“填料”其實是泛指被填充于其他物體中的物料。但細分來看，填料在不同領(lǐng)域中的所呈現(xiàn)的形態(tài)有著巨大區(qū)別。

譬如說在化學(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。

本文主角“工業(yè)陶瓷填料”主要是指化學(xué)工程中的填充塔內(nèi)的惰性固體物料。對于填充塔大家可能比較陌生——它其實是塔設(shè)備的一種，在塔內(nèi)填充適當(dāng)高度的填料，可用于增加兩種流體間的接觸表面。例如應(yīng)用于氣體吸收時，液體由塔的上部通過分布器進入，沿填料表面下降，除此外還被廣泛應(yīng)用于蒸餾、萃取等操作。

填料塔結(jié)構(gòu)

對于這些堪稱填充塔“核心部件”的物料，人們賦予它們一個統(tǒng)稱——“塔填料”。塔填料的材質(zhì)主要可分為陶瓷、塑料、金屬，其性質(zhì)決定了填料塔的操作，只有性能優(yōu)良的塔填料再輔以理想的塔內(nèi)件才能構(gòu)成技術(shù)上先進的填料塔。

其中，陶瓷填料具有很好的耐腐蝕性、耐熱性及很好的表面潤濕性能，且價格便宜。但是質(zhì)脆、易碎是其最大缺點，目前在氣體吸收、氣體洗滌、液體萃取等過程中應(yīng)用較為普遍。下文小編將以散堆填料和規(guī)整填料兩大類來說明工業(yè)陶瓷填料的應(yīng)用及優(yōu)勢。

一、散堆填料

散堆填料是具有一定幾何尺寸的顆粒體，在塔內(nèi)以散堆方式堆積。散堆填料及其塔設(shè)備可用在吸收、解吸、精餾、干燥和萃取等氣-液或液-液接觸的傳質(zhì)傳熱過程以及反應(yīng)蒸餾、流化干燥和超重力分離等領(lǐng)域。根據(jù)國內(nèi)外最新的研究工作表明，在液液萃取、液氣比很大的吸收和高壓精餾的情況下，應(yīng)用散堆填料的操作性能優(yōu)于規(guī)整填料和塔盤。

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

陶瓷鮑爾環(huán)填料是在陶瓷拉西環(huán)的基礎(chǔ)上開發(fā)的一種高徑相等的開孔環(huán)型填料，每層窗孔有5個舌葉，每個舌葉內(nèi)彎指向環(huán)心，上下兩層窗孔的位置相反錯開。由于環(huán)壁開孔，填料塔內(nèi)的氣體和液體能夠從窗孔自由通過，改善了氣液分布，充分利用了環(huán)的內(nèi)表面。與拉西環(huán)相比，氣體通量可增加50%以上，傳質(zhì)效率提高30%左右，是一種應(yīng)用較廣的填料。

3.階梯環(huán)填料

階梯環(huán)吸收了拉西環(huán)的特點，而對鮑爾環(huán)的改進，環(huán)的高徑比為1:2，并在一端增加了錐形翻邊，減少了氣體通過床層的阻力，并增大了通量，填料強度較高，由于其結(jié)構(gòu)特點，使氣液分布均勻，增加了氣液接觸面積而提高了傳質(zhì)效率。其綜合性能優(yōu)于鮑爾環(huán)，成為所使用的環(huán)形填料中最為優(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，且強度較差，易破碎，工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用不多。

5.矩鞍填料

為了克服弧鞍填料容易套疊的缺點，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，如此一來填料堆積時不會套疊，液體分布較均勻，且較耐壓力，構(gòu)型簡單。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。

二、規(guī)整填料

規(guī)整填料是一種在塔內(nèi)按均勻幾何圖形排布、整齊堆砌的填料，具有比表面積大、壓降小、流體分均勻、傳質(zhì)傳熱效率高等優(yōu)點，是繼散堆填料之后在近20年來發(fā)展的新型高效填料。最早開發(fā)的是金屬規(guī)整填料，以后相繼開發(fā)的有塑料規(guī)整填料、陶瓷規(guī)整填料和碳纖維規(guī)整填料。

規(guī)整填料根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點可以分為兩大類：波紋型和非波紋型。前者又分，垂直波紋型和水平波紋型；后者又分，柵格型和板片型等。

1.波紋填料

陶瓷波紋填料是一種新型規(guī)整填料，它是由許多具有相同幾何形狀的填料單元體組成。由于陶瓷獨特的結(jié)構(gòu)，具有良好的親水性能，其表面可形成極薄的液膜的湍動及氣流的傾斜曲折通道能促進氣流但又不阻擋氣流使陶瓷填料能與金屬填料相匹敵，而其耐腐蝕、耐高溫性能金屬填料卻無法相比。表面結(jié)構(gòu)有良好的濕潤性能，能使液體加快流動、使填料滯液量降至最低。從而降低了過熱、聚合和結(jié)焦的機會。

2.格珊填料

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。它能使氣體和液體有固定走向，流體在板片之間不斷沖刷接觸，使得兩者均不會在填料表面停滯、沉積和堵塞，是一種高效、大通量、低壓降的新型規(guī)整填料，主要用于要求壓降小、負荷大及防堵等場合。

瓷質(zhì)規(guī)整六棱組合環(huán)系列高效規(guī)整填料

資料來源：

填料塔常用填料.ppt（華東理科大學(xué)）

格柵填料在脫硫塔和煤氣洗滌塔應(yīng)用中的節(jié)能減排技術(shù)，沈樹榮。

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