CN105771871B - 一种可使气液或液液旋流接触的塔用填料 - Google Patents

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Abstract

一种可使气液或液液旋流接触的塔用填料，涉及一种反应塔填料，本发明由圆形外套筒和扭旋叶片组成，扭旋叶片可以为单旋、双旋、三旋和四旋，旋向可以左旋或右旋，扭旋角度为180‑270°，用扭旋叶片将普通拉西环内流体流通通道进行分割，由于叶片的扭旋作用，气液在通道内旋流流动，可改善气液分布，增强流体的湍动程度，有利于相间传质；扭旋叶片表面还可以增大气液接触表面。本发明的新型填料结构简单、无流动死角，有效地消除流体在塔内的沟流及壁流现象，提高相际间传质效果。可应用于各种过程工业中的塔器设备中。

Description

一种可使气液或液液旋流接触的塔用填料
技术领域
本发明涉及一种反应塔填料，特别是涉及一种可使气液或液液旋流接触的塔用填料。
背景技术
填料广泛应用于石油、化工、冶金、能源及制药等行业的干燥塔、吸收塔、精馏塔、洗涤塔及再生塔中。填料为塔内气液或液液介质提供较大的接触面积，从而促进物质在相际间转移。目前人们已开发出多种结构的填料，传统填料如拉西环、鲍尔环及其他规整填料等。拉西环填料由于形状简单、制造容易，广泛应用于各种塔器设备中。然而由于拉西环结构过于简单，致使塔内存在严重的沟流及壁流现象，从而导致传质效率下降。近年来，各种新型填料的开发和推广使填料塔在传质过程中的优越性能更为显著而受到重视，因此，开发新型、性能更为优异的填料一直是传质领域的一项重要任务。
目前，已经开发出的填料主要通过增大气液或液液接触表面的办法来提高相际间传质。除此之外，还可以通过改善气液的流体力学特性改善气液分布，从而促进相际间传质。针对传统拉西环填料的缺点，可使气液或液液旋流接触的填料用扭旋叶片将普通拉西环内流体流通通道进行分割，由于叶片的扭旋作用，气液在通道内旋转运动，可改善气液分布，有利于相间传质；扭旋叶片表面还可以增大气液接触表面。当气体或液体进入填料中心时，在扭旋叶片作用下，能在流动断面方向形成二次流——旋流，由此导致很强的剪切力作用于流体，从而改善气液速度分布，进而实现强化传质。相比传统填料，这种填料具有结构简单、流体力学性能好、能耗少、容易制造等优点。从现有的填料类型看，还没有一种填料能使流体具有旋流特性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可使气液或液液旋流接触的塔用填料，本发明的目的在于提供一种适用于各种工艺中填料塔设备的、加工制造及安装简易的新型填料。该填料能使流体能形成旋流，无流动死区，能有效消除流体在塔内的沟流及壁流现象，能增加湍动程度，提高传质效果。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种可使气液或液液旋流接触的塔用填料，所述填料由圆形外套筒和扭旋叶片相连接而成，其叶片为单旋、双旋、三旋或四旋，旋向为左旋或右旋，扭旋叶片长度与外套筒长度相等，扭旋角为180°~270°，扭旋叶片与外套筒的内壁紧密贴合，填料乱堆或规整安装在塔器设备中。
本发明的优点与效果是：
1．本发明可使气液或液液旋流接触的新型塔用填料可使气液或液液在填料塔内旋流接触，可提高传质效率。由于扭旋叶片诱导流体形成旋流，使流入填料内的流体的速度场进行改变，促进流体之间的混合，有效消除流体在塔内的短路、沟流及壁流现象，增强流体的湍动程度，进而提高传质效果；同时由于扭旋叶片的加入，与传统拉西环相比，除使流体旋流流动促进传质以外，增加的扭旋叶片还可以提供较大的气液或液液接触表面，从而也可以强化传质。
2．本发明可使气液或液液旋流接触的新型塔用填料结构简单，加工制造简单易行，扭旋叶片和外套筒连接形成一个整体；根据不同的材质，可通过焊接、挤压成型或烧结成型。
3．本发明可使气液或液液旋流接触的新型填料可广泛应用于石油、化工、冶金、能源及制药等行业的干燥塔、吸收塔、精馏塔、洗涤塔及再生塔中，应用范围广；
