CN1038112C - 半管式规整填料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽-液传质设备填料塔内的填装材料，其目的在于提出一种具有更大单位体积传质效率，即具有更大比表面积的新型规整填料，其填料片(板)的横向截面为多个半管形结构，两片对接形成多个圆形结构；本发明在填料片(板)壁上设的矩形孔，两边与板壁相连的矩形孔片向下弯曲形成圆弧，从而进一步扩大比表面积。本发明较现有波纹片(板)较大幅度提高了比表面积，即压力降只是略微加大且可在改变r和a后加以克服。

Description

本发明涉及汽-液传质设备填料塔内的填装材料。
填料塔是广泛用于工业传质过程的重要设备，其内装填料经过多年研制已由散装填料发展到各种特性较其优越的规整填料，其最新研究成果是以瑞士Soljer公司的Nellapar和美国Glitch公司的Geaapar为代表的各类规整波纹板，其基本结构及几何尺寸如图1所示。
本发明的目的是进一步发掘现有填料的潜力，提出一种具有更大单位体积传质效率，亦即用更优化的结构尺寸代替现有技术中波纹片的几何尺寸，易于制造和具有更大比表面积的新型规整填料。
本发明采取改变现有波纹板填料的几何尺寸的方案完成本发明的任务；即其填料片(板)的横向截面形状为多个半管形，其两边对接后的横截面为多个圆形；本发明目对其开孔结构作了根本性的改变，即其在填料片(板)壁上设有矩形孔，其中两边与管壁相连的矩形孔片向下弯曲形成圆弧，其圆弧的中心点在半管形填料板的半径r的中心线上，从而形成弧形筋板，以进一步扩大比表面积。
本发明提出的半管式填料片(板)可采用冲压成型，即将金属板冲压成型为横向截面为多个半管形，再在板片壁上冲压成型如前所述的孔片向下弯曲呈弧形的矩形孔；也可采用其它材料如陶瓷以其它方式制作。
本发明在使用时可根据塔径大小做成圆柱状的填料盘，总盘高H一般为100-300毫米，相邻上下两层盘以交错排列的形式装塔，每片填料片的轴向倾角α可为任意角度，一般可为45°～60°填料片上设孔，以改善气、液接触，分布性能和减小填料层压力降；即本发明在使用过程中采用的使用方法同现有规整填料方法基本相同。
附图2提供了本发明填料片(板)两片对接结构示意图(横向截面)。
附图3提供了本发明填料片(板)层排列示意图。
附图4提供了本发明填料片(板)开孔示意图(横向截面)。
附图5提供了本发明填料片(板)开孔结构俯视图。
附图6为本发明实施例附图。
图中：1.半管式填料片(板)，2.孔，3.圆弧形筋板；t、填料片(板)厚度，r、半管填料板半径，h、孔的宽度，λ、填料片上孔的开孔率。
比表面积和空隙率是衡量填料性能的最关键的两个因素，其影响到填料的传质效率和压力降通量。
由附图1、附图7所示的波纹板规整填料与本发明规整填料的比表面积和空隙率表达式分别为：
比表面积am2/m3
a波纹板＝22/r(1-a)……(1)
a半管式板＝π/r……(2)
空隙率：ε＝1-at/2
由式(1)(2)比较看出，相同体积填料的半管式板较波纹板，在不开孔的条件下，比表面积要大11％，随着板上开孔，半管式板比表面积还要大得多，而半管式板比波纹板的孔隙率只不过小2％左右，即半管式板比波纹板传质效率高，而压力降只是略微加大，且后者又可在改变r和a后加以克服。
如附图2可知，本发明填料片(板)1的横向断面形状为多个半管形，其两片对接后的断面为多个圆形。
如附图4、5所示，本发明半管式填料片(板)壁上设置多个孔2，其为矩形孔，其孔片的横向截面形状为半径同半管式填料片(板)半径r相同的圆弧，孔的僻视形状为矩形(孔)，宽度为h，其矩形孔片的两边连接在半管式填料片上，矩形孔片向下弯曲形成半径同填料片(板)半径r相同的圆弧，即圆弧形筋板。
实施例：
如附图6所示：其为本发明填料片(板)及波纹板规整填料的横向断面结构示意图，以利比较，其半径r为25mm，板厚t为2mm，开孔率入λ为12％，其塔内占据空间与现有用于原油减压蒸馏塔的100×波波板填料相当，两种填料的技术对比参数如下：
                      100×波纹板     半管式板
1.板厚                   2mm             2mm
2.波间距或半管直径       50mm            50mm
3.开孔率                 12％            12％
4.比表面积m2/m3        99.56           125.66
5.空隙率％               99.04           87.43
上述参数比较说明：半管式板比现有波纹板提高了比表面积25％，而空隙率只下降下2.61％，其将在工业应用中大幅度降低填料塔费用或同等费用时提高产品质量。

Claims (1)

1.一种用于汽-液传质的规整填料，其特征在于：
a、规整填料的填料片(板)的横向截面为多个半管形结构，两片对接后的横向截面为多个圆形结构；
b、规整填料的填料片(板)的壁上设置有多个矩形孔，其中两边与管壁相连的矩形孔片向下弯曲形成圆弧，圆弧的半径同半管式填料片(板)的半径相同。
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