① 填料在工业运用中的类型及特点
填料的作用是为气、液两相提供充分的接触面,并为提高其湍动程度(主要是气相)创造条件,以利于传质(包括传热)。它们应能使气、液接触面大、传质系数高,同时通量大而阻力小,所以要求填料层空隙率高、比表面积大、表面湿润性能好,并在结构上还要有利于两相密切接触,促进喘流。制造材料又要对所处理的物料有耐腐蚀性,并具有一定的机械强度,使填料层底部不致因受压而碎裂、变形常用的塔填料可分为两大类:散装填料与规整填料。
a.散装填料
散装填料有中空的环形填料,表面敞开的鞍形填料等。常用的构造材料包括陶瓷、金属、玻璃、石墨等。几种主要散装填料的特点如下。
(1)拉西环拉西环为高与直径相等的圆环,常用的直径为25~75mm(亦有小至6mm,大至150mm的,但少用),陶瓷环壁厚2.5~9.5mm,金属环壁厚0.8~1.6mm。填料多乱堆在塔内,直径大的亦可整砌,以降低阻力及减少液体流向塔壁的趋势。拉西环结构简单,但与其他填料相比,气体通过能力低,阻力也大,液体到达环内部比较困难,因而湿润不易充分,传质效果差,故近年来使用较少。
在拉西环内部空间的直径位置上加一隔板,即成为列辛环;环内加螺旋形隔板则成为螺旋环。隔板有提高填料能力与增大表面的作用。
(2)弧鞍
弧鞍又称贝尔鞍(Berl saddle),是出现较早的鞍形填料,形如马鞍,大小自25mm至50mm的较常用。弧鞍的表面不分内外,全部敞开,流体在两侧表面分布同样均匀。它的另一特点是堆放在塔内时,对塔壁侧压力比环形填料小。但由于两侧表面构形相同,堆放时填料容易叠合,因而减少暴露的表面,最近已渐为构形改善了的矩鞍填料所代替。弧鞍填料多用陶瓷制造。
(3)矩鞍
矩鞍两侧表面不能叠合,且较耐压力,构形简单,加工比弧鞍方便,多用陶瓷制造。在以陶瓷为材料的填料中,此种填料的水力性能与传质性能都比较优越。
以上各种散装填料的壁上不开孔或槽,多用陶瓷制成。此外,又有在壁上开孔或槽的,多用金属或塑料制成。后者的性能比前者的提高很多,因此被称为“高效”填料。常见的散装开孔填料有下列几种
(4)鲍尔环(Pall ring)
鲍尔环的构造,相当于在金属拉西环的壁面上开一排或两排正方形或长方形孔,开孔时只断开四条边中的三条边,另一边保留,使原来的金属材料片呈舌状弯入环内,这些舌片在环内几乎对接起来。填料的空隙率与比表面并未因而增加。但堆成层后气、液流动通畅,有利于气、液流动通畅,有利于气、液进入环内。因此,鲍尔环比拉西环气体通过能力与体积传质系数都有显着提高,阻力也减少。鲍尔环还可用塑料制造。
(5)阶梯环(Cascade miniring)
阶梯环是一端有喇叭口的开孔环形填料,环高与直径之比略小于1,环内有筋,起加固与增大接触面的作用,喇叭口能防止填料冻死靠紧,使空隙率提高,并使表面更易暴露。制造材料多为金属或塑料。
(6)金属鞍环
用金属作的矩鞍,并在鞍的背部冲出两条狭带,弯成环形筋,筋上又冲出四个小爪弯入环内。它在构形上是鞍与环的结合,又兼有鞍形填料液体分布均匀和开孔环形填料气体通量大、阻力小的优点,故称鞍环为环矩鞍。
b.规整填料
规整填料不同散装填料,在于它具有成块的规整结构,可在塔内逐层叠放。最早出现的规整填料是由机木板条排列成的栅板,后来也有用金属条或塑料板条做的。栅板填料气流阻力小,传质效果却比较差,现已不大用于气液传质设备,但在凉水塔中仍有使用。20世纪60年代以后开发出来的丝网波纹填料和板波纹填料,是目前使用比较广泛的规整填料。现将它们的构形和特点分述如下:
(1)丝网波纹填料
