CN110102244A - 一种高容量规整填料 - Google Patents
一种高容量规整填料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110102244A CN110102244A CN201910424724.1A CN201910424724A CN110102244A CN 110102244 A CN110102244 A CN 110102244A CN 201910424724 A CN201910424724 A CN 201910424724A CN 110102244 A CN110102244 A CN 110102244A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- structured packing
- angle
- flank
- high capacity
- inclination angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/30—Loose or shaped packing elements, e.g. Raschig rings or Berl saddles, for pouring into the apparatus for mass or heat transfer
Abstract
一种高容量规整填料，该规整填料由若干个填料元件组成，所述填料元件由若干波纹板组成，相邻波纹板之间侧面并置且竖直排列，相邻波纹板的肋条彼此交叉设置；所述肋条包括上肋部和下肋部，所述上肋部为具有恒定角度的直线波纹，所述下肋部为拱形弯曲状的曲线波纹；相邻波纹板的下肋部形成拱形截面的拱形轮廓，所述拱形轮廓位于所述填料元件的下半部分。本发明提供的规整填料结构，相对于传统的规整填料结构，能显著增加通量，能够以最优传热效率提供更高的气体和液体通量，而且加工简单方便，在加工和安装方面具备成本效益。
Description
技术领域
本发明属于规整填料相关技术领域，具体涉及一种高容量规整填料。
背景技术
规整填料是一种在塔内按均匀几何图形排布，整齐堆砌的填料。由于具有比表面积大、压降小、流体分均匀、传质传热效率高等优点，因此得到了广泛的应用。最早开发的是金属规整填料，以后相继开发的有塑料规整填料、陶瓷规整填料和碳纤维规整填料。
目前，规整填料通常用于蒸馏、吸收、汽提、洗涤和热交换，在这类装置中一种流体(例如液体)与另一种流体(例如气体)接触，两种流体通常彼此反向流动。规整填料包括多个填料元件，该元件沿流体流过装置的方向(通常垂直于定向塔或柱塔)连续排列，每个填料元件由若干卷曲板片或材料板组成，它们面向相对于流体流动方向倾斜延伸的(直线)波纹排列，布置在装置中的连续填料元件在排列时，一个元件中的板片相对于相邻元件(上面和下面的元件)的板片成角度交错叠放，通常建议相邻/连续元件之间的旋转角度为90°。散堆或规整填料塔的最大流体力学性能受到填料泛点的限制，溢流总是始于连续填料元件之间的界面，溢流原因通常是90°旋转的连续填料元件中气体和液体流向的突然变化引起界面处的液体积聚；操作条件下发生液体积聚的范围越大，液体负荷越高。
因此，假设在高压应用中，公认的规整填料性能损失效应是由于液体在连续填料元件之间的界面处积聚，导致在液体流动方向上液体在下一个填料元件中分布不均匀造成的。为了提高规整填料的通量，卷曲板片的下部(有时是上部)会在连续元件之间的界面附近进行修改。因此，每个填料元件内部传质可以最大化，并且当流体从一个填料元件流向下一个填料元件时，在填料元件上部和下部附近使用较大倾角避免了方向的极端变化。
在专利WO 97/16247中，所呈现的修改是卷曲板顶部和底部的波纹几何形状/倾角的改变。替换在整块板中使用的具有通常小于60°(最常见为45°)恒定倾角的直线波纹，倾角在填料元件的反向面/顶端-底端之间逐渐变化，使得在顶面和底面附近的倾角大于填料元件本身的倾角，每条波纹的倾角在长度方向上逐渐变化，换句话说，通过此类修改，波纹板的几何形状类似于S形，且板片顶端和底端的倾角接近90°(垂直的进出通道)。在专利EP858830 A1中，描述了增加填料元件底部卷曲板片之间距离的可能性。另外描述了填料元件底部截去部分原有材料的可能性。然而，提出的这些改进方法的缺点是：填料的传质性能以及机械稳定性会受到负面影响。因此，我们设计了一种能够以最优传质/传热效率提供更高的气体和液体通量的规整填料。
发明内容
为克服上述现有技术中的不足，本发明目的在于提供一种高容量规整填料。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案是：一种高容量规整填料，该规整填料由若干个填料元件组成，所述填料元件由若干波纹板组成，相邻波纹板之间侧面并置且竖直排列，相邻波纹板的肋条彼此交叉设置；所述肋条包括上肋部和下肋部，所述上肋部为具有恒定角度的直线波纹，所述下肋部为拱形弯曲状的曲线波纹；相邻波纹板的下肋部形成拱形截面的拱形轮廓，所述拱形轮廓位于所述填料元件的下半部分。
优选的技术方案为：所述上肋部与所述波纹板上部的水平边缘形成第一倾斜角，所述第一倾斜角的角度为30°～70°。
