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什么是蜂窝陶瓷填料

编辑:天华化工机械时间:2018-12-19

什么是蜂窝陶瓷填料

化工填料在很多行业都运用广泛,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,低场合使用,是填料塔中气液接触的基本构件,其性能的优劣是决定填料塔操作性能的主要因素。

按材质分类:

①陶瓷填料。陶瓷填料具有较好的耐腐蚀性及耐热性,一般可耐出氢氟酸以外的其他各种无机酸和有机酸。陶瓷填料易碎,不宜在高冲击强度下使用,但具有较好的润湿性能。

②金属填料。金属填料可用多种材质制成,碳钢填料造价低,且具有较好的表面润湿性能,可适用于无腐蚀或低腐蚀的体系;不锈钢填料耐腐蚀性强,但造价较高。金属填料的抗冲击性强,能在高温、高压、高强度下应用,工业上主要以金属填料为主。

③塑料填料。塑料填料的材质主要包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)及聚氯乙烯(PVC)等,其耐腐蚀性能较好,可耐一般的无机酸、碱和有机溶剂等,但具有冷脆性,不宜在0℃一下使用,但表面润湿性能稍差。

按装填方式分类:

A、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,主要包括:①拉西环填料;②鲍尔环填料;③阶梯环填料;④弧鞍填料;⑤矩鞍填料;⑥环矩鞍填料等。

B、规整填料是按一定的集合图形排列,蒸汽堆彻的填料。规整填料种类很多,根据其几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等,目前工业上常用的规整填料为波纹填料,其基本类型有丝网形和孔板形两大类,可用陶瓷、塑料、金属等材质制造。加工中,波纹与塔轴的倾角有300和450两种,倾角为300的用代号BX(或X)表示,倾角为450用代号CY(或Y)表示。

1金属丝网波纹填料是网波纹填料的主要形式,是由金属丝网制成的。其特点是压降低、分离效率高,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。

2金属网板波纹填料是板波纹填料的主要形式。该填料的波纹板片上冲压有许多φ4-φ6mm的小孔,可起到分配板片上的液体,加强横向混合的作用。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。

总体来讲,规整填料可以实现单位理论级的压降最小,从而它们非常适合于要求能耗最小并需要很多理论级的分离过程。分离热敏性物系时,它们又可使塔底温度最低。尽管规整填料的投资一般比散装填料高,但对分离过程的经济考察发现,在总费用中能耗经常是决定性因素,因此,许多情况下,宁可采用规整填料而不用散装填料。 

如何选择填料的种类?

填料种类的选择要考虑分离工艺的要求,通常考虑一下几个方面。

①传质效率

传质效率即分离效率,它有两种表示方法:一是以理论级进行计算的表示方法,以每个理论级当量的填料层高度表示,即HETP值;另一是以传质效率进行计算的表示方法,以每个传质单元高度相当的填料层高度表示,即HTU值。在满足工艺要求的前提下,应选用传质效率高,即HETP值低的填料。

②填料的泛点气速

通量在相同的液体负荷下,填料的泛点气速愈高或气相动能因子愈大,则通量愈大,塔的处理能力愈大。因此,在选择填料种类时,在保证具有较高传质效率的前提下,应选择具有较高泛点气速或气相动能因子的填料。

③填料层的压降

填料层的压降是填料的主要应用性能,填料层的压降愈低,动力消耗越低,操作费用愈小。选择低压降的填料对热敏性物系的分离尤为重要。

④填料的操作性能

填料的操作性能主要指操作弹性、抗污阻性及抗热敏性等。所选填料应具有较大的操作弹性,以保证塔内气液负荷发生波动时维持操作稳定。同时,还应具有一定的抗污阻、抗热敏能力,以适应物料的变化及塔内温度的变化。

⑤填料层分段

当确定了总填料层高度后,应考虑填料层是否需分段,分段的目的是保证填料层中分布均匀,同时为上升气体提供横向混合的空间和机会,从而减小放大效应,提高传质效率。

河北蜂窝陶瓷填料厂家使用寿命:

化工填料里面的种类繁多,陶瓷、塑料、金属填料的使用寿命根据使用环境、使用温度不同、使用的寿命不一样,举例来说:

陶瓷的比塑料和金属的使用寿命要更长一些,可长达10多年,短的时间也有一年半载就更换的。蜂窝陶瓷蓄热体平均一年到一年半更换一次为好。蜂窝陶瓷铸造片都是一次性使用的,陶粒滤料是消耗品,每年增加5%即可。研磨瓷球根据磨耗不一,使用时间也不一样。 

碳化硅蜂窝陶瓷是以碳化硅(sic)为主要成分的蜂窝式陶瓷。

  碳化硅(sic)陶瓷蜂窝不仅具有优良的常温力学性能,如高的抗弯强度、优良的抗氧化性、良好的耐腐蚀性、高的抗磨损以及低的摩擦系数,而且高温力学性能(强度、抗蠕变性等)是已知陶瓷材料中最佳的。热压烧结、无压烧结、热等静压烧结的材料,其高温强度可一直维持到1600℃,是陶瓷材料中高温强度最好的材料。抗氧化性也是所有非氧化物陶瓷中最好的。

碳化硅(sic蜂窝)陶瓷的缺点是断裂韧性较低,即脆性较大,为此近几年以碳化硅(sic)蜂窝陶瓷为基的复相陶瓷,如纤维(或晶须)补强、异相颗粒弥散强化、以及梯度功能材料相继出现,改善了单体材料的韧性和强度。碳化硅(sic)蜂窝陶瓷在石油、化工、微电子、汽车、航天、航空、造纸、激光、矿业及原子能等工业领域获得了广泛的应用。  

