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各種填料的不斷涌現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，給化工裝置生產(chǎn)帶來了巨大的經(jīng)濟效益。而單體填料僅僅是完成一定的傳質(zhì)傳熱過程的填料床層系統(tǒng)的一個傳熱傳質(zhì)單元，所以說填料的選擇不是孤立的，而是需要結(jié)合物系的特點、性質(zhì)、床層的結(jié)構(gòu)和安排、填料熱床層的支撐等因素綜合考慮的。這些因素在某種程度上對填料的選擇起著重要作用，甚至是決定性作用。現(xiàn)在來說說對于特定的傳熱傳質(zhì)過程，如何選擇填料？

1、填料的比表面積——傳熱傳質(zhì)性能

填料的研發(fā)通常注重兩個參數(shù)，即比表面積和空隙率。填料的比表面積就是單位體積填料所具有的表面積，是提供氣液熱交換和組分交換的場所，直接關(guān)系到傳質(zhì)傳熱的效率，對于同一類型的填料比表面積越高，傳質(zhì)傳熱效率也越高。當(dāng)然，不同形式和結(jié)構(gòu)的填料其比表面積在傳質(zhì)傳熱過程中的作用也是不相同的。比表面積的作用取決于填料的濕潤度和對氣液均勻分布、接觸的程度。也正因為如此，才會出現(xiàn)各種不同結(jié)構(gòu)、規(guī)格和形式的填料。

填料的傳質(zhì)性能通常用等理論板高度來表示，等理論板高度越低說明這種填料的傳質(zhì)傳熱性能越好。當(dāng)然，研究文獻給出的等理論板高度通常是在空氣和水的物系中的研究成果，工程應(yīng)用中必須結(jié)合實際物系的具體情況，通過已有工程應(yīng)用的實踐經(jīng)驗進行必要的調(diào)整。

2、填料的通量——流通能力

前邊提到填料的空隙率，這是體現(xiàn)填料流通能力的關(guān)鍵因素。填料的空隙率是單位體積填料空間所占的比例，是氣體和液體流動的通道，對于同一類型的填料，空隙率越高流通能力越大。當(dāng)然，不同形式和結(jié)構(gòu)的填料，空隙率對填料的流通能力的作用也是不相同的。對于特定的傳熱傳質(zhì)過程，填料的流通能力通常采用能力因子或液泛點來表示，工程設(shè)計中通常采用液泛點或至大能力因子的70%～80%作為設(shè)計點來決定填料床層的直徑。

3、氣體通過填料的動力損失——填料床層的壓力降

氣體通過填料床層必然會產(chǎn)生流動的壓力損失，特別是減壓蒸餾塔，填料床層的壓力降直接關(guān)系到減壓蒸餾裝置的加工能耗或者是減壓拔出率。因此，填料的壓力降成為填料選擇的重要因素之一。

填料塔的研究和應(yīng)用表明，在相同傳熱傳質(zhì)效率和流通能力下，不同結(jié)構(gòu)、規(guī)格、形式的填料所構(gòu)成的填料床層，氣體通過的阻力損失是不同的。

4、填料的抗堵塞能力

在填料的選擇中，常會遇到物系中含有固體顆粒、機械雜質(zhì)油泥等，這就要求填料的抗堵塞能力強。一般來講，空隙率大的填料較空隙率小的填料抗堵塞能力強，散堆填料較規(guī)整填料抗堵塞能力強，格柵類填料抗堵塞能力強。

5、填料的抗結(jié)焦能力

工程應(yīng)用實踐表明，某些物系，特別是高溫?zé)崦舾形锵?，在填料床層?nèi)部極易發(fā)生結(jié)焦現(xiàn)象，嚴(yán)重影響裝置的正常生產(chǎn)，例如減壓蒸餾塔的洗滌段等。在這種情況下，必須選擇抗結(jié)焦能力強的填料。

需要注意的是，抗結(jié)焦能力的填料必須具有如下特點：

a．具有較高的空隙率；

b．填料強度高，安裝、檢修、生產(chǎn)操作波動等非正常過程不易造成變形而改變填料層的不均勻性和密實程度；

c．填料床層空隙規(guī)范、規(guī)整性高；

d．填料表面光滑，不易滯留沉積物；

e．填料板片連續(xù)性小，結(jié)焦物不易沿板片連續(xù)增長；

f．填料床層內(nèi)部不易形成易堵塞性通道。

基于這樣一種原則，雖然有些填料抗結(jié)焦能力強，但這一類填料的比表面積比較低，傳質(zhì)傳熱效率也較低，達到相同的分離效果，需要的填料床層較高，不但設(shè)備投資會增加，也會由于床層過高造成床層內(nèi)部填料表面潤濕不夠，而增加床層的結(jié)焦傾向。為解決這一問題，工程上多采用復(fù)合填料床層。

通過對實際發(fā)生的填料床層結(jié)焦現(xiàn)象進行分析，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)結(jié)焦現(xiàn)象發(fā)生在填料床層的內(nèi)部。說明要防止填料床層結(jié)焦，充分潤濕填料、減輕填料床層內(nèi)部液體分布的不均勻性是十分重要的。

此外，出于對產(chǎn)生結(jié)焦的填料床層檢修處理考慮，采用散堆填料要比采用規(guī)整填料產(chǎn)生結(jié)焦之后的處理要容易得多。但散堆填料具有板片的不連續(xù)性，往往容易變形，也容易造成填料床層內(nèi)部流道的不均勻性。因此，對于易發(fā)生結(jié)焦的物系，必須從填料的選擇、填料床層的設(shè)計以及液體分布系統(tǒng)全面綜合考慮。

講了這么多，可以看出結(jié)構(gòu)和規(guī)格的選擇必須綜合多方面的因素。盡管填料的傳熱傳質(zhì)效率、通量代表了填料的重要性能參數(shù)，但是工程應(yīng)用中物系的某些特點如結(jié)焦傾向、堵塞傾向、腐蝕性等也是填料選擇時必須統(tǒng)籌考慮的因素。