将金属丝网切成宽50~100mm的矩形条,并压出波纹,波纹与长边的斜角为30°,45°或60°,网条上打出小孔以利气体穿过。然后将若干网条并排成较塔内截面略小的一圆盘,盘高与条宽相等,许多盘在塔内叠成所需的高度。若塔径大,则将一盘分成几份,安装时再并合。一盘之内,左右相邻两盘的网条又互成90°交叉。
这种结构的优点是:
1)各片排列整齐而峰谷之间空隙大,气流阻力小;
2)波纹间通道的方向频繁改变,气流滑动加剧
3)片与片之间以及盘与盘之间网条交错,促使液体不断再分布;
4)丝网细密,液体可在网面形成稳定薄膜,即使液体喷淋密度小,也易于达到完全润湿。
上述特点使这种填料层的通量大,在大直径塔内使用也没有液体分布不匀及填料表面润湿不良的缺点。
丝网波纹填料的缺点:
1)造价高;
2)装砌要求高,塔身安装的垂直度要求严格,盘与塔壁间的缝隙要堵实;
3)填料内部通道狭窄,易被堵塞且不易清洗。然而,由于其传质效率很高且阻力很小,在精密精馏和真空精馏中使用很合适。开始时,多用于直径比较小的塔,现可用于直径达几米的塔,使用领域也不再局限于蒸馏。
(2)板波填料
为了克服丝网波纹填料价格高及安装要求高的缺点,将丝网条改为板条,填料的构形相同,构造材料除金属外,还可用塑料。板波填料的传质性能虽低于丝网波纹填料,但仍属高效填料之列。
② 化工填料的具体用途有哪些
具体用途
(1)瓷球:用于各种填料塔中起覆盖、支撑、过滤及催化剂载体作用;空分装置蓄热填料;高耐磨研磨介质。瓷球包括:惰性瓷球、开孔瓷球、微孔瓷球、活性瓷球、蓄热瓷球、研磨瓷球。
(2) 化工填料:用于炼油、冶金、煤气、制氧等行业的干燥塔、吸收塔、冷却塔、洗涤塔、再生塔中起支撑、覆盖、过滤作用,化工填料分为陶瓷、塑料、金属材质堆散和规整填料。
(3) 陶瓷填料:具有优异的耐酸耐热性能,能耐除氢氟酸以外的各种无机酸、有机酸及有机溶剂的腐蚀,可在各种高、低温场合使用,应用范围十分广泛。陶瓷填料可用于化工、冶金、煤气、制氧等行业的干燥塔、吸收塔、冷却塔、洗涤塔、精馏塔、常压塔、合成塔、催化塔、再生塔等。陶瓷填料分为陶瓷散堆填料(拉西环、鲍尔环、阶梯环、十字环、矩鞍环、异鞍环、共轭环、海尔环、花环、多面空心球、覆盖球、三Y环、连环、扁环等)和陶瓷波纹规整填料。
(4)塑料填料具有重量轻、耐热、耐化学腐蚀等特点,包括PP、PE、RPP、PVC、CPVC、PVDF等材料制成的塔填料,塑料填料具有空隙率大、压降和传质单元高度低、泛点高、汽液接触充分、传质效率高等特点。在各种介质中的使用温度为60-280℃,塑料填料广泛用于石油、化工、氯碱、煤气、环保等待业的填料塔中。塑料填料分为塑料散堆填料(多面空心球、花环、海尔环、阶梯环、鲍尔环、矩鞍环、异鞍环、共轭环、扁环、拉西环、雪花环、六棱形环、旋转环、五角环、锥形环、网环、十字球形环、浮球、液面覆盖球、菱形覆盖球等)和塑料规整填料。
(5) 金属填料以碳钢、不锈钢及组合金等材料制成的塔填料。金属填料具有壁薄、耐冷热、空隙率大、通量大,压降低、阻力小、分离效果好、寿命长等优点,虽说一次性投资稍大,但能充分发挥设备的潜在力。金属填料适用于真空精馏塔,处理过敏性、易分解、易紧合、易结碳的物料。金属填料广泛用于石化、化肥、化工、环保等行业的填料塔中。金属填料分为金属散堆填料(鲍尔环、矩鞍环、阶梯环、共轭环、八四内弧环、扁环等)和金属规整填料(金属丝网波纹填料、金属孔板波纹填料、压延刺孔板波纹填料、金属网板波纹填料、HT半管式规整填料)
③ 橡胶工业所使用的无机填料主要有哪些,其性质、作用如何
橡胶填料的分类特性及选用方法!