 碳化硅蜂窝陶瓷是近一年来开发的一种结构似蜂窝形状的新型陶瓷产品。由最早使用在小型汽车尾气净化到今天广泛应用在化工、电力、冶金、石油、电子电器、机械等工业中,而且越来越广泛,发展前景相当可观。  

 汽车用碳化硅蜂窝陶瓷涉及一种用于高效捕集柴油机排放微粒的高纯碳化硅蜂窝状陶瓷捕集器,选用纯碳化硅作为多孔陶瓷骨料,以纳米碳化硅为烧结助剂,陶瓷骨料与烧结助剂比例控制在100∶1~15;以甲基纤维素与桐油等有机物作为结合剂和塑性成型剂且与适量水调配,且有机物与水的比例控制在1∶1~3的范围内;采用挤出成型工艺获得挤出的素坯,通过调节有机结合剂和成型剂的配比与用量,控制非固相含量在13~31%;采用先微波加热再烘箱干燥排除素坯中的水分;采用常规加热方式排除素坯中的有机物成分;采用常压烧结,通过改变微米级粒子的平均尺寸、改变纳米烧结助剂添加量、改变烧成温度,实现调节和改变蜂窝陶瓷材料气孔为连通网状分布。 

 蜂窝陶瓷无数相等的孔组成的各种形状,目前最大的孔数已达到了每平方厘米20~40,密度每立方厘米4~6克,吸水率最高达20%以上。由于多孔薄壁的特点,大大增加了载体的几何表面积和改善了抗热冲击性能,目前生产的产品,其网状孔以三角和四方为主,三角比四方承受力好得多,孔数也多些,这一点作为催化载体尤其重要。随着单位面积孔数的提高和载体孔壁厚度的减少,陶瓷载体的抗热冲击趋势是提高的,热冲击破坏的温度也是提高的。因此蜂窝陶瓷必须要降低膨胀系数和提高单位面积的孔数。热膨胀系数是主要性能指标,当前国外水平是α25-1000℃≤1.0×10-6℃-1,与国内对比有一定差距,不过这差距越来越小。最早生产蜂窝陶瓷的原料主要是高岭土、滑石、铝粉、粘土等,而今天已突破了,尤其是硅藻土、沸石、膨胀土以及耐火材料的应用,蜂窝陶瓷应用日益广泛,性能越来越好。  

 除了用于烧结成型的蜂窝陶瓷外,还出现了不烧结的蜂窝陶瓷,这大大提高了催化性能的活性。不仅外观尺寸由最小的球环形状发展到大尺寸的立柱和方形和圆形。根据模具设计的不同;可以制作成不同尺寸不同形状不同结构的蜂窝陶瓷。如用在石化行业炼油空气吸附干燥的分子筛催化剂,尺寸高达0.8m,宽0.25m的正方形,孔数每平方厘米达到25,从原料、工艺以及机械制造方面都有了很大的变化。尤其是生产工艺有了很大提高。作为催化剂的蜂窝陶瓷要求在制造成型时不开裂,有机成分必须释放干净,除了耐磨性能外还要求有一定的机械强度,再生回用多次。  

 蜂窝陶瓷主要产品有蓄热填料、活性炭、活性氧化铝、分子筛、瓷料球、塔填料和催化剂等数十种产品,蓄热填料的蜂窝陶瓷热容量J/kgk1000以上,使用温度≥1700℃,在加热炉、烘烤器、均热炉、裂解炉等窑炉中可节省燃料达40%以上,产量提高15%以上,排放烟气温度低于150℃。   

   活性炭粉末或颗粒制成蜂窝陶瓷形状后,大大提高了水处理的净化和废水处理能力,尤其在医药工业中抗菌素、激素、维生素、核酸针剂及各种针剂,药物等的脱水脱色去杂质等。  

     蜂窝陶瓷填料比其它形状填料的比表面积更大,强度更好等优点,可使汽液分布更均匀,床层阻力降低,效果更好,且可延长使用寿命,在石化、制药和精细化工行业中作填料效果相当好。 

上海蜂窝陶瓷填料厂家用在催化剂方面更具优势。以蜂窝状陶瓷材料为载体,采用独特的涂层材料,以贵金属,稀土金属及过渡金属制备,因而具有高的催化活性,良好的热稳定性,长的使用寿命,高强度等优点。

  用于催化裂化的蜂窝陶瓷正在取代现有的产品。催化裂化用200~500℃之间的重馏分油为原料(包括减压馏分,直馏轻柴油、焦化蜡油等),以硅铝酸盐为催化剂,反应温度在450~550℃之间(随反应器类型而异)。它产量大(每个大型催化裂化装置,每年裂化油品百万吨以上),技术条件要求高(例如,催化剂每接触油几分钟甚至几秒钟就要再生,每分钟流过流化床催化剂达10t或更多)随着催化活性的提高,为了加快再生速度,要求更加苛刻的再生条件。例如600~650℃,甚至700℃,催化剂消耗量大,每吨进料油消耗0.3~0.6kg催化剂,催化剂力学强度差的,消耗的还要大得多。这要求着催化剂活性、选择性、稳定性的稍微提高,对生产实际将具有重大意义。正因为如此,蜂窝陶瓷催化剂也在不断推陈出新,市场需求也越来越大,这些催化裂化用的催化剂被蜂窝陶瓷催化剂所代替,大尺寸多孔数的蜂窝陶瓷催化剂已崭露头角,有着强劲的发展势头。