1、拉西環(huán)填料
拉西環(huán)填料于1914年由拉西(F. Rashching)發(fā)明,為外徑與高度相等的圓環(huán)。拉西環(huán)填料的氣液分布較差,傳質(zhì)效率低,阻力大,通量小,工業(yè)上已較少應(yīng)用。
2、鮑爾環(huán)填料
鮑爾環(huán)填料是對拉西環(huán)的改進,在拉西環(huán)的側(cè)壁上開出兩排長方形的窗孔,被切開的環(huán)壁的一側(cè)仍與壁面相連,另一側(cè)向環(huán)內(nèi)彎曲,形成內(nèi)伸的舌葉,諸舌葉的側(cè)邊在環(huán)中心相搭。
鮑爾環(huán)由于環(huán)壁開孔,大大提高了環(huán)內(nèi)空間及環(huán)內(nèi)表面的利用率,氣流阻力小,液體分布均勻。與拉西環(huán)相比,鮑爾環(huán)的氣體通量可增加50%以上,傳質(zhì)效率提高30%左右。鮑爾環(huán)是一種應(yīng)用較廣的填料。
3、階梯環(huán)填料
階梯環(huán)填料是對鮑爾環(huán)的改進,與鮑爾環(huán)相比,階梯環(huán)高度減少了一半并在一端增加了一個錐形翻邊。
由于高徑比減少,使得氣體繞填料外壁的平均路徑大為縮短,減少了氣體通過填料層的阻力。錐形翻邊不僅增加了填料的機械強度,而且使填料之間由線接觸為主變成以點接觸為主,這樣不但增加了填料間的空隙,同時成為液體沿填料表面流動的匯集分散點,可以促進液膜的表面更新,有利于傳質(zhì)效率的提高。
階梯環(huán)的綜合性能優(yōu)于鮑爾環(huán),成為所使用的環(huán)形填料中很為優(yōu)良的一種。
4、弧鞍填料
弧鞍填料屬鞍形填料的一種,其形狀如同馬鞍,一般采用瓷質(zhì)材料制成。
弧鞍填料的特點是表面全部敞開,不分內(nèi)外,液體在表面兩側(cè)均勻流動,表面利用率高,流道呈弧形,流動阻力小。
其缺點是易發(fā)生套疊,致使一部分填料表面被重合,使傳質(zhì)效率降低。弧鞍填料強度較差,容破碎,工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用不多。
5、矩鞍填料
矩鞍填料將弧鞍填料兩端的弧形面改為矩形面,且兩面大小不等,即成為矩鞍填料。
矩鞍填料堆積時不會套疊,液體分布較均勻。矩鞍填料一般采用瓷質(zhì)材料制成,其性能優(yōu)于拉西環(huán)。國內(nèi)絕大多數(shù)應(yīng)用瓷拉西環(huán)的場合,均已被瓷矩鞍填料所取代。
6、金屬環(huán)矩鞍填料
環(huán)矩鞍填料(國外稱為Intalox)是兼顧環(huán)形和鞍形結(jié)構(gòu)特點而設(shè)計出的一種新型填料,該填料一般以金屬材質(zhì)制成,故又稱為金屬環(huán)矩鞍填料。
環(huán)矩鞍填料將環(huán)形填料和鞍形填料兩者的優(yōu)點集于一體,其綜合性能優(yōu)于鮑爾環(huán)和階梯環(huán),在散裝填料中應(yīng)用較多。
7、球形填料
球形填料一般采用塑料注塑而成,其結(jié)構(gòu)有多種。球形填料的特點是球體為空心,可以允許氣體、液體從其內(nèi)部通過。
由于球體結(jié)構(gòu)的對稱性,填料裝填密度均勻,不易產(chǎn)生空穴和架橋,所以氣液分散性能好。球形填料一般只適用于某些特定的場合,工程上應(yīng)用較少。
除上述幾種較典型的散裝填料外,不斷有構(gòu)型獨特的新型填料開發(fā)出來,如共軛環(huán)填料、海爾環(huán)填料、納特環(huán)填料等。
8、規(guī)整填料
規(guī)整填料是按一定的幾何構(gòu)形排列,整齊堆砌的填料。規(guī)整填料種類很多,根據(jù)其幾何結(jié)構(gòu)可分為格柵填料、波紋填料等。
? 格柵填料
格柵填料是以條狀單元體經(jīng)一定規(guī)則組合而成的,具有多種結(jié)構(gòu)形式。工業(yè)上應(yīng)用很早的格柵填料為木格柵填料。
應(yīng)用較為普遍的有格里奇格柵填料、網(wǎng)孔格柵填料、蜂窩格柵填料等,其中以格里奇格柵填料很具代表性。格柵填料的比表面積較低,主要用于要求壓降小、負荷大及防堵等場合。
? 波紋填料
波紋填料在工業(yè)上應(yīng)用的規(guī)整填料絕大部分為波紋填料,它是由許多波紋薄板組成的圓盤狀填料,波紋與塔軸的傾角有30°和45°兩種,組裝時相鄰兩波紋板反向靠疊。各盤填料垂直裝于塔內(nèi),相鄰的兩盤填料間交錯90°排列。
波紋填料按結(jié)構(gòu)可分為網(wǎng)波紋填料和板波紋填料兩大類,其材質(zhì)又有金屬、塑料和陶瓷等之分。
