瓷、塑料等材料制作。

优点：（1）压力降小，生产能力大。

（2）由于其结构紧凑，具有很大的比表面积，且填料的结构能促进气液分布均匀化，使传质效率提高。

（3）操作弹性大。

缺点：不适合用于易结垢、析出固体、发生聚合，以及液体黏度较大的物系；对于大塔则填料重量大、造价高、装卸清理困难。

五、几种填料的比较
通过能力：鲍尔环＞矩鞍＞拉西环（矩鞍接近于鲍尔环）。

效率及操作弹性：鲍尔环都居首位。

塔径与填料直径之比：当比值小到8时，鲍尔环（还有矩鞍形）尚能良好地工作；但拉西环的比值小于20～30时，其处理能力和效率都变得不可测。

鲍尔环与浮阀塔盘做比较：在加压下，浮阀塔盘的效率高于鲍尔环，在真空和常压下鲍尔环效率高于浮阀塔盘。

浮阀塔盘的操作弹性大，鲍尔环的理论板压力降远比浮阀塔低。