填料是橡胶工业的主要原料之一,属粉体材料。填料用量相当大,几乎与橡胶本身用量相当。含有填料的橡胶是一种多相材料。填料能赋与橡胶许多宝贵的性能。例如,大幅度提高橡胶的力学性能,使橡胶具有磁性、导电性、阻燃性、彩色等特殊的性能,使橡胶具有好的加工性能,降低成本等作用。
何谓补强与填充?
补强:在橡胶中加入一种物质后,使硫化胶的耐磨性、抗撕裂强度、拉伸强度、模量、抗溶胀性等性能获得较大提高的行为。凡具有这种作用的物质称为补强剂。
填充:在橡胶中加入一种物质后,能够提高橡胶的体积,降低橡胶制品的成本,改善加工工艺性能,而又不明显影响橡胶制品性能的行为。凡具有这种能力的物质称之为填充剂。最常用的填充剂主要是无机填料。如陶土、碳酸钙、滑石粉、硅铝炭黑等。
炭黑是橡胶工业中最重要的补强性填料。可以毫不夸张地说,没有炭黑工业便没有现代蓬勃发展的橡胶工业。炭黑耗量约占橡胶耗量的一半。
当然,对某一种填料往往是两种作用兼有,其中一种作用为主,例如陶土加到SBR中,主要是填充作用,但也有一定的补强作用。
许多无机填料主要来源于矿物,价格较低,它们的应用范围也越来越广泛。在橡胶工业中它们的用量几乎达到了与炭黑相当的程度。特别是近来无机填料表面改性技术的研究与应用,使无机填料的应用领域更加广泛。
橡胶工业习惯把补强作用的炭黑等称为补强剂,把基本无补强作用的无机填料称为填充剂,这是按作用分类。填料按不同方法分类如下:
选用填料的方法
根据上述三个原则,首先选大类。例如先要决定用粉体填料还是用短纤维;用黑色的还是用浅色的;用一般的还是用特殊性能的等。
接下来选品种。例如在红色天然橡胶内胎中选用填充剂,因为要做成红色的,所以选用白色填料,价格便宜的CaCO3较好。因为内胎强伸性能不能太低,特别要求气密性.故不能用太粗的,应选用轻质的CaCO3 。
填料性能特点举例
1、补强性填料:比表面积大的炭黑及白炭黑是补强性的,例如N110、N121、N231、N234、N347、N356、M358、N375、VN3等。
半补强的填料:有N539、N630、N683、N787等。
2、降低成本的填料:有天然矿物或由废渣加工而得的填料,如陶土、碳酸钙、硅铝炭黑、粉煤灰等。
碳酸钙的分类方法
一种是重钙
机械粉碎碳酸钙矿物(大理石、石灰石、贝壳等)的方法生产的重质碳酸钙。这种碳酸钙一般粒径较大,平均在44μm以下.粒径分布宽,粒子形状不规则。
另一种是轻钙
用化学方法生产的轻质碳酸钙。因为具体的制法是向石灰乳中通CO2生成碳酸钙沉淀.故也叫沉淀法碳酸钙。这种碳酸钙粒径小,平均粒径在数微米以下,粒径分布较重质的窄。
3、特殊功能的填料:阻燃的有Sb2O3、A1(OH)3,Mg(OH)2、MoO3、Fe2O3等;导电的有乙炔炭黑、N472、N293等导电炭黑以及金属粉等;提高耐热的有ZnO、Fe2O3等;增白最好用TiO2,还可以用BaSO4、硅石灰等;透明性最好的是MgCO3、ZnCO3和透明白炭黑等。
④ 涂料中常用的填料有哪些
三青漆告诉你涂料中常用的填料类型有哪些?
