CN1093020A - 塔的规整填料 - Google Patents

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Abstract

用于滴流膜与气体间作质量传递的塔的规整填 料有若干交错排列的层，其中有些层使滴流膜转向这 些交错排列层的一垂直边缘，而另一些层则使滴流膜 远离开此边缘。在本发明中，这些层通过改向件成对 结合，而此种换向件则形成导液桥架，使一侧之层上 的靠边缘流动液可至少是部分地转移到相邻层上。

Description

本发明涉及塔的规整填料以及采用了此种填料的质量传递塔，其中的质量传递是在一滴流膜与气体间进行，且在交错排列的各个层中，有一些层控制滴流膜使之转向这些层的一个垂直边缘，而另一些层则使滴流膜离开这一边缘。
上述填料例如是由折成波纹形或锯齿形的若干层板片件组成。这些板片件由箔状材料（例为薄的金属片或织物）组成;折痕或波峰的边缘呈现出一朝塔的轴线倾斜的方向，且与此轴线构成例如为45°或30°的角度。由板片件所形成的这些层均与上述轴线平行排齐;就折痕边缘的斜线而言，这些层是交错排列的，而得以形成沿斜向延伸且相互交错的一批敞开的通道。此种填料是由成层中取向不同的段构成，而在相邻的段间，所取的定向每次改变90°。
能使两种质量流分布到塔的横剖面上的规整填料的另一些例子，已在欧州专利说明书EP    0070    917（＝P.5638）与0069241中叙及。
在上述填料的垂直边缘处，有一些交替排列的层在滴流膜流过板片件上时，使此滴流膜转向朝着板片件的边缘，导致出现一种靠边缘流动（edge-seeking）的液的现象。事实上已知可在两部分填料之间的塔壁上设置一些冠状部件，导引此种靠边缘流动的液依下述方式转向，在使之朝内转向的那些层上，部分地流回填料的内部。这类冠状部件已公开于US    4186159或CH    618006（＝P.5167）中，它们成环形，可以配置在填料段上的不同高度处。
这种质量传递塔的填料的各个段可以有一种紧密结合的插入件，特别是当塔的直径很大时，此种塔还可以由很多区段组成。在后一种情形下，填料内部常存在有横切前述那些层的分隔面，亦即在相邻区段之间进行连接。这样一些分隔面会将通道隔断，产生一种边缘效应，这是因为靠边缘流动的液也常在这些连接处出现。
对于上述连接处，已知尚没有用来避开靠边缘流动的液或使之回流的装置;用在此种塔边缘处的这类装置，例如前述的环形冠状件，它们的效率是很有限的。
因此，本发明的目的在于构成一种装置，使靠边缘流动的液得以有效地返回填料内或进入填料的各区段内。
这一目的是通过下述措施实现的，即交错排列的层是通过改向件成对结合，使得这些改向件形成一种导液的桥架，借此能让在一片层上的靠边缘流动的液至少可以部分地转移到相邻的层上。
利用安装到填料边缘上的波纹箔带所做的第一批实验结果表明，通过这些带可以有效地使靠边缘流动的液从板片件的边缘处转移开。但为了使此转移开的液体还可传送到相邻的板片件上，尚需有另外的装置。例如，通过能使液体沿着上述带停止流动的密封件，就能使液体返回带有通道的层内。借助权利要求2至4的角状带，则能获得另外的更多的优点。
权利要求5至8涉及到本发明的带有改向件之填料的另一些实施例。权利要求9是关于材料的选择，而权利要求10至12则涉及到具有本发明之填料的质量传递塔。
下面借助附图来较详细地解释本发明。在附图中：
图1是一种填料的透视详图（不带有改向件）;
图2是本发明填料的改向件的第一实施例;
图3是通过具有图2的改向件的塔的一边缘区的横剖面;
图4是在填料区段间连接处具有改向件的塔的部分横剖面;
图5是带有沟状凹座的波纹状填料板片件;
图6是通过折弯图5所示板片件造出的填料的一条边缘;
图7是具有通过按图6多次折弯制造的填料的塔的横截面的一部分;
图8示明具有以锯齿形凸件为改向件的填料的一个边缘;而
图9是具有线状改向件的填料的一个边缘。
图1中填料部件包括在点12处相触合的波纹板片1与2。滴流膜14顺板片1下流，并以靠边缘流动液15的形式沿垂直边缘13流下。板片1形成了以点划线表明的层10;箭头11标明了此滴流膜所改变到的方向。要是设有装置能使靠边缘流动液15转移到相邻板片2上，经转移的液体24便会通过层20脱离开边缘23，返回到填料的内部（箭头21）。
图2中以带状形式示明的改向件3由波纹形箔料构成，取角状形式：两臂31与32在垂直线33处相交成直角。臂31与载有靠边缘流动液的填料层10的边缘接触。臂32指向上述层的平面，在其侧边与层20相接触。层20中为臂32设有一凹座22。在本实施例中，这两臂是由构成为导液桥架的一些桥式连接件30所连接。些种改向件3可以按照后面结合图5与6所作的说明来制造。
在一项成功进行的实验中，选取了下述数值用作几何结构尺寸：填料的波形长度为25毫米（mm），层宽为25毫米;改向件3的波形长度为7.5毫米，此波形深度为3毫米，臂31的长度为25毫米，臂32的长度为30毫米，而此波峰的倾角为25°。加料速率约为60米/小时m/h（m3/m2h）。
要是改向件取相当细小的几何尺寸，即波形长度约1毫米而波形深度约0.5毫米，则此种改向件能产生重大的效果。至于波峰的倾角，实际上可取大于0°和小于约60°的任何值，但最好选择小于45°的角度。
图3示明了填料层10、20的一种排列方式，而与之相应的改向件3则在塔壁9上。借助设在填料与塔壁之间的弹簧件39，例如可把改向件压向层10的边缘13。但改向件3也可由焊接、螺纹或铆接等连接方式固定到填料上。除在塔的边缘处示明了改向件3之外，还有图4示明了处于填料内部在填料区段间连接处90的改向件3。
最好是使臂31稍短于层30的宽度。这时，当气体在塔壁9与填料之间流动时，在其可能流回到填料内部的回流中，基本上不会受到阻碍。
图5中示明了一种波纹状箔状部件，它由一沟状凹座40分成两部分1′与2′。这两部分在点4处桥状连接。依箭头42绕轴线41折弯，就可得到图6所示的双层结构（或与图2中所示的改向件3匹配）。经180°所进行的折叠使得两部分1′与2′在点12处触合。（在改向件3的相应制作中，显然只折弯90°）。
在图6所示的这对层10、20中，改向件是取连接件4的形式，而这两个连接件4则分别在板片件1′与2′的边缘13′与23′之间产生牢靠的桥架。由于存在有这样的改向件4，滴流膜14的靠边缘流动液15再次引回填料内（箭头24）。
为使靠边缘流动液15很好地流回，重要的是连接件4应尽可能地宽。结果，凹座40（图5）的深度只需够折转之用即可。
根据图5的折法，也可将一批板片一齐折成多层式填料区段，这可以利用图7予以说明。弧形段4′（在塔的壁部9上）与弧形段4″（在连接处90）代表图6中所示的改向件4。
图8详细地示明了一对板片件1、2、的边缘区，在此边缘区上，载有靠边缘流动液15的层10边缘上的改向件取锯齿形凸件5的形式。这些凸件5，是通过斜切入板片1的边缘13（切割边13a），同时经一弧形托架51绕直线50使此板件一致地折回而成。在板片2的边缘处形成锯齿形凸件5的凹座52，使得靠边缘流动的液15可以无阻碍地通过并进入相邻的层20内（箭头24）。
在图9所示的实施例中，改向件是由线状件6构成。这些线状改向件6一方面有一端取钩形，得以悬挂于板片1中的孔16内;另一方面则取可与该板片的边缘13（在点136处）触合的形式。在板片2的边缘23处，对于此线状件6的底端则设有沟形凹座26。在点136处，来自层10的靠边缘流动液15被引导返回到相邻层20内（箭头25、24）。当这类线状件的引回能力太低时，则可在每一波形长度上采用两根或多根线状件来取代单线状件。