优选的技术方案为：所述下肋部与所述波纹板下部的水平边缘形成第二倾斜角，所述第二倾斜角的角度为75°～90°。
优选的技术方案为：所述第二倾斜角的开口方向与所述第二倾斜角的开口方向相同或相反。
优选的技术方案为：所述拱形轮廓位于所述填料元件底部的三分之一位置处。
优选的技术方案为：相邻波纹板的肋条彼此交叉的角度为30°～150°。
优选的技术方案为：所述第二倾斜角的角度为80°～85°。
优选的技术方案为：所述第一倾斜角的角度为45°～60°。
优选的技术方案为：沿着所述上肋部纵向延伸的肋部形成的拱形轮廓的半径小于所述肋条宽度的15％。
优选的技术方案为：相邻波纹板的肋条彼此交叉的角度为90°。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有的优点是：
本发明提供的规整填料结构，相对于传统的规整填料结构，能显著增加通量，能够以最优传热效率提供更高的气体和液体通量，而且加工简单方便，在加工和安装方面具备成本效益。
附图说明
图1为本发明填料单元示意图。
图2为本发明波纹板示意图。
图3为本发明相邻波纹板之间的结构示意图。
图4为波纹板底部可能具有的两种波纹角度(第二倾斜角)示意图。
图5为肋条基本形状和相关角度的简要示意图。
以上附图中，波纹板1，上肋部2，下肋部3。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1～图5。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例：如图1～图3所示，一种高容量规整填料，该规整填料由若干个填料元件组成，填料元件由若干波纹板1组成，相邻波纹板1之间侧面并置且竖直排列，相邻波纹板1的肋条彼此交叉设置；肋条包括上肋部2和下肋部3，上肋部2为具有恒定角度的直线波纹，下肋部3为拱形弯曲状的曲线波纹；相邻波纹板1的下肋部3形成拱形截面的拱形轮廓，拱形轮廓位于填料元件的下半部分。
优选的实施方式为：上肋部2与波纹板1上部的水平边缘形成第一倾斜角，第一倾斜角的角度为30°～70°，最好为45°～60°，45°最佳。定义第一倾斜角为a，如图3所示。
优选的实施方式为：下肋部3与波纹板1下部的水平边缘形成第二倾斜角，第二倾斜角的角度为75°～90°，最好为80°～85°。定义第一倾斜角为b，如图3和图4所示。
优选的实施方式为：如图4所示，第二倾斜角的开口方向与第二倾斜角的开口方向相同或相反。
优选的实施方式为：如图1和图3所示，拱形轮廓位于填料元件底部的三分之一位置处。上肋部2的轮廓以及由此而成的横截面形状随填料的高度而变化，中低波纹板1处的弯曲弧应在波纹板1底部边缘逐渐会聚成几乎垂直的角度，如果拱形轮廓的方向变化太大，则液滴夹带的风险更高。因此，弯曲拱形的曲率半径应高于波纹板1总高度的25％，最好是30％。
优选的实施方式为：如图1和图3所示，相邻波纹板1的肋条彼此交叉的角度为30°～150°，最好是90°，也就是说，每个连续波纹板1相对于前一波纹板1的旋转角度最好是90°。
优选的实施方式为：沿着上肋部2纵向延伸的肋部形成的拱形轮廓的半径小于肋条宽度的15％。
原因以及实现方式：为了使得填料结构的水压直径有可能达到最大，要确保在整个填料元件的任何水平切割处均可形成近似方形的横截面积，首先，定义波纹板1的肋部的角为α角(如图5所示)，通过选择肋部角度α的特定值可轻松获得有利的方形开口，现有的标准规整填料的肋部α角介于70°和90°之间；定义肋条与波纹板1纵向方向之间的角为β角(如图5所示)，并在水平面上的两个肋条之间彼此相对形成的角为γ角(如图5所示)，角之间的数学关系如下：
根据获取方形横截面(γ＝90°)的最佳情况，得出以下关系：
根据这个数学表达式，如果选择45°的β角，则肋部α角为70.5°，而如果β角为60°，则肋部α角为81.8°。
当β角不少于30°～45°时可保证α角不为锐角而且沿着上肋部2纵向延伸的肋部形成的拱形轮廓的半径小于肋条宽度的15％，避免了出现尖锐的卷曲结构，高气负荷下也就不容易发生液滴夹带，β角不少于45°～60°时最佳。
本发明提供的规整填料结构，相对于传统的规整填料结构，能显著增加通量，能够以最优传热效率提供更高的气体和液体通量，而且加工简单方便，在加工和安装方面具备成本效益。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种高容量规整填料，该规整填料由若干个填料元件组成，所述填料元件由若干波纹板组成，其特征在于：相邻波纹板之间侧面并置且竖直排列，相邻波纹板的肋条彼此交叉设置；所述肋条包括上肋部和下肋部，所述上肋部为具有恒定角度的直线波纹，所述下肋部为拱形弯曲状的曲线波纹；相邻波纹板的下肋部形成拱形截面的拱形轮廓，所述拱形轮廓位于所述填料元件的下半部分。
2.根据权利要求1所述的一种高容量规整填料，其特征在于：所述上肋部与所述波纹板上部的水平边缘形成第一倾斜角，所述第一倾斜角的角度为30°~70°。
3.根据权利要求2所述的一种高容量规整填料，其特征在于：所述下肋部与所述波纹板下部的水平边缘形成第二倾斜角，所述第二倾斜角的角度为75°~90°。
4.根据权利要求3所述的一种高容量规整填料，其特征在于：所述第二倾斜角的开口方向与所述第二倾斜角的开口方向相同或相反。