涂料中常用的填料有碳酸钙(重钙、轻钙)、重晶石粉(硫酸钡)、滑石粉、高岭土(瓷土地)、多孔粉石英(二氧化硅)、白碳黑、沉淀硫酸钡、云母粉、硅灰石、膨润土等。
1)碳酸钙
碳酸钙是涂料用最主要的填料(体质颜料)
涂料用碳酸钙的分类
按特性分类 涂料用碳酸钙按特性主要分轻质碳酸钙和重质碳酸钙。轻质碳酸钙和重质碳酸钙。轻质碳酸钙(沉淀碳酸钙)分普通沉淀碳酸钙、微细碳酸钙、超细碳酸钙、活性碳酸钙;重质碳酸钙(天然产品)分重质碳酸钙、重质微细碳酸钙、重质活性碳酸钙。
按结晶形态分类 沉淀碳酸钙改变工艺、控制结晶,可以得到立方晶系、针状结晶、纺锤形结晶、链状结晶等微细碳酸钙晶体。
按晶体颗粒大小分类 沉淀碳酸钙按晶体大小可以分为:微粒碳酸钙(平均粒径44~60um);中粒碳酸钙(平均粒径15~44um);微细碳酸钙(平均粒径1~15um);超细碳酸钙(0.1~1um);超微碳酸钙(<0.1um)。
重质碳酸钙产品按粉末细度粒级分为单飞粉(细度粒级200目)、双飞粉(细度粒级325目)和四飞粉(细度粒级400目);超细碳酸钙(细度粒级1250目)。
碳酸钙在涂料中的应用
碳酸钙是涂料生产中重要的填充剂。碳酸钙在漆膜中起骨架和底材(钢板、木质)的填平作用,增强漆膜沉积性和渗透性。尤其用于金属防锈底漆中,它与金属表面形成氢键,增加其漆膜附着力,并可吸收氢离子以阻止金属形成微电池的腐蚀倾向。另外,碳酸钙的面朝候性好,具有耐磨损、低电解液含量、PH值稳定效应、可提高耐腐蚀性能和涂料的流变性等。粗级别碳酸钙限用于腻子、填孔化合物、金属的底漆及其他产物,它们需要高颜料量、流动性及粗的表面;中等粒级的碳酸钙用在建筑涂料及室内无光或半光漆上;细粒级的碳酸钙主要是沉淀碳酸钙,用于印刷油墨。
重钙可用于各种内用、外用涂料中,最适宜在水性涂料中应用,由于耐酸性差,妨碍了它在外用涂料中的应用。在一般涂料中,重钙的加入量为10%~35%,在各种浮雕化涂料中含量高达50%。
涂料工业采用重钙除用于增量外,主要用于部分取代钛白分(一般为10%~20%,量大时为30%)和彩色颜料,取代轻钙和沉淀硫酸钡,防腐蚀以及部分取代防锈颜料。
重钙用于室内建筑漆时,可单独使用或滑石粉并用。与滑石粉相比,碳酸钙可降低粉化速率,改善浅色漆的保色性和增加抗霉菌性。
和重钙相比,轻钙具有小的粒径和窄的粒径分布范围、高的吸油量和亮度,轻钙可用在需求最大消光效果的地方。在半光、无光油漆和无光乳胶漆中较普遍将轻钙和重钙混合使用。
2)滑石粉
滑石粉是溶剂型涂料中一种通用型填料,由于更细粒级别的滑石粉问世,使它进入了水性系统。目前在各种底漆、中间涂料、路标漆、工业涂料以及内外用建筑涂料中应用。由于滑石粉质地柔软和磨蚀性低,有良好的悬浮性和分散性,因而在我国涂料工业消费滑石粉填料的比重较大。
片状结构的滑石粉具有优良的涂刷性、涂膜的流动性和平滑性、耐水性及磁漆珠不渗入性,主要用于底漆和中间涂料。纤维状滑石粉吸油量更高些,并且具有良好的流变性,可改善涂料的诸多性能,如防储存时沉降和涂刷时流挂、改进施工性能等。
涂料工业用滑石粉有许多级别的产品,如普通粒度的滑石粉(-325目)、微细级(-20um和-10um)滑石粉、超细微级滑石粉(-5um)、化学预处理的滑石粉等,分别适用于各种特定的用途和目的。
较粗粒级的滑石粉用于某些需要粗糙的漆膜中,如内墙底漆中间层和斑纹漆;超细级滑石粉用在控制半光磁漆的光泽、稠度和流挂;微细级和超微细级滑石粉除了能改进涂膜性能外,还具有空间位隔能力,可部分取代TiO2等颜料;化学预处理的滑石粉也可取代TiO2颜料。
