CN104437338B - 一种抗堵规整填料 - Google Patents

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Abstract

一种抗堵规整填料，由填料体组成，填料体由n个(n≥2)所述填料单元沿集液槽延伸方向连接组合而成；所有填料单元的集液槽延伸方向相互平行或相同，每个填料单元的上翅外边缘和下翅外边缘分别与同层相邻填料单元的上翅外边缘和下翅外边缘相连，同时每个填料单元的上翅外边缘与其上层填料单元的下翅外边缘相连，每个填料单元的下翅外边缘与下层填料单元的上翅外边缘相连。填料单元包括一对上翅，一对下翅，一个集液槽，上翅的尺寸和仰角β均相同，下翅的尺寸和倾角θ也相同，位于集液槽同侧的上翅和下翅的根部交替与集液槽槽沿相连，集液槽槽体截面为V型，水平放置时，V型开口朝上。

Description

一种抗堵规整填料
技术领域
本发明是一种用于精馏、吸收的规整填料，该填料可广泛用于化工塔器设备，并可有效降低化工塔器的压降，尤其适用需要抗堵性能的易结垢物系的化工塔器设备。
背景技术
在塔设备的工业应用中经常会遇到：压降小、液相流量小、气相流量大、容易结垢堵塞的工况。传统板式塔一般压降较大，不适用于这种工况；对于传统型填料塔：若适应小液量、大气量的工况应配备比表面积大的填料，而此填料结构精密、抗堵能力差；为解决堵塞问题，只能选用比表面积小的填料，而这样的填料通常效率很低，在理论板数不变的情况下，需要的塔设备尺寸就会变大，相应投资增加。例如焦化行业中煤气的脱苯处理需要使用洗苯塔，洗苯塔大多是填料塔，其使用洗油洗涤焦炉产生的煤气，长期运行后洗油和煤气会积攒萘、蒽、芴以及粉尘、沥青等易结垢的物质，造成洗苯塔堵塞，从而引起洗苯塔压降升高，最后洗苯效果不达标，需要频繁对填料进行清洗，因此提供一种高效抗堵规整填料，满足这种液相流量小，气相流量大，容易结垢堵塞的工况。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明设计一种抗堵规整填料，该发明结构简单，便于加工，抗堵塞能力强，压降小，同时具有较高的效率，特别适合在一些易结垢的化工塔器设备中应用。
本发明解决所述技术问题的技术方案是：提供一种用于抗堵规整填料的填料单元，所述填料单元包括一对上翅，一对下翅，一个集液槽；其特征在于：所述一对上翅的尺寸和仰角β均相同、一对下翅的尺寸和倾角θ也相同，位于集液槽同侧的上翅和下翅的根部交替与集液槽槽沿相连，所述集液槽槽体截面为V型，水平放置时，V型开口朝上；所述上翅外边缘与下翅外边缘在通过槽沿的平面上的投影距集液槽槽沿的距离相等。
上翅的仰角β，1°≤β≤80°，下翅的倾角θ，1°≤θ≤80°。
所述集液槽的宽度为1-100mm，优选为3-20mm。
所述上翅与下翅的宽度范围均为1-100mm，优选为3-20mm。
所述上翅、下翅和集液槽的厚度相等，厚度范围为0.01-3mm。所述厚度为用于制作上翅、下翅和集液槽的材料厚度。
集液槽V型夹角为α，20°≤α＜180°。
抗堵规整填料，其特征是所述规整填料由填料体组成，填料体由n个(n≥2)所述填料单元沿集液槽延伸方向连接组合而成；所有填料单元的集液槽延伸方向相互平行或相同，每个填料单元的上翅外边缘和下翅外边缘分别与同层相邻填料单元的上翅外边缘和下翅外边缘相连，同时每个填料单元的上翅外边缘与其上层填料单元的下翅外边缘相连，每个填料单元的下翅外边缘与下层填料单元的上翅外边缘相连。
与现有技术相比：本发明抗堵规整填料每个填料单元都包括上翅、下翅和集液槽，上翅可以收集下落的液体到集液槽，集液槽均匀分布液体到下翅，液体沿下翅流动到达下翅末端后滴落到下一个抗堵规整填料的填料单元。在这整个过程中液体流量很小，在液相表面张力和毛细现象的作用下都是以液膜的形式流动，均匀分布在填料表面上，由于气液传质主要发生在上翅和下翅的表面，液体能够更充分地浸润填料的表面，且由于每个填料单元都具有自身的液体收集、分布功能，组成的填料体的填料单元的上翅和下翅在气体流动方向(竖直方向)上的投影是没有空隙的，对气体的流动具有良好的均布能力，进一步加强了气液接触的充分程度，提高了填料的效率，与传统填料如金属孔板波纹填料相比，在比表面积相同的情况下，其气液传质效率也更高，同时本发明提供的填料其上、下翅的仰角和倾角及其宽度、长度等可以依实际情况调整。并且由于本发明填料结构决定其液相分布依靠的是液体在填料表面的表面张力和毛细现象的共同作用，所以填料表面结垢后对液相在填料表面的浸润几乎没有影响，而气体的流通通道很大，填料部分结垢对气体的流动没有影响，而金属波纹孔板填料等现有填料，在运行中一旦发生部分结焦极易堵塞流通通道从而影响传质效率，所以与现有填料相比，能够在易结垢的环境下长期稳定工作。
集液槽设计成V型可以增加本发明的抗堵规整填料本身的抗弯能力，具有更好的强度；多个填料体连接组成可以无限扩展的填料盘，根据使用需要可以做成任意大小的填料盘。
附图说明
图1是本发明一种用于抗堵规整填料的填料单元的一种实施例的主视示意图；
图2是本发明一种用于抗堵规整填料的填料单元的一种实施例的侧视示意图；
图3是本发明一种用于抗堵规整填料的填料单元的一种实施例的俯视示意图；
图4是本发明一种抗堵规整填料的主视示意图；
图5是本发明一种抗堵规整填料的俯视示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图对本发明作进一步叙述：
本实施例提供的用于抗堵规整填料的填料单元包括一对上翅1-1，一对下翅1-2，一个集液槽1-3；，所述一对上翅的尺寸和仰角β均相同、一对下翅的尺寸和倾角θ也相同，β＝θ＝30°，位于集液槽同侧的上翅和下翅的根部交替与集液槽槽沿相连，所述集液槽槽体截面为V型，水平放置时，V型开口朝上；所述上翅外边缘与下翅外边缘在通过槽沿的平面上的投影距集液槽槽沿的距离相等。集液槽1-3截面V型的夹角α为120°从集液槽延伸方向看，填料单元的形状类似于X形，上翅1-1、下翅1-2和集液槽1-3的厚度c相等，本实施例为0.2mm(如图1所示)，填料单元的主视示意图如图1所示；
上翅1-1和下翅1-2的宽度b相等，本实施例为5mm(填料单元的侧视示意图及俯视示意图分别如图2及图3所示)。
本实施例提供的抗堵规整填料由前述填料单元1连接组合而成；所述填料体1-0由填料单元1沿集液槽延伸方向连接组合而成，所述抗堵规整填料由填料体1-0紧密并排排列并层层码放而成；在抗堵规整填料中，所有填料单元1的集液槽延伸方向相互平行或相同，每个填料单元1的上翅1-1外边缘和下翅1-2外边缘分别与同层相邻填料单元1的上翅1-1外边缘和下翅1-2外边缘相连，同时每个填料单元1的上翅1-1外边缘与其上层填料单元的下翅1-2外边缘相连，每个填料单元1的下翅1-2外边缘与下层填料单元1的上翅1-1外边缘相连。
所述抗堵规整填料工作原理为：构成抗堵规整填料的每个填料单元1都包括上翅1-1、下翅1-2和集液槽1-3，上翅1-1可以收集下落的液体到集液槽1-3，集液槽1-3均匀分布液体到下翅1-2，液体沿下翅1-2流动到达下翅1-2末端后滴落到下一个抗堵规整填料的填料单元1。在这整个过程中液体流量很小，在液相表面张力和毛细现象的作用下都是以液膜的形式流动，均匀分布在填料表面上，由于气液传质主要发生在上翅1-1和下翅1-2的表面，液体能够更充分地浸润填料的表面，且由于每个填料单元1都具有自身的液体收集、分布功能，组成的填料体1-0的填料单元1的上翅1-1和下翅1-2在气体流动方向(竖直方向)上的投影是没有空隙的，对气体的流动具有良好的均布能力，进一步加强了气液接触的充分程度，提高了填料的效率，与传统填料如金属孔板波纹填料相比，在比表面积相同的情况下，其气液传质效率也更高，同时本发明提供的填料其上翅1-1的仰角β和下翅1-2倾角θ及上、下翅宽度b、长度等可以依实际情况调整。并且由于本发明填料结构决定其液相分布依靠的是液体在填料表面的表面张力和毛细现象的共同作用，所以填料表面结垢后对液相在填料表面的浸润几乎没有影响，而气体的流通通道很大，填料部分结垢对气体的流动没有影响，而金属波纹孔板填料等现有填料，在运行中一旦发生部分结焦极易堵塞流通通道从而影响传质效率，所以与现有填料相比，能够在易结垢的环境下长期稳定工作。
集液槽1-3设计成V型可以增加本发明的抗堵规整填料本身的抗弯能力，具有更好的强度。通过填料体1-0的连接可以组成填料盘，填料盘根据使用需要可以无限扩展。
本实施例提供的抗堵规整填料的主视示意图及侧视示意图如图4～图5所示。
本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (8)

