填料塔設(shè)備是化工生產(chǎn)中最重要的設(shè)備之一。塔填料是填料塔中的傳質(zhì)元件,它可使氣液或液液兩相之間的接觸面增大,為提高其湍動(dòng)程度創(chuàng)造條件,達(dá)到相際傳質(zhì)及傳熱的目的。
塔填料按材質(zhì)可分為三大類:塑料填料、陶瓷填料、金屬填料。填料可以分為:散裝填料和規(guī)整填料,常用的散裝填料有花環(huán)、鮑尓環(huán)、階梯環(huán)、矩鞍環(huán)、異鞍環(huán)、海爾環(huán)、扁環(huán)、空心浮球等。
PVDF材質(zhì)的塑料填料特性
常用的塑料填料材質(zhì)主要有:聚乙烯(PE),聚丙烯(PP),增強(qiáng)聚丙烯(RPP),聚氯乙烯(PVC),氯化聚氯乙烯(CPVC)及聚偏氟乙烯(PVDF)等。其中PVDF材質(zhì)的塑料填料具有普通塑料或其他材質(zhì)無法比擬的機(jī)械性能、低表面能、低摩擦系數(shù)和自潔性、耐酸堿性、耐化學(xué)腐蝕性,同時(shí)保留塑料的空隙大、通量大、阻力小、能耗低、操作費(fèi)用低、重量輕、易裝卸、可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)被廣泛用于石油、化工、氯堿、煤氣、環(huán)保等行業(yè)的中低溫(60℃-150℃)精餾、吸收和洗滌塔中。
PVDF主要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯與其他少量含氟乙烯基單體的共聚物,具有良好的耐化學(xué)腐蝕性、耐高溫性、耐氧化性、耐候性、耐輻射性等。
化學(xué)結(jié)構(gòu)中以C-F化合鍵結(jié)合,分子鏈中C-F鍵的極距大,與C-H鍵的偶極子成相反方向,因此它是一種有著極高極性的高聚物,具有很高的機(jī)械強(qiáng)度,在室溫下PVDF的拉伸強(qiáng)度達(dá)到55MPa,100℃下也達(dá)到35Mpa,具有其他塑料填料無法比擬的機(jī)械性能。
PVDF樹脂在塔填料中的應(yīng)用實(shí)例介紹
1. PVDF材質(zhì)泰勒環(huán)
泰勒花環(huán)是由12個(gè)小圓環(huán)按徑向排列而組成的一個(gè)大扁球體,很類似于一個(gè)螺旋形彈簧首尾相接繞成的一個(gè)圓球體。
泰勒花環(huán)填料的主要特點(diǎn)是填料的空隙率大,不易被堵塞,還有通量大、阻力小等優(yōu)點(diǎn),由于泰勒花環(huán)填料的間隙處能有較高的滯液量,可使塔內(nèi)液體停留時(shí)間較長(zhǎng),從而增加了氣液的接觸時(shí)間,提高了傳質(zhì)效率。
PVDF材質(zhì)具有優(yōu)于其他塑料的機(jī)械強(qiáng)度、自潔性、耐酸堿和有機(jī)溶劑性能,同時(shí)保留塑料的空隙大、通量大、阻力小、能耗低、操作費(fèi)用低、重量輕、易裝卸、可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn),可以提高塔的運(yùn)行周期,同時(shí)PVDF填料清洗后也可以重新利舊,較陶瓷、金屬材質(zhì)相比,更易加工成型。制備方法:直接注塑成型。
2. PVDF材質(zhì)鮑爾環(huán)
鮑爾環(huán)的空間結(jié)構(gòu):在外徑與高度相等的圓環(huán)的環(huán)壁上開出帶有內(nèi)伸舌葉的窗孔,舌葉彎入環(huán)內(nèi),指向環(huán)心,在中心處幾乎相搭。
鮑爾環(huán)由于環(huán)壁開孔,大大提高了環(huán)內(nèi)空間及環(huán)內(nèi)表面的利用率,氣流阻力小,液體分布均勻。具有通量大、阻力小、分離效率高及操作彈性大等優(yōu)點(diǎn)。鮑爾環(huán)是在拉西環(huán)(外徑與高度相等的圓環(huán))的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,比之拉西環(huán),鮑爾環(huán)不僅具有較大的生產(chǎn)能力和較低的壓降,且分離效率較高,溝流現(xiàn)象也大大降低。以PVDF為原料生產(chǎn)鮑爾環(huán),具有與PVDF泰勒花環(huán)一樣的優(yōu)點(diǎn),機(jī)械強(qiáng)度高、自潔性好、耐酸堿和有機(jī)溶劑性能優(yōu)良,同時(shí)保留塑料的空隙大、通量大、阻力小、能耗低、操作費(fèi)用低、重量輕、易裝卸、可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn),可以提高塔的運(yùn)行周期,同時(shí)PVDF填料清洗后也可以重新利舊。制備方法:直接注塑成型。
PVDF材質(zhì)填料應(yīng)用前景
PVDF填料具有其它材質(zhì)填料無法與之相比的優(yōu)異性能,特別適用于化工、氯堿等行業(yè)的填料塔中,能大大地減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,減少設(shè)備的檢修次數(shù),延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命,節(jié)約設(shè)備及材料的投資和成本,具有廣闊的應(yīng)用前景。