滑石粉的一个缺点是吸油量偏高,因此在需要低吸油量的场合,它必须与吸油量低的填料和重晶石粉配合。另外,滑石粉的耐磨性不高,在需要高耐磨性的场合,要加入其他的填料加以弥补。含有其他非金属矿物的滑石粉,因杂质矿物易与酸(如酸雨)反应,故不适合于要求高耐候性的外用涂料中。工业滑石粉因含有有色杂质而白度下降,因而对填料明度要求很高的场合,一般不用滑石粉作填料。滑石粉具有消光性,故它一般不用于高光泽涂料中。
3)高岭土
高岭土是国外涂料工业广泛采用的填料之一。以美国用量为最大,近年为30万吨/年左右,其中煅烧高岭土为10万吨/年以上。
常见用于涂料的高岭土包括超细高岭土、煅烧高岭土、活性高岭土(经表面改性处理)等。高岭土可用于各种涂料中,但以水性建筑涂料为主,特别是内用乳胶漆,由于高岭土在水基性涂料中具有较好的遮盖力,从而能部分替代钛白分颜料。超细高岭土可部分替代钛白分,约代用钛白分量的10%左右,可降低漆的成本,而对漆的光泽、遮盖力,储存稳定性影响不大。煅烧高岭土折射率由原来1.56提高到1.62,弥补了原遮盖力和白度的不足。另外煅烧高岭土能提高涂料的不透明性和涂膜的牢固性,比未煅烧土更具有耐洗刷性和抗粉化性。煅烧高岭土代替部分钛白分在公路标线漆、粉末涂料、建筑外用乳胶漆等得到了一定应用。在外墙涂料中超细高岭土和煅烧高岭土可代替15%~20%的钛白分。在溶剂稀释漆中某些高岭土表现出较差的悬浮性,但经表面改性处理过的煅烧高岭土可克服这些缺点。
4)二氧化硅
多孔粉石英(主要成份SiO2)
多孔粉石英属于一种火山灰沉积岩。该产品自然粒径细(0.5μm左右),颗粒分布均匀,比表面积大(8.3m2/g),外形结构近似球型无棱角状。以电子显微镜图象看,其表面全是纳米级的介孔,平均孔径约为8.8nm(纳米)。
多孔粉石英表面含有一定数量的羟基(-OH)-硅醇。作为极性官能团,用于粉末涂料中有助于提高产品的附着力和粘结性。另一方面,由于羟基的存在,更容易通过偶联剂表面处理,增加其交联、补强的作用,增加产品的物理力学性能又可提高涂膜的拉伸强度。
多孔粉石英中含有Zro2,二氧化锆性质稳定,硬度高,加上多孔粉石英的多孔结构使得涂料有较好的硬度表现,和抗冲击的性能。
多孔粉石英属于二氧化硅体系一种,使用的安全性被认可,已广泛用于粉末涂料、建筑外墙涂料,厚质拉毛涂料、防火涂料、防水涂料、环保涂料、防腐涂料等,廉价的多孔粉石英可以降低粉末涂料的成本,同时替代硫酸钡以减少产品中可溶性钡的含量,达到环保要求。
天然多孔粉石英在涂料中主要起增量和半补强作用,可用于各种涂料和建筑涂料,特别是底漆和中间涂料,细粒晶体SiO2在环氧和聚酚粉末涂料中可取代高达50%的TiO2。
天然多孔粉石英由于它是多孔、高孔隙率的结构,具有各种不同的粒子形状和结构特征,再加有有极好的吸油量(19~25g/100g),不规则的结构和吸油量的结合产生非常好的消光效果、高的增稠能力和好的颜料悬浮性,涂料中用它作为消光剂。主要用于平光乳胶漆和清漆、底漆及某些混凝土涂料中,它还在涂料中作增加遮盖性颜料遮盖力的填料。
白炭黑(或称轻质二氧化硅)由于比表面积大,热稳定性好可防止颜料沉淀,尤其在乳胶漆中使用,调整漆的有效黏度,改善漆膜流挂并起消光作用,对漆膜耐热稳定性好。
气相二氧化硅是一种多功能体质颜料,又是性能优良的涂料流变控制剂。在液体涂料中,它的流变控制功能包括:增稠、触变、防流挂、覆盖边缘;在固体粉末涂料体系中,增进粉末的自由流动,防止结块和流体化。
5)硫酸钡
用作涂料体质颜料的硫酸钡有天然和合成两种,天然产品称重晶石粉,合成产品称沉淀硫酸钡。
