CN104289172B - 导向格栅规整填料 - Google Patents

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    • B01J2219/3085—Ordered or stacked packing elements

Abstract

本发明公开了导向格栅规整填料，该规整填料由多排格栅条组I以及多排在垂直方向对称于格栅条组I的格栅条组II拼装而成，每排格栅条组I或格栅条组II由多块在同一平面内平行排列的格栅条组成，每块格栅条上冲压有导向孔，且相互平行的格栅条上的导向孔开口方向一致，相邻的格栅条上的导向孔开口方向在垂直方向上对称。本发明的优点是：与现有的规整填料相比，本发明的规整填料在传质效率相当的情况下，处理通量提高50％以上，理论级当量高度达0.7m以上，具有很强的抗结焦和堵塞能力，而且加工制作方便，机械强度高，安装维修简单。

Description

导向格栅规整填料
技术领域
本发明属于化工传质分离及反应技术领域，具体涉及导向格栅规整填料。
背景技术
填料塔是石油、化工、制药、轻工、环保等领域常见的流体接触传质和反应设备，广泛应用于萃取、精馏、吸收等工艺过程。塔填料分为散堆填料和规整填料两大类，散堆填料是具有一定几何形状和尺寸的颗粒体，可用散堆或整砌的方式填充在塔内，规整填料是有许多具有相同几何形状的塔填料单元组成，以整砌的方式填充在塔内。
中国专利200420047531.8公开了一种蜂窝舌形规则塔填料，如图1和图2所示，由多块格栅条1’-4’组成填料主体，并在每块格栅条上开有舌片5’，舌片6’与格栅条之间的夹角α在30°至70°之间，舌片5’可以是多排，格栅条与塔壁接触的边缘加工成与塔壁相同的弧线，使其堆放于塔内时能与塔壁配合良好。
该专利中，舌片5’虽然可以有效促进填料间流体的物质交换，并能促进液滴的破碎，有利于提高传质效率，且开孔率越高，越有利于提高传质效率。但与此同时，由于舌片5’在塔内为水平方向或者接近水平方向，流体流至舌片5’处时部分被挡住，只能流至舌片5’的周边，再做往下或往上的垂直流动，也即舌片5’的结构对塔内向上下流动的两相产生了较大的阻碍作用，并且开孔率越高，这种阻碍越大，进而减小了通量，也就是说，该种填料在有效提高传质效率的同时，牺牲了通量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供具有较高的通量，同时还具有较高的传质效率以及很强的抗结焦和堵塞能力的导向格栅规整填料。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
导向格栅规整填料，该规整填料由多排格栅条组I以及多排在垂直方向对称于格栅条组I的格栅条组II拼装而成，并以整砌的方式填充在填料塔内，每排格栅条组I或格栅条组II由多块在同一平面内平行排列的格栅条组成，每块格栅条上冲压有导向孔，且相互平行的格栅条上的导向孔开口方向一致，相邻的格栅条上的导向孔开口方向在垂直方向上对称。
进一步的，相互平行的格栅条上的导向孔对应或交错排列。
进一步的，每块格栅条上的导向孔为至少两排。
进一步的，导向孔的开孔面为圆形、方形或梯形。
进一步的，每块格栅条上的导向孔的开孔率为5-40％。
本发明的优点是：与现有的规整填料相比，本发明的规整填料在传质效率相当的情况下，处理通量提高50％以上，理论级当量高度达0.7m以上，具有很强的抗结焦和堵塞能力，而且加工制作方便，机械强度高，安装维修简单。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
图1是现有技术的结构示意图；
图2是现有技术中开有单排舌片的格栅条的结构示意图；
