常用填料的分類及適用范圍
填料泛指被填充于其他物體中的物料。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。
按其結(jié)構(gòu)不同可分棉狀、模壓、卷制、疊制、扭制、編織等成型填料。
按其材料不同分軟質(zhì)填料、半金屬填料和金屬填料等。
以下按壓縮填料組成的材料分別介紹其使用條件。
(1)植物纖維填料用麻類或棉類浸漬油、蠟或其它防滲材料制成，用于100℃以下的低壓閥門上。適用于水、氨、
醋酸、苛性鈉等介質(zhì)。
(2)石棉纖維填料：石棉纖維有較好的耐熱性，能耐弱酸、強(qiáng)堿，強(qiáng)度較高，吸附性能好等優(yōu)點(diǎn)。如加一些耐酸、
堿材料，浸漬摩擦系數(shù)小的材料，加入導(dǎo)熱性好的金屬材料，可改善石棉填料的性能，使其耐腐蝕性、耐磨性、
耐熱性、強(qiáng)度等都有不同程度的提高。石棉填料有夾金屬絲的和不夾金屬的兩種。目前常用的石棉填料按JB
1712-91選用。其中有油浸石棉盤根(JC68-82)它系用石棉線(或金屬石棉線)浸漬潤(rùn)滑油和石墨編織或扭制成的
密封材料，油浸石棉盤根分方型、圓型和圓型扭制三種；還有橡膠石棉盤根(JC67-82)，它系用石棉布、石棉線
（或石棉金屬布、線）以橡膠粘合劑，卷制或編織成的密封材料，橡膠石棉盤根壓成方形，外涂高碳石墨。
(3)塑料和塑料浸漬填料 ：YAB型尼龍石棉填料 ，適用于腐蝕性介質(zhì)，介質(zhì)溫度≤100℃ 壓力≤32MPa，聚四
氟乙烯乳液浸石棉填料，適用于強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)，介質(zhì)溫度-200～200℃ 壓力≤35MPa，NFS型聚四氟乙烯編織
填料 ，適用于化學(xué)物品，介質(zhì)溫度為 -200～260 ℃ 壓力≤35MPa
(4)橡膠填料：有橡膠夾布、橡膠棒、環(huán)形橡膠填料，用于溫度≤140℃的氨、濃硫酸等介質(zhì)中。
(5)碳纖維填料：型號(hào)為TCW型，它是用碳纖維編織繩浸漬聚四氟乙烯乳液而成的。碳纖維填料有極好的彈性
和柔軟性；有優(yōu)異的自潤(rùn)性、高溫，在空氣中可在-120～350℃溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作，耐壓≤35MPa。
(6)柔性石墨填料 ：柔性石墨填料有如下優(yōu)良性能：
① 獨(dú)特的柔韌性和回彈性，制作切口填料可以自由沿軸向彎曲90°以上，使用中不會(huì)因溫度壓力變化，震動(dòng)等
因素而引起泄漏，因而安全可靠，是理想的密封材料。
② 耐溫性能好。低溫可應(yīng)用于-200℃，在高溫氧化性介質(zhì)中可用到500℃，在非氧化性介質(zhì)中可應(yīng)用到2000℃，
并能保持優(yōu)良的密封性。
③ 耐腐蝕性強(qiáng)。對(duì)酸、堿類、有機(jī)溶劑、有機(jī)氣體及蒸汽均有良好的耐腐蝕性。不老化，不變質(zhì)，除強(qiáng)氧化性
介質(zhì)(硝酸)、發(fā)煙硫酸、鉻酸、鹵素等外，能耐一切介質(zhì)的腐蝕。
④ 摩擦系數(shù)低，自潤(rùn)性良好。
⑤ 對(duì)氣體及液體具有優(yōu)良的不滲透性。
⑥ 使用壽命長(zhǎng)，可反復(fù)使用。
柔性石墨在石油、化工、發(fā)電、化肥、醫(yī)藥、造紙、機(jī)械、冶金、宇航和原子能等工業(yè)中得到廣泛地應(yīng)用，柔
性石墨填料一般可壓制成型。適用公稱壓力≤32MPa。
(7)膨脹聚四氟乙烯： 經(jīng)過膨脹處理的聚四氟乙烯，克服了彈性差的缺點(diǎn)，具有橡膠的彈性，又不失其原有的
特性，性能大大地改善，用一種100%膨脹聚四氟乙烯編織的填料，主要用在閥門上，適用溫度-268～288℃，
對(duì)磨損的閥桿有良好的密封效果。在膨脹聚四氟乙烯中混合一定石墨和耐高溫潤(rùn)滑劑的紗而編織的填料，可作
線速度21.8m/s的泵用填料。
(8) 陶瓷纖維填料：型號(hào)為NGW型，由陶瓷纖維和金屬合金絲為主要原料，再加入石墨滑石粉制成，它的耐溫
性能極好，能耐深冷和超高溫介質(zhì)；耐腐蝕性能很好。目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少。國(guó)外制作的陶瓷纖維填料的使用溫