硫酸钡外观为致密的白色粉末,是惰性物质,密度为4.5g/cm3,在体质颜料中最重,化学性质稳定,几乎不溶于水、乙醇和酸,在热硫酸中能溶,耐碱、耐光。杂质含量少的呈玻璃光泽,解理面呈珍珠光泽。重晶石粉的吸油量极低(6g/100g)。沉淀硫酸钡拥有优越的颜色及细的粒子。
重晶石粉填料主要用于要求高涂膜强度、高填充力和高化学惰性的工业底漆和汽车中间涂料,也用于需要较高光泽的面漆中。在乳胶漆中,由于重晶石折射率高(1.637),微细重晶石粉可具有半透明性白色颜料的功能,可在涂料中取代部分钛白分。
6)硅灰石
硅灰石主要成分为偏硅酸钙(CaSiO3),具有似针状结构,且有好的亮度、折射率(1.62)和相对低的吸油量(20~26g/100g)。
硅灰石在涂料中可作为体质颜料和代替部分白色颜料,起遮盖、增量作用,降低漆的成本。使白漆保持长久明亮的色调。
针状结构的硅灰石(长径比为10:1 ~20:1),在涂料中可起平光剂的作用,改进涂膜机械强度,有时在增强性涂料中代替有害的石棉。涂料中一般多用较细粒级(如325目)和微细级(10um)硅灰石粉,因为有利于涂料遮盖力的发挥。可用于油性建筑涂料、吸声(隔声)涂料、路标漆、聚乙酸乙烯乳胶漆等。表面处理的硅灰石可用于工业醇酸、环氧等防腐蚀涂料中,提高金属底漆的防腐蚀性,并部分取代活性防锈颜料。
7)云母粉
涂料中主要应用白云母,也可少量应用金云母。主要利用它的高径厚比的片状结构、良好的耐热性、耐候性、透明性、耐化学性、紫外屏蔽性等性能,在防腐蚀涂料、功能性涂料中作填料。在涂料配方中主要用于一些特种油性和水性涂料,其加量从工业涂料的大约20%到浮雕花纹建筑涂料大约40%不等。
湿磨云母粉的一个重要应用领域,是用作钛珠光颜料的载体原料。涂料、油墨、塑料等行业都需要不同规格系列的云母钛珠光颜料。
8)石墨
天然石墨因具有片状结构和良好的遮盖率,可用于钢结构维护涂料中;它的良好导电性和黑颜色,使它可用于电子计算机电屏蔽涂料中,这种涂料可含高达75%的石墨。另一种用途是防静电地板涂料。它可用于耐热涂料、底漆、封闭涂料以及耐水涂料,由于耐光性好,可用于汽车油漆中,作为一种效应颜料。
⑤ 填料的填料的种类
填料的种类很多,铝粉、锌粉铜粉、银粉等金属粉末可用作导电填料。水泥、粉煤灰等也可用作填料。木粉、淀粉等植物性粉末也可用作填料。氟化钙可少量用于聚氨酯胶黏剂和密封胶体系;兼具二氧化碳吸收剂的作用。
一般来说,微细的粉末填料或改性的微细填料,以及纤维状、片状填料,少量使用可提高其整体性能,.例如对弹性聚合物(如橡胶、聚氨酯弹性体_)有· 定的补强作用,增加模量、强度、.耐磨性、耐热性,改善其尺寸稳定性,对硬质制品也能适当提高强度、耐老化性。但使用量过大则使得物性降低,,并且填料掺量大时操作困难。填料有以下几种:根据装填方式的不同,可分为散装填料和规整填料。 散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸的颗粒体,一般以随机的方式堆积在塔内,又称为乱堆填料或颗粒填料。散装填料根据结构特点不同,又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。现介绍几种较为典型的散装填料:
拉西环鲍尔环阶梯环弧鞍填料 矩鞍填料 金属环矩鞍 填料球形填料 (1)拉西环填料于1914年由拉西(F. Rashching)发明,为外径与高度相等的圆环。拉西环填料的气液分布较差,传质效率低,阻力大,通量小,工业上已较少应用。 规格
mm 比表面积
m/m 空隙率
m/m 个数
n/ m3 堆积重量
