CN1031321C - 孔环波形填料 - Google Patents

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Abstract

一种孔环波形填料，其特征在于孔板波纹为圆弧状，且在所述每段波纹上开有一组环片，每两相邻波纹上的环片交错排列。

Description

本发明涉及一种新型规整填料。尤其是一种孔环波形填料。
目前，国际上广泛使用的孔板波纹填料为圆盘状(参见苏联专利1301470)。每盘填料均由压成波纹状的薄片组装而成，波纹方向与塔的轴线成一定角度(称为倾角)。相邻的波纹片的波纹方向相反。这样填料内部形成许多相互交叉对称的倾斜通道。相邻的填料盘互相紧密贴合，并互相成90°交错安装在塔体内。
图1为现有技术中波纹片的波纹示意图。图中δ是波纹面与水平面之间的二面角，β为液滴在波纹面上流动轨迹与波纹棱的夹角。φ为波纹倾角，ζ为相邻波纹斜面间的倾角。波纹片可以是金属丝网或压延板片，其材料也可以是塑料或陶瓷。图2为现有技术中为与波纹方向垂直的法截面上波纹片的几何结构。t为片厚度，h为波峰高度。波峰距用2B表示，它由峰高及相邻波纹面的顶角ζ决定，顶角通常为78～90°，每盘填料高度H随型式及塔径而异，一般为160到300mm。孔板波纹填料作为性能优良的塔填料已在工业装置中得到广泛应用，但由于其自身结构上的一些弱点，尚有以下不足之处：
①波纹顶角为78～90°的角，液体易于在此处积聚，影响气液接触，降低传质效率，同时波纹棱也增大了流动阻力。
②四边形的几何通道，致使填料的比表面积较小。
本发明的目的就是针对孔板波纹片的上述弱点，在保留规整填料园盘形结构的前提下，提供一种新型波形片--圆(或椭圆)波形片取代孔板波纹片，从而提供了一种新的孔环波形填料。
本发明的目的是这样实现的：本发明的孔环波形填料可采用金属，塑料、陶瓷等常用材料。对于金属薄板，经过冲压打孔，挤压成波形，冲压成环状等简单步骤，即可制成孔环波片。然后将孔环波片交错粘结一起制成填料盘，交错90°安装于塔体内。
具体地说就是一种孔环波形填料，其特征是孔板波纹为圆弧状，且在所述每段波纹上开有一组环片，每两相邻波纹上的环片交错排列，和在相邻两环之间的连接段上有开孔。所说的波形填料波峰高(h)等于孔环半圆的直径(D)，波峰距为2倍孔环半圆的直径。
由于孔环波形填料的优良结构，本发明具有以下优点：
①整个波片较平滑，无棱角，有利于液体均匀分布，改善了汽液传质，进而提高了传质效率，同时，也减小了流动阻力。
②由于其结构的对称性，只要塔内件设计合理几乎无放大效应。
③与现有孔板波纹填料相比，在空隙率几乎相同的条件下，比表面积增大了10～15％。
④使环形传质单元规则排列，基本消除了颗粒填料表面的接触现象，很少的接触点均为点接触，从而提高了填料比表面的利用率，提高了传质效率。
⑤通过上述分析，本发明的填料与孔板波纹填料相比，可提高传质效率15％左右。
本发明的具体结构由以下的实施例及其附图给出，图1是现有技术中波纹片的波纹示意图。
图2是现有技术波纹片的几何结构示意图。
图3是根据本发明提出的孔环波形填料的与波纹方向垂直的法截面上波纹片的几何结构示意图。
图4为本发明的一种结构的孔环波纹片填料的示意图。
图5为本发明的另一种结构的孔环波形填料的示意图。
下面结合附图详细说明依据本发明提出的具体装置的细节及工作情况。
本发明的填料为圆盘状，每盘填料均由压成波纹状的薄环片组装而成。波纹方向与塔轴线呈一定角度，相邻波环片的波纹方向相反。相邻的填料盘互相紧密贴合，并互成90°交错安装于塔体内。
如图3所示，A.B分别是对称的半圆(椭圆)，h为波峰高，等于半圆的直径D，波峰距为2D，t为片厚度。由于将波纹棱角改为圆环状，因而可以两个半圆(或椭圆)段加工成相互对称的各种环，如图4所示的鞍环等，也可以在A.B两个对称波段上打孔，开孔率约10％。相邻两环之间的连接段C，可以开孔(如图5所示)，以提高连接段的传质效果。
本发明利用性能优良的鞍环填料结构，构成性能更好的规整填料。如图4和5所示，A.B分别是对称的半圆(或椭圆)，C为相邻两环之间的连接段，D为环片，E为环芯片。由于将孔板波纹棱角改为圆弧状，同时在相邻两环之间的连接段C上开孔，以提高连接段的传质效果。
本发明的填料易于加工，可采用金属、塑料、陶瓷等常用材料，对于金属薄板，经过冲压打孔，挤压成波形，冲压成环状等简单步骤，即可制成孔环波片。然后将孔环波片交错粘结成填料盘交错90°安装于塔体内。
由于孔环波形填料的优良结构，本发明具有以下优点：
①整个波片较平滑，无棱角，有利于液体均匀分布，改善汽液传质，进而提高了传质效率，减少了流动阻力。
②与苏联专利1301470相比，D环和C处的开孔在保证填料强度的前提下，使填料具有较开放的结构，从而减小气体流动阻力，提高处理能力；同时有助于液体形成涡流，提高传质效率。
③与现有孔板波纹填料相比，在空隙率几乎相同的条件下，比表面积增大了15％左右。
④环形传质单元的规则排列，基本上消除颗粒填料表面的接触现象(很少的接触点均为点接触，从而提高了填料比表面的利用率。
⑤由于其结构的对称性，只要塔内件设计合理几乎无较大效应。
⑥通过上述分析，本发明的填料与孔板波纹填料相比，可提高传质效果15％左右。

Claims (2)

1.一种孔环波形填料，其特征是孔板波纹为圆弧状，且在所述每段波纹上开有一组环片，每两相邻波纹上的环片交错排列，和在相邻两环之间的连接段上有开孔。
2.如权利要求1所述的填料，其特征是波形填料波峰高(h)等于孔环半圆的直径(D)，波峰距为2倍孔环半圆的直径。
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