度可達(dá)1480℃。
(9)金屬填料按其結(jié)構(gòu)可分為金屬箔帶纏繞填料，金屬箔揉縐疊壓填料，金屬波形填料、鉛絲扭制填料和鉛圈填料等。
金屬箔帶纏繞填料和金屬箔揉縐疊壓填料，其優(yōu)點(diǎn)是耐高溫、耐沖蝕、耐磨損、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性好。但密封性
能較差，需要較在的壓緊力，必須與塑料填料配合使用。其使用溫度、壓力、耐腐蝕性根據(jù)金屬材料而定。
金屬波形填料：型號(hào)為BSP-600型波型片材料為1Cr18Ni9Ti,使用溫度≤600℃，壓力≤20MPa是一種較好的填料。
鉛絲扭制填料主要用在溫度≤90℃的濃硫酸等介質(zhì)中。
鉛圈填料是將鉛熔化后鑄成方形斷面的填料，與石棉填料交錯(cuò)裝配使用。能在溫度≤500℃的油品介質(zhì)中使用。
二、V型填料：V型填料由上填料、中填料、下填料組成。上、中填料是用聚四氟乙烯或尼龍制成，下填料是
1Cr13，1Cr18Ni9，A3鋼等材料制成。聚四氟乙烯耐溫232℃，尼龍耐溫93℃，一般耐壓32MPa，常用于腐蝕
性介質(zhì)中。
三、O型圈填：O形圈的剖面為圓形，其材料為橡膠、聚四氟乙烯及金屬空心O形圈，O形圈不僅用于靜密封，
也可用于動(dòng)密封。其中，橡膠O形圈用途最廣泛。O形圈最高使用壓力可達(dá)40MPa。
四、波紋管填料：波紋管用于密封，可節(jié)省填料，故稱波紋管為無填料密封。它呈皺疊形圓管體，一端固定
在閥桿上，另一端固定在閥蓋上，閥桿與閥蓋之間處于全封閉狀態(tài)，閥桿可作上下運(yùn)動(dòng)。有的將波紋管與石
棉填料組合使用。波紋管用1Cr18Ni9Ti、高鋅荷蘭黃銅等材料制成，用于毒性介質(zhì)和密封面要求較高的場(chǎng)合。
一般使用壓力為0.6MPa，使用溫度≤150℃。
五、液體填料：液體填料主要作為其它填料間隔斷用。
填料有點(diǎn)與缺點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壓力降小、易于用耐腐蝕非金屬材料制造等。對(duì)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(diǎn)：當(dāng)塔頸增大時(shí)，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(shí)填料塔還有重
量大、造價(jià)高、清理檢修麻煩、填料損耗大等缺點(diǎn)。
填料選用準(zhǔn)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(píng)價(jià)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(píng)價(jià)填料性能優(yōu)劣的一個(gè)重要指標(biāo)。
（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(píng)價(jià)填料性能優(yōu)劣的又一重要指標(biāo)。
（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(dòng)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(rùn)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。
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(fèi)用最低。
填料種類的選擇要考慮分離工藝的要求,通?？紤]以下幾個(gè)方面：
1)傳質(zhì)效率要高一般而言，規(guī)整填料的傳質(zhì)效率高于散裝填料。
2)通量要大。在保證具有較高傳質(zhì)效率的前提下，應(yīng)選擇具有較高泛點(diǎn)氣速或氣相動(dòng)能因子的填料。
3）填料層的壓降要低。
4）填料抗污堵性能強(qiáng)，拆裝、檢修方便。
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