kg/ m3 干填料因子
m 15*15*0.5 350 0.92 248000 660 460 25*25*0.8 220 0.92 55000 640 290 35*35*1.0 150 0.93 19000 570 190 50*50*1.0 110 0.95 7000 430 130 76*76*1.6 68 0.95 1870 400 80 (2)鲍尔环填料是对拉西环的改进,在拉西环的侧壁上开出两排长方形的窗孔,被切开的环壁的一侧仍与壁面相连,另一侧向环内弯曲,形成内伸的舌叶,诸舌叶的侧边在环中心相搭。鲍尔环由于环壁开孔,大大提高了环内空间及环内表面的利用率,气流阻力小,液体分布均匀。与拉西环相比,鲍尔环的气体通量可增加50%以上,传质效率提高30%左右。鲍尔环是一种应用较广的填料。 型号 规格
mm 比表面积
m/m 空隙率
m/m 个数
n/ m3 堆积重量
kg/ m3 干填料因子
m Dg16 16*16*0.5 239 0.928 192500 346 299 Dg26 25*25*0.5 219 0.934 49000 414.2 269 Dg38 38*38*0.7 176 0.945 13400 312 253 Dg50 50*50*0.8 134 0.949 6800 311 131 Dg76 76*76*1.0 96 0.96 1980 216 72 (3) 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,成为所使用的环形填料中最为优良的一种。 规格
mm 比表面积
m/m 空隙率
m/m 个数
n/ m3 堆积重量
kg/ m3 干填料因子
m 25*12.5*0.5 254 0.93 97160 383.5 273 38*19*0.8 154.3 0.94 31890 465.6 185.8 50*28*1 132.5 0.95 11600 323.9 127.4 (6) 金属环矩鞍填料 环矩鞍填料(国外称为Intalox)是兼顾环形和鞍形结构特点而设计出的一种新型填料,该填料一般以金属材质制成,故又称为金属环矩鞍填料。环矩鞍填料将环形填料和鞍形填料两者的优点集于一体,其综合性能优于鲍尔环和阶梯环,在散装填料中应用较多。 填料尺寸
mm 比表面积
m/m 空隙率
m/m 个数
n/ m3 堆积重量
kg/ m3 Dg25*20*0.6 185 0.96 101160 119 Dg38*30*0.8 112 0.96 36600 365 Dg50*40*1 74.9 0.96 10400 291 Dg76*60*1.2 57.6 0.97 3320 244.7 (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,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。 (1)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。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。 (2)波纹填料在工业上应用的规整填料绝大部分为波纹填料,它是由许多波纹薄板组成的圆盘状填料,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。
波纹填料按结构可分为网波纹填料和板波纹填料两大类,其材质又有金属、塑料和陶瓷等之分。
