CN108499513B - 多环填料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高效散堆填料，具体是一种多环填料，由一长方形薄金属片冲压弯制而成，沿金属片的长度方向四条内弯或外弯成圆形弧，长度方向的两侧各两条，同侧的两条圆形弧弯的方向相反，每条圆形弧上均开设有长方形窗口，窗口叶片内弯形成舌片，金属片的中间内弯或外弯成两条或两条以上方向彼此相反的曲线波浪弧。金属片的两端均设有锯齿形，金属片上拉有细纹，按照圆形弧和波浪弧的宽度，在金属片的中间依次切割成五条或以上细缝。本发明填料制造简单，处理能力大，传质效率高、压降低，机械强度高。特别适用于化工、石油化工、环保等领域中的汽液和液液传质分离过程。
Description
技术领域
本发明涉及一种化工分离填料塔内的填料，是一种用金属薄片冲压制成的高效散堆填料，属于化工分离传质设备技术领域。
背景技术
填料塔是一种以汽液或液液两相接触传质和反应设备，广泛地用于化工、轻工、环保等领域的化工分离过程，填料性能直接影响填料塔的处理能力和传质效率。矩鞍环散堆填料是美国诺顿公司研究开发的一种散堆填料，是目前应用最广泛的散堆填料，但在实际应用中反映出该填料在处理能力、传质效率、压降等方面均有可改进的空间。
专利CN203678392U提出了一种新型的金属矩鞍环填料，主要解决了填料的强度问题，但在处理能力和传质效率方面仍有待提高。本专利发明人之一曾经申请的中国专利200520005452.5，提出了一种阶梯式鞍环颗粒填料，使得在处理能力方面与传统矩鞍环相比，有10-20％的提高，但传质效率提高不显著，在处理能力和传质效率方面仍有改进和提高空间。
针对以上问题，本发明提出一种新型高效散堆填料。
发明内容
本发明的目的是提出一种新型高效散堆填料，其目的是使该填料具有高通量、低压降、高效率，并改善自身的机械强度，延长使用寿命。
本发明通过以下技术来实现：
一种多环填料，由一长方形薄金属片冲压弯制而成，沿金属片的宽度方向设置四条内弯或外弯的圆形弧片，两侧各两条，同侧的两条圆形弧片的方向相反，每条圆形弧片上均开设有长方形窗口，窗口叶片内弯形成舌片，金属片的中间内弯或外弯成两条或两条以上曲线波浪弧片。
所述多环填料在沿金属片长度方向的两端均设有锯齿形。
所述多环填料，沿金属片长度方向拉有细纹，按照圆形弧片和曲线波浪弧片的宽度，在金属片中间依次切割六条或六条以上的细长条。将第一、第二个细长条，倒数第一和倒数第二个细长条冲压弯制成圆形弧片，将其余细长条冲压弯制成曲线波浪弧片。
所述的多环填料，每个圆形弧片上设置有2个长方形窗口，且窗口舌片的内弯方向相反。
所述的多环填料相邻两个圆形弧的方向相反。
所述的多环填料相邻两个曲线波浪弧的方向相反。
具体说明如下：
一种高效散堆填料，由一长方形薄金属片冲压弯制而成，薄金属片上沿长度拉有细纹，且金属片的两端设有锯齿形。设计的平面结构为：沿金属片的宽度方向，此高效填料金属薄片被分割成两端相连的六条或六条以上的细长条。
冲压折弯后的立体结构为：沿金属片的宽度方向设有内弯和外弯圆形弧片各两条，两侧各一条内弯圆弧片和一条外弯圆弧片，每条圆形弧上均开设有长方形窗口，窗口叶片内弯形成舌片，金属片中间的细长条内弯或外弯成曲线波浪弧片。
即该高效散堆填料包括四条圆形弧片，两条或两条以上曲线波浪弧片，每条圆形弧上均开设有两个长方形窗口，窗口叶片内弯形成舌片。
所述每个圆形弧上设置有两个长方形窗口，且窗口舌片的内弯方向相反。
所述的相邻两个圆形弧的方向相反。
所述的两个波浪弧的方向相反。
所述的圆形弧、波浪弧，舌片均为对称分布的曲线。
所述的薄金属片的厚度可以在0.3-1.2mm之间。
与传统的填料相比：
本发明的特点是：
(1)该高效散堆填料的结构设计充分利用里填料的表面。如图1所示，该填料将传统填料的两端改进为锯齿形结构1，使之更有利于气体和液体的填料中的充分扩散和流动，也有利于在处理发泡物系中消除或减轻发泡带来的处理能力降低和传质效率下降的影响。
(2)该高效填料将传统的平滑弧形侧面和内弯弧全部改为多道圆形弧2，使气体和液体的流道更为畅通，并增加了汽液接触的空隙，有利于提高传质效率和处理能力。