金屬絲網(wǎng)波紋填料是網(wǎng)波紋填料的主要形式,它是由金屬絲網(wǎng)制成的。金屬絲網(wǎng)波紋填料的壓降低,分離效率很高,特別適用于精密精餾及真空精餾裝置,為難分離物系、熱敏性物系的精餾提供了有效的手段。盡管其造價高,但因其性能優(yōu)良仍得到了廣泛的應(yīng)用。
金屬板波紋填料是板波紋填料的一種主要形式。該填料的波紋板片上沖壓有許多f5mm左右的小孔,可起到粗分配板片上的液體、加強橫向混合的作用。
波紋板片上軋成細小溝紋,可起到細分配板片上的液體、增強表面潤濕性能的作用。金屬孔板波紋填料強度高,耐腐蝕性強,特別適用于大直徑塔及氣液負荷較大的場合。
金屬壓延孔板波紋填料是另一種有代表性的板波紋填料。它與金屬孔板波紋填料的主要區(qū)別在于板片表面不是沖壓孔,而是刺孔,用輾軋方式在板片上輾出很密的孔徑為0.4~0.5mm小刺孔。
其分離能力類似于網(wǎng)波紋填料,但抗堵能力比網(wǎng)波紋填料強,并且價格便宜,應(yīng)用較為廣泛。
波紋填料的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊,阻力小,傳質(zhì)效率高,處理能力大,比表面積大(常用的有125、150、250、350、500、700等幾種)。波紋填料的缺點是不適于處理粘度大、易聚合或有懸浮物的物料,且裝卸、清理困難,造價高。
? 脈沖填料
脈沖填料是由帶縮頸的中空棱柱形個體,按一定方式拼裝而成的一種規(guī)整填料。
脈沖填料組裝后,會形成帶縮頸的多孔棱形通道,其縱面流道交替收縮和擴大,氣液兩相通過時產(chǎn)生強烈的湍動。在縮頸段,湍動劇烈,從而強化傳質(zhì)。
脈沖填料的特點是處理量大,壓降小,是真空精餾的理想填料。因其優(yōu)良的液體分布性能使放大效應(yīng)減少,故特別適用于大塔徑的場合。
9、四氟填料
聚四氟乙烯閥桿填料是以聚四氟乙烯細粉料為原料,采用全新的工藝加工而成的一種柔軟制品。
白色,連續(xù)繩狀,截面呈圓形。它具有高度的柔順性,極好的填充性、自潤滑性、低摩擦系數(shù)、耐腐蝕等性能。
優(yōu)點:
? 裝填方便快捷。裝填時一般不必拆卸閥門,只需將繩狀填料繞在閥桿上,推入填料函,上緊函蓋帽,填料即被壓成一個密實的整體。
? 密封性能優(yōu)異。膨脹聚四氟乙烯獨特的微觀結(jié)構(gòu)賦予該產(chǎn)品很好的柔韌性和模塑性,使它能輕易地將填料函內(nèi)部空隙,甚至閥桿、函體上的所有凹坑和溝槽填密,這也使腐蝕、磨損的舊閥門避免更換或修理。
? 使用壽命長。因它長期保持的柔軟塑性,使泄漏缺口隨時被填塞,還因它不被腐蝕,不會老化,可保長期使用。
? 閥門開閉靈活輕便。因為聚四氟乙烯具有很低的摩擦系數(shù)和優(yōu)異的自潤滑性。
? 不污染管道中的流體。因為它潔白干凈,不會因腐蝕老化而脫落,使它特別適用于醫(yī)藥、精細化工、食品等行業(yè)。
? 規(guī)格通用性好,減少填料儲存量,節(jié)約開支。只需備置幾種粗細規(guī)格的閥桿填料,就能滿足大多數(shù)閥門之需求。
一般選用能用手嵌入的很大號這種填料,但較細的'該種填料,也可用于大規(guī)格的閥門中,壓緊后,也會塑變成型,得到密實的封填體。
10、塑性填料
塑性填料是經(jīng)模具壓制成型的填料,使用時不需要像編結(jié)填料那樣切斷后盤成環(huán)狀,而且是根據(jù)軸頸大小制成環(huán)形。塑性填料有棉狀和積層兩種形式。
? 綿狀填料
綿狀填料是把纖維、石墨、云母、金屬粉(或金屬鱗片)、油脂與彈性粘結(jié)劑相混合后,模壓成環(huán)形,再在外層編結(jié)一層石棉紗(根據(jù)需要也可用金屬絲)。
還有一種使用方式是將混合物直接放人填料腔,經(jīng)壓蓋壓緊后直接使用,由于填料沒有固定尺寸,填料裝填不當(dāng)容易影響密封性能,所以該方法較少使用。
可以根據(jù)工作條件調(diào)節(jié)綿狀填料中各種混合料的種類和配比,例如高壓蒸汽密封加人銅粉、酸性介質(zhì)密封加人鉛?;蜚U片、軸有振動時可加添較多的彈性良好的粘結(jié)劑等。
由于這種填料不含潤滑劑,所以高壓下其體積變化很小,可用于高速泵類和高壓閥門密封。如加人固體潤滑劑,則可以保證良好的自潤滑性能,且結(jié)構(gòu)致密,有助于提高密封性。另外,綿狀填料有塑性流動性,還可以與金屬填料組合使用。
? 積層填料
這種填料是在石棉布或帆布的表面上涂敷橡膠,經(jīng)疊合或者卷繞后熱壓硫化成型,還可以內(nèi)夾橡膠芯等軟質(zhì)填料或嵌人彈簧,幾種積層填料的結(jié)構(gòu)。
積層填料密封性良好,可用于120℃以下的低壓蒸汽、水和氨液,主要用作往復(fù)運動的軸封和閥桿的密封,無接口的圈裝積層填料還可以用作往復(fù)泵活塞環(huán)。由于積層填料中所含潤滑劑不足,使用過程中需添加潤滑劑。