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。
金属板波纹填料是板波纹填料的一种主要形式。该填料的波纹板片上冲压有许多f5mm左右的小孔,可起到粗分配板片上的液体、加强横向混合的作用。波纹板片上轧成细小沟纹,可起到细分配板片上的液体、增强表面润湿性能的作用。金属孔板波纹填料强度高,耐腐蚀性强,特别适用于大直径塔及气液负荷较大的场合。
金属压延孔板波纹填料是另一种有代表性的板波纹填料。它与金属孔板波纹填料的主要区别在于板片表面不是冲压孔,而是刺孔,用辗轧方式在板片上辗出很密的孔径为0.4~0.5mm小刺孔。其分离能力类似于网波纹填料,但抗堵能力比网波纹填料强,并且价格便宜,应用较为广泛。
波纹填料的优点是结构紧凑,阻力小,传质效率高,处理能力大,比表面积大(常用的有125、150、250、350、500、700等几种)。波纹填料的缺点是不适于处理粘度大、易聚合或有悬浮物的物料,且装卸、清理困难,造价高。
(3)脉冲填料脉冲填料是由带缩颈的中空棱柱形个体,按一定方式拼装而成的一种规整填料。脉冲填料组装后,会形成带缩颈的多孔棱形通道,其纵面流道交替收缩和扩大,气液两相通过时产生强烈的湍动。在缩颈段,气速最高,湍动剧烈,从而强化传质。在扩大段,气速减到最小,实现两相的分离。流道收缩、扩大的交替重复,实现了“脉冲”传质过程。
脉冲填料的特点是处理量大,压降小,是真空精馏的理想填料。因其优良的液体分布性能使放大效应减少,故特别适用于大塔径的场合。 塑性填料是经模具压制成型的填料,使用时不需要像编结填料那样切断后盘成环状,而且是根据轴颈大小制成环形。塑性填料有棉状和积层两种形式。
(1)绵状填料
绵状填料是把纤维、石墨、云母、金属粉(或金属鳞片)、油脂与弹性粘结剂相混合后,模压成环形,再在外层编结一层石棉纱(根据需要也可用金属丝)。还有一种使用方式是将混合物直接放人填料腔,经压盖压紧后直接使用,由于填料没有固定尺寸,填料装填不当容易影响密封性能所以该方法较少使用。可以根据工作条件调节绵状填料中各种混合料的种类和配比,例如高压蒸汽密封加人铜粉、酸性介质密封加人铅粒或铅片、轴有振动时可加添较多的弹性良好的粘结剂等。由于这种填料不含润滑剂,所以高压下其体积变化很小,可用于高速泵类和高压阀门密封。如加人固体润滑剂,则可以保证良好的自润滑性能,且结构致密,有助于提高密封性。另外,绵状填料有塑性流动性,还可以与金属填料组合使用。
(2)积层填料
这种填料是在石棉布或帆布的表面上涂敷橡胶,经叠合或者卷绕后热压硫化成型,还可以内夹橡胶芯等软质填料或嵌人弹簧,几种积层填料的结构。积层填料密封性良好,可用于120℃以下的低压蒸汽、水和氨液,主要用作往复运动的轴封和阀杆的密封,无接口的圈装积层填料还可以用作往复泵活塞环。由于积层填料中所含润滑剂不足,使用过程中需添加润滑剂。
⑥ 水性工业漆一般用哪些填料
水性工业漆中常用的填料:
1、云母粉:
云母是功能性填料,在涂料中平行排列层层叠加,使腐蚀性物质对涂膜的渗透受到强烈阻隔,提高漆膜性能及紫外光屏蔽功能;
2、硅微粉:
也称作石英粉,可以提高工业漆的耐磨性、耐腐蚀性和漆膜硬度;
3、碳酸钙:
根据生产工艺不同,分为重钙和轻钙(合成),重钙用作填充用,由于耐酸性差,限制了它在户外涂料和酸性环境中的应用。轻钙的特点是密度小、颗粒细,但稳定性较差。
4、滑石粉:
在工业涂料,尤其是底漆中,滑石粉附着力好易打磨,还能起到防流挂作用;
5、硫酸钡:
硫酸钡包括重晶石(天然钡)和沉淀硫酸钡两种,重晶石主要用于底漆中。