(3)该高效填料将传统的弧形筋片内弯，形成多道波浪弧4，不仅增加了汽液接触点，更加强了汽液混合接触的均匀性，有利于传质效率的提高；
(4)传统的矩鞍环填料，如图2所示，舌片是由上下两个内弧的内侧切断内弯形成，这虽然增加了汽液接触点，但降低了填料本身的强度。该高效散堆填料，由多道方向相反的圆形弧2和两道曲线波浪弧4组成，并且是在每条圆形弧上开设的两个窗口，内弧并不切断，这不仅增加了汽液接触点的同时，更可以保证填料的机械强度。
(5)开设的不同截面积的窗口，使填料的孔隙率更大，因而提高了填料的处理能力、降低了压降，增加了机械强度。舌片3的设置，优化了汽液两相的流动状态，使汽液具有更好的分散度，提高了传质效率。
(6)本发明填料制造简单，处理能力大，传质效率高、压降低，机械强度高。特别适用于化工、石油化工、环保等领域中的汽液和液液传质分离过程。
附图说明
图1：本发明的结构示意图。
其中，1-锯齿；2-鞍形弧或圆形弧；3-舌片；4-圆形外弧或曲线波浪弧。
图2：传统的矩鞍环填料。
图3：用于水-空气-氧气体系时，本发明(代号IHU)与Pall Ring、IMTP填料液泛时气相流速随水相通量变化的对比图。
图4：用于水-空气-氧气体系时，本发明与Pall Ring、IMTP填料等板高度随液相流速变化的对比图。
图5：用于水-空气-氧气体系时，本发明与Pall Ring、IMTP填料单位高度压降随动能因子变化的对比图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明：
如图1所示，多环填料由一长方形薄金属片冲压弯制而成，沿金属片的宽度方向设置四条内弯或外弯的圆形弧片，两侧各两条，同侧的两条圆形弧片的方向相反，每条圆形弧片上均开设有长方形窗口，窗口叶片内弯形成舌片，金属片中间的细长条内弯或外弯成曲线波浪弧片。其中，沿金属片长度方向的两端均设有锯齿形；相邻两个圆形弧片的方向相反，每个圆形弧片上设置有2个长方形窗口，且窗口舌片的内弯方向相反；相邻两个曲线波浪弧片的方向相反。
以下结合具体实施例对本发明做进一步阐述，但不是对本发明的局限：
实施例一：直径为
的填料，填料高度为35mm，宽为24mm，高径比为0.68，舌片的最大长度为10mm，在填料内部设置两个曲线波浪弧片。
该填料适用于小型塔径的分离塔中(如小于Φ1500mm)。
采用该填料，以煤油-水体系进行萃取水力学测试，泛点时气液两相流速对比如图3所示，该填料的液泛通量比Pall Ring和IMTP填料明显增大，相同的液体通量下，气体液泛流速增大15％～35％；从传质性能看，等板高度比Pall Ring和IMTP下降13％～40％，传质性能也有较大提高，如图4所示。此外，多环填料的压降也要低于Pall Ring和IMTP，如图5所示。
实施例二：直径为
的填料，填料高度为46mm，宽为26mm，高径比为0.56，舌片的最大长度为15mm。
该填料适用于中型塔径的分离塔中(如Φ1500～2500mm)。
实施例三：直径为
的填料，填料高度为70mm，宽为30mm，高径比为0.43，舌片的最大长度为20mm。
该填料适用于大型塔径的分离塔中(如大于Φ2500mm)。
Claims (2)
1.一种多环填料，其特征是，由一长方形薄金属片冲压弯制而成，沿金属片的宽度方向设置四条内弯或外弯的圆形弧片，两侧各两条，同侧的两条圆形弧片的方向相反，相邻两个圆形弧片的方向相反，每条圆形弧片上均开设有长方形窗口，窗口叶片内弯形成舌片，金属片的中间内弯或外弯成两条或两条以上曲线波浪弧片；每个圆形弧片上设置有两个长方形窗口，且窗口舌片的内弯方向相反；相邻两个曲线波浪弧片的方向相反；沿金属片长度方向的两端均设有锯齿形。
2.如权利要求1所述的多环填料，其特征是，沿金属片长度方向拉有细纹，按照圆形弧片和曲线波浪弧片的宽度，在金属片中间依次切割六条或六条以上的细长条，将第一、第二个细长条，倒数第一和倒数第二个细长条冲压弯制成圆形弧片，将其余细长条冲压弯制成曲线波浪弧片。
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