4．本发明可使气液或液液旋流接触的新型塔用填料是由扭旋叶片诱导流体形成旋流，并使气液两相或液液两相在填料表面接触，传质效率高同时流动阻力小；
5．本发明可使气液或液液旋流接触的新型塔用填料可替代拉西环、鲍尔环及规整填料，可以采用金属、塑料及陶瓷等作为生产制造材料；
6．本发明可使气液或液液旋流接触的新型塔用填料针对不同的应用场合和操作条件，可改变扭旋叶片的数量和排列方式，对结构进行优化设计，实现强化传质的目的。
附图说明
图1为本发明可使气液或液液旋流接触的塔用填料单叶片结构示意图；
图2为本发明可使气液或液液旋流接触的塔用填料单叶片结构示意图的俯视图；
图3为本发明可使气液或液液旋流接触的塔用填料双叶片同向结构示意图；
图4为本发明可使气液或液液旋流接触的塔用填料双叶片同向结构示意图的俯视图；
图5为本发明可使气液或液液旋流接触的塔用填料双叶片反向立体结构示意图；
图6为本发明可使气液或液液旋流接触的塔用填料双叶片反向立体结构示意图的俯视图；
图7为本发明可使气液或液液旋流接触的塔用填料三叶片立体结构示意图；
图8为本发明可使气液或液液旋流接触的塔用填料三叶片立体结构示意图的俯视图；
图9为本发明可使气液或液液旋流接触的塔用填料四叶片立体结构示意图；
图10为本发明可使气液或液液旋流接触的塔用填料四叶片立体结构示意图的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图所示实施例对本发明进行详细说明。
本发明可使气液或液液旋流接触的塔用填料，包括圆形外套筒、扭旋叶片两部分。在圆形外套筒内，安装与其相对静止的扭旋叶片，根据外套筒的长度和直径，扭旋叶片的数量可多可少，扭旋叶片与外套筒紧密贴合。根据不同介质，该填料可以采用陶瓷、塑料及金属等材料制造。根据工艺中塔器设备和填料的直径，该填料可以规整安装，也可以乱堆填装。圆形外套筒、扭旋叶片间无相对运动。
如图所示：本发明所提供的可使气液或液液旋流接触的填料，包括外套筒和扭旋叶片。
本发明的填料可以规整或乱堆的方式安装在塔器设备中；需将数量众多的填料同时填充到塔器设备中。
数量众多的该填料安装在塔器设备中，下部要设置支撑网，上部要有压具，以防止填料随流体流动。
实施例一
可使气液或液液旋流接触的新型塔用金属填料，采用图1、图2 所示单叶片结构，外套筒的长度为35mm，外径为35mm，壁厚为1mm。扭旋叶片的直径为33mm，长度35mm。扭旋角度为180°。外套筒与扭旋叶片焊接相连固定在一起。堆积个数为19000个/m3。乱堆安装在塔器设备中。可用于炼油厂中的常压蒸馏塔中。
实施例二
可使气液或液液旋流接触的新型塔用瓷质填料，采用图3、图4所示双叶片同向结构，外套筒的长度为25mm，外径为25mm，壁厚为1.5mm。扭旋叶片的直径为11mm，长度25mm。扭旋角度为180°。外套筒与扭旋叶片通过烧结成型，固定在一起。堆积个数为42000个/m3。乱堆安装在塔器设备中。可用于盐酸工艺中的吸收塔中，瓷质填料可耐盐酸腐蚀。
实施例三
可使气液或液液旋流接触的新型塔用塑料填料，采用图5、图6所示双叶片反向结构，外套筒的长度为25mm，外径为25mm，壁厚为1.5mm。扭旋叶片的直径为11mm，长度25mm。扭旋角度为180°。外套筒与扭旋叶片通过挤压成型，固定在一起。堆积个数为48500个/m3。乱堆安装在塔器设备中。可用于尿素生产工艺中氨和二氧化碳的吸收塔中。
实施例四
可使气液或液液旋流接触的新型塔用瓷质填料，采用图7、图8所示三叶片结构，外套筒的长度为150mm，外径为150mm，壁厚为15mm。扭旋叶片的直径为60mm，长度150mm。扭旋角度为180°。外套筒与扭旋叶片通过挤压成型，固定在一起。堆积个数为790个/m3。乱堆安装在直径大于1.2米塔器设备中。可用于盐酸生产工艺中盐酸吸收塔中。
实施例五
可使气液或液液旋流接触的新型塔用金属填料，采用图9、图10所示四叶片结构，外套筒的长度为76mm，外径为76mm，壁厚为1.2mm。扭旋叶片的直径为36.8mm，长度76mm。扭旋角度为180°。外套筒与扭旋叶片通过焊接固定在一起。堆积个数为1870个/m3。乱堆安装在直径大于1.2米塔器设备中。可用于尿素生产工艺中氨和二氧化碳的吸收塔中。