5.根据权利要求1所述的一种高容量规整填料，其特征在于：所述拱形轮廓位于所述填料元件底部的三分之一位置处。
6.根据权利要求1所述的一种高容量规整填料，其特征在于：相邻波纹板的肋条彼此交叉的角度为30°~150°。
7.根据权利要求3所述的一种高容量规整填料，其特征在于：所述第二倾斜角的角度为80°~85°。
8.根据权利要求3所述的一种高容量规整填料，其特征在于：所述第一倾斜角的角度为45°~60°。
9.根据权利要求1所述的一种高容量规整填料，其特征在于：沿着所述上肋部纵向延伸的肋部形成的拱形轮廓的半径小于所述肋条宽度的15%。
10.根据权利要求6所述的一种高容量规整填料，其特征在于：相邻波纹板的肋条彼此交叉的角度为90°。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910424724.1A CN110102244A (zh) | 2019-05-21 | 2019-05-21 | 一种高容量规整填料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910424724.1A CN110102244A (zh) | 2019-05-21 | 2019-05-21 | 一种高容量规整填料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110102244A true CN110102244A (zh) | 2019-08-09 |
Family
ID=67491418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910424724.1A Pending CN110102244A (zh) | 2019-05-21 | 2019-05-21 | 一种高容量规整填料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110102244A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030047821A1 (en) * | 2000-01-18 | 2003-03-13 | Egon Zich | Packing for heat-and material-exchange columns |
| CN202212203U (zh) * | 2011-07-30 | 2012-05-09 | 俞慎 | 一种规整波纹填料 |
| CN107159085A (zh) * | 2017-05-27 | 2017-09-15 | 天津九源化工工程有限公司 | 一种用于传质塔的自分布规整填料及加工使用方法 |
| CN207126533U (zh) * | 2017-08-15 | 2018-03-23 | 上海协升化工科技有限公司 | 一种新型高效v形板波纹规整填料 |
-
2019
- 2019-05-21 CN CN201910424724.1A patent/CN110102244A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030047821A1 (en) * | 2000-01-18 | 2003-03-13 | Egon Zich | Packing for heat-and material-exchange columns |
| CN202212203U (zh) * | 2011-07-30 | 2012-05-09 | 俞慎 | 一种规整波纹填料 |
| CN107159085A (zh) * | 2017-05-27 | 2017-09-15 | 天津九源化工工程有限公司 | 一种用于传质塔的自分布规整填料及加工使用方法 |
| CN207126533U (zh) * | 2017-08-15 | 2018-03-23 | 上海协升化工科技有限公司 | 一种新型高效v形板波纹规整填料 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6478290B2 (en) | Packing for mass transfer column | |
| CN106111045B (zh) | 带有规整填料的物质交换设备 | |
| CN105814394B (zh) | 传热板及板式换热器 | |
| US20100213625A1 (en) | High performance structured packing for fluid exchange column and fabrication method | |
| EP3101376A1 (en) | Heat exchanging board and board-type heat exchanger provided with heat exchanging board | |
| CN101398272A (zh) | 热管 | |
| AU2018262453B2 (en) | Structured packing module for mass transfer columns | |
| CN104837554B (zh) | 规整填料及方法 | |