图3是本发明的结构示意图；
图4是本发明中导向孔在不同格栅条上的排列示意图；
图5是本发明中单块格栅条的俯视结构示意图；
图6是本发明中单块格栅条的侧视结构示意图；
图7是本发明中导向孔不同形状开孔面的结构示意图；
图8是本发明用于煤油-水体系时液泛通量与流速比的关系图；
图9是本发明用于30%TBP（煤油）-醋酸-水体系时液泛通量与流速比的关系图；
图10是本发明用于30%TBP（煤油）-醋酸-水体系时理论级当量高度与流速比的关系图；
图11是本发明用于富氧水-空气体系时传质单元高度与流速比的关系图。
其中，1、格栅条组I，2、格栅条组II，3、格栅条，4、导向孔，h、相互平行的格栅条之间的距离。
具体实施方式：
如图3至图6所示，导向格栅规整填料，该规整填料由多排格栅条组I1以及多排在垂直方向对称于格栅条组I1的格栅条组II2拼装而成，并以整砌的方式填充在填料塔内，每排格栅条组I1或格栅条组II2由多块在同一平面内平行排列的格栅条3组成，每块格栅条3上冲压有一排或以上的导向孔4，且相互平行的格栅条3上的导向孔4开口方向一致，相邻的格栅条3上的导向孔4开口方向在垂直方向上对称，相互平行的格栅条3上的导向孔4交错排列，也可以是相对应设置，每块格栅条3上的导向孔4的开孔率为5-40％。
如图7所示，导向孔4的开孔面为可以为圆形，也可以为方形或梯形，且导向孔4的开孔面与格栅条3分离，其余面仍与格栅条3相连，对流体的垂直流动影响不大，因此，上述规整填料的导向孔4既可对流体分散相进行切割，提高流体在塔内的有效流通截面积，同时又不阻碍流体在垂直方向的流动，即使在开孔率较高的情况下也不影响通量，且开孔率越高越有利于提高传质效率。
采用上述规整填料，并将开孔率设为21％、相互平行的格栅条3之间的距离h设为20mm、空隙率设为94.8％，分别用于煤油-水体系、30%TBP（煤油）-醋酸-水体系以及富氧水-空气体系时的测试结果如下：
如图8所示，该规整填料在煤油-水体系进行萃取水力学测试，其液泛通量相对较大，当流速比为1:1时，液泛通量为109m3/m2·h；当流速比达到1:5时，液泛通量达到150m3/m2·h；
如图9和图10所示，该规整填料在30%TBP（煤油）-醋酸-水体系进行萃取性能测试，当流速比为1:1时，液泛通量为112m3/m2·h；当流速比达到1:5时，液泛通量达到146m3/m2·h；理论级当量高度随流速比增加而减小，最小达到0.7m，具有较高的传质效率；
如图11所示，该规整填料在富氧水-空气体系进行氧气解吸测试，以水为连续相，空气为分散相，在填料塔内并流流动，传质单元高度随流速比的增加现有一定的下降，而后上升，总体保持在0.2-0.25m，传质效率较高。由于没有液泛问题，故不存在液泛通量随流速比变化的关系图。该规整填料可用于气液传质，如双氧水生产中的氧化塔等体系。

Claims (4)

1.导向格栅规整填料，该规整填料由多排格栅条组I以及多排在垂直方向对称于格栅条组I的格栅条组II拼装而成，并以整砌的方式填充在填料塔内，其特征在于：每排所述格栅条组I或格栅条组II由多块在同一平面内平行排列的格栅条组成，每块所述格栅条上冲压有导向孔，且相互平行的所述格栅条上的导向孔开口方向一致，相邻的所述格栅条上的导向孔开口方向在垂直方向上对称，每块所述格栅条上的导向孔的开孔率为5-40％。
2.根据权利要求1所述的导向格栅规整填料，其特征在于：相互平行的所述格栅条上的导向孔对应或交错排列。
3.根据权利要求1所述的导向格栅规整填料，其特征在于：每块所述格栅条上的导向孔为至少两排。
4.根据权利要求1所述的导向格栅规整填料，其特征在于：所述导向孔的开孔面为圆形、方形或梯形。
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