Claims (5)

1.一种使气液或液液旋流接触的塔用金属填料，其特征在于，所述填料由圆形外套筒和扭旋叶片相连接而成，扭旋叶片为单叶片结构，外套筒的长度为35mm，外径为35mm，壁厚为1mm；扭旋叶片的直径为33mm，长度35mm；扭旋角度为180°；外套筒与扭旋叶片焊接相连固定在一起；堆积个数为19000个/m3；乱堆安装在塔器设备中。
2.一种使气液或液液旋流接触的塔用瓷质填料，其特征在于，所述填料由圆形外套筒和扭旋叶片相连接而成，扭旋叶片为双叶片同向结构，外套筒的长度为25mm，外径为25mm，壁厚为1.5mm；扭旋叶片的直径为11mm，长度25mm；扭旋角度为180°；外套筒与扭旋叶片通过烧结成型，固定在一起；堆积个数为42000个/m3；乱堆安装在塔器设备中。
3.一种使气液或液液旋流接触的塔用塑料填料，其特征在于，所述填料由圆形外套筒和扭旋叶片相连接而成，扭旋叶片为双叶片反向结构，外套筒的长度为25mm，外径为25mm，壁厚为1.5mm；扭旋叶片的直径为11mm，长度25mm；扭旋角度为180°；外套筒与扭旋叶片通过挤压成型，固定在一起；堆积个数为48500个/m3；乱堆安装在塔器设备中。
4.一种使气液或液液旋流接触的塔用瓷质填料，其特征在于，所述填料由圆形外套筒和扭旋叶片相连接而成，扭旋叶片为三叶片结构，外套筒的长度为150mm，外径为150mm，壁厚为15mm；扭旋叶片的直径为60mm，长度150mm；扭旋角度为180°；外套筒与扭旋叶片通过挤压成型，固定在一起；
堆积个数为790个/m3；乱堆安装在直径大于1.2米塔器设备中。
5.一种使气液或液液旋流接触的塔用金属填料，其特征在于，所述填料由圆形外套筒和扭旋叶片相连接而成，扭旋叶片为四叶片结构，外套筒的长度为76mm，外径为76mm，壁厚为1.2mm；扭旋叶片的直径为36.8mm，长度76mm；扭旋角度为180°；外套筒与扭旋叶片通过焊接固定在一起；
堆积个数为1870个/m3；乱堆安装在直径大于1.2米塔器设备中。
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