Claims (12)

1、一种用在滴流膜(14)与气体间进行质量传递的塔的规整填料，此种填料具有若干交错排列的层(10，20)，其中，层(10)使滴流膜转向这些层的一个垂直边缘(13)，而层(20)则使滴流膜脱离开此边缘，其特征在于：上述交错排列的层是通过改向件(3)成对结合，使得这些改向件形成一种导液的桥架，借此能让在一片层(10)上的靠边缘流动的液(15)至少可以部分地转移到邻近层(20)上。
2、如权利要求1所述的塔的填料，其特征在于：各改向件（3）均设计成这样的带形，它相对于一垂直线构成一角度并由波纹状箔料构成，使得导引靠边缘流动液（15）的填料层（10）与改向件（3）的一臂（31）接触，而其它的层（20）则沿该层平面与第二臂（32）接触。
3、如权利要求2所述的塔的填料，其特征在于：上述波纹状箔料具有这样的外形，即相应的波形长度在约1至10毫米之间，而波形深度在约0.5至5毫米之间，同时，改向件（3）的波峰倾角则大于0°而小于45°。
4、如权利要求2或3所述的塔的填料，其特征在于：在填料的相关层（20）中设有一用于改向件（3）的第二臂（32）的凹座（22）。
5、如权利要求1所述的塔的填料，其特征在于：改向件（3）作成连接件（4）形式，此种连接件在各对层（1′，2′）的边缘（13′，23′）之间形成牢靠的桥架。
6、如权利要求5所述的塔的填料，其特征在于：此填料至少有些部分是通过使波纹形箔料绕垂直的沟状凹座（40）折弯而成，使得在此种沟状凹座的基底上形成片件（4），起到改向件的作用。
7、如权利要求1所述的塔的填料，其特征在于：在载有靠边缘流动液（15）的层（10）的边缘（13）处，前述改向件制成锯齿形凸件5的形式，将靠边缘流动液导引到邻近层（20）的区域中，且在锯齿形凸件的相邻层边缘处设有凹座52。
8、如权利要求1所述的塔的填料，其特征在于：所述改向件是由一些线状件（6）构成，它们在层（10）的边缘（13，136）处与靠边缘流动的液（15）接触并引导后者进入邻近层（20）的区域中，在此邻近边缘（23）处设有用于线状件的凹座。
9、如权利要求1至8所述的塔的填料，其特征在于：所述改向件（3）实质是用与填料层相同的材料制成，具体是由金属合金或塑料制成。
10、具有如权利要求1至9中所述填料之一种的一质量传递塔，其特征在于：在构成此种塔的外边缘的那些层的边缘（13）处，至少设置有改向件（3）。
11、具有如权利要求1至9中所述填料之一种的质量传递塔，其特征在于：在此塔中相邻填料区段之间的连接处（90），至少设置有改向件（3）。
12、按照权利要求10的具有如权利要求2至4中所述填料之一种的质量传递塔，其特征在于：在塔的壁（9）与改向件（3）之间设有弹簧件（39），用来将一臂（31）压向载有靠边缘流动液（15）的层（10）的边缘（13）。
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