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。在化工產品中，填料又稱填充劑，是指用以改善加工性能、制品力學性
能并（或）降低成本的固體物料。
按其結構不同可分棉狀、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。
(2)石棉纖維填料：石棉纖維有較好的耐熱性，能耐弱酸、強堿，強度較高，吸附性能好等優點。如加一些耐酸、
堿材料，浸漬摩擦系數小的材料，加入導熱性好的金屬材料，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，介質溫度≤100℃ 壓力≤32MPa，聚四
氟乙烯乳液浸石棉填料，適用于強腐蝕性介質，介質溫度-200～200℃ 壓力≤35MPa，NFS型聚四氟乙烯編織
填料 ，適用于化學物品，介質溫度為 -200～260 ℃ 壓力≤35MPa
(4)橡膠填料：有橡膠夾布、橡膠棒、環形橡膠填料，用于溫度≤140℃的氨、濃硫酸等介質中。
(5)碳纖維填料：型號為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；有優異的自潤性、高溫，在空氣中可在-120～350℃溫度范圍內穩定工作，耐壓≤35MPa。
(6)柔性石墨填料 ：柔性石墨填料有如下優良性能：
① 獨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，使用中不會因溫度壓力變化，震動等
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。低溫可應用于-200℃，在高溫氧化性介質中可用到500℃，在非氧化性介質中可應用到2000℃，
并能保持優良的密封性。
③ 耐腐蝕性強。對酸、堿類、有機溶劑、有機氣體及蒸汽均有良好的耐腐蝕性。不老化，不變質，除強氧化性
介質(硝酸)、發煙硫酸、鉻酸、鹵素等外，能耐一切介質的腐蝕。
④ 摩擦系數低，自潤性良好。
⑤ 對氣體及液體具有優良的不滲透性。
⑥ 使用壽命長，可反復使用。
柔性石墨在石油、化工、發電、化肥、醫藥、造紙、機械、冶金、宇航和原子能等工業中得到廣泛地應用，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： 經過膨脹處理的聚四氟乙烯，克服了彈性差的缺點，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；耐腐蝕性能很好。目前國內應用較少。國外制作的陶瓷纖維填料的使用溫
度可達1480℃。
(9)金屬填料按其結構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，其優點是耐高溫、耐沖蝕、耐磨損、強度高、導熱性好。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、耐腐蝕性根據金屬材料而定。
金屬波形填料：型號為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，與石棉填料交錯裝配使用。能在溫度≤500℃的油品介質中使用。
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40MPa。
四、波紋管填料：波紋管用于密封，可節省填料，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，閥桿可作上下運動。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，用于毒性介質和密封面要求較高的場合。
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。
填料有點與缺點：
優點：結構簡單、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。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。
填料選用準則
填料的幾何特性數據主要包括比表面積、空隙率、填料因子等，是評價填料性能的基本參數。
（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，
所提供的氣液傳質面積愈大。因此，比表面積是評價填料性能優劣的一個重要指標。
（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性能，f值越小，表明流動阻力越小。
填料性能優劣主要取決于：
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，則傳質效率越高；填
料的空隙率越大，結構越開敞，則通量越大，壓降亦越低。
填料的選擇包括確定填料的種類、規格及材質等。所選填料既要滿足生產工藝的要求，又要使設備投資和操
作費用最低。
填料種類的選擇要考慮分離工藝的要求,通?？紤]以下幾個方面：
1)傳質效率要高一般而言，規整填料的傳質效率高于散裝填料。
2)通量要大。在保證具有較高傳質效率的前提下，應選擇具有較高泛點氣速或氣相動能因子的填料。
3）填料層的壓降要低。
4）填料抗污堵性能強，拆裝、檢修方便。
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