填料的定義

填料泛指被填充于其他物體中的物料。

在化學(xué)工程中，填料指裝于填充塔內(nèi)的惰性固體物料，例如鮑爾環(huán)和拉西環(huán)等，其作用是增大氣-液的接觸面，使其相互強烈混合。

在化工產(chǎn)品中，填料又稱填充劑，是指用以改善加工性能、制品力學(xué)性能并(或)降低成本的固體物料。

在污水處理領(lǐng)域，主要用于接觸氧化工藝，微生物會在填料的表面進行累積，以增大與污水的表面接觸，對污水進行降解處理。

優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、壓力降小、易于用耐腐蝕非金屬材料制造等。對于氣體吸收、真空蒸餾以及處理腐蝕性流體的操作，頗為適用。

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

2

填料選用準則

填料的幾何特性數(shù)據(jù)主要包括比表面積、空隙率、填料因子等，是評價填料性能的基本參數(shù)。

(1)比表面積單位體積填料的填料表面積稱為比表面積，以a表示，其單位為m²/m³。填料的比表面積愈大，所提供的氣液傳質(zhì)面積愈大。因此，比表面積是評價填料性能優(yōu)劣的一個重要指標。

(2)空隙率單位體積填料中的空隙體積稱為空隙率，以e 表示，其單位為m³/m³，或以%表示。填料的空隙率越大，氣體通過的能力越大且壓降低。因此，空隙率是評價填料性能優(yōu)劣的又一重要指標。

(3)填料因子填料的比表面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，其單位為1/m。它表示填料的流體力學(xué)性能，f值越小，表明流動阻力越小。

填料性能優(yōu)劣主要取決于：

有較大的比表面積(m²/m³填料層)

液體在填料表面有較好的均勻分布性能

氣流能在填料層中均勻分布

調(diào)料具有較大的空隙率(m³/m³填料層)。

在相同的操作條件下，填料的比表面積越大，氣液分布越均勻，表面的潤濕性能越好，則傳質(zhì)效率越高;填料的空隙率越大，結(jié)構(gòu)越開敞，則通量越大，壓降亦越低。

采用模糊數(shù)學(xué)方法對九種常用填料的性能進行了評價，絲網(wǎng)波紋填料綜合性能最好，拉西環(huán)最差。

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