1.一种用于抗堵规整填料的填料单元，所述填料单元包括一对上翅，一对下翅，一个集液槽；其特征在于：所述一对上翅的尺寸和仰角β均相同、一对下翅的尺寸和倾角θ也相同，位于集液槽同侧的上翅和下翅的根部交替与集液槽槽沿相连，所述集液槽槽体截面为V型，水平放置时，V型开口朝上；所述上翅外边缘与下翅外边缘在通过槽沿的平面上的投影距集液槽槽沿的距离相等，上翅的仰角β，1°≤β≤80°，下翅的倾角θ，1°≤θ≤80°。
2.如权利要求1所述的填料单元，其特征是所述集液槽的宽度为1-100mm。
3.如权利要求1所述的填料单元，其特征是所述集液槽的宽度为3-20mm。
4.如权利要求1所述的填料单元，其特征是所述上翅与下翅的宽度范围均为1-100mm。
5.如权利要求1所述的填料单元，其特征是所述上翅与下翅宽度范围均为3-20mm。
6.如权利要求1所述的填料单元，其特征是所述上翅、下翅和集液槽的厚度相等，厚度范围为0.01-3mm。
7.如权利要求1所述的填料单元，其特征是所述集液槽V型夹角为α，20°≤α＜180°。
8.一种抗堵规整填料，其特征是所述规整填料由填料体组成，填料体由n个如权利要求1-7任一所述的填料单元沿集液槽延伸方向连接组合而成，n≥2；所有填料单元的集液槽延伸方向相互平行或相同，每个填料单元的上翅外边缘和下翅外边缘分别与同层相邻填料单元的上翅外边缘和下翅外边缘相连，同时每个填料单元的上翅外边缘与其上层填料单元的下翅外边缘相连，每个填料单元的下翅外边缘与下层填料单元的上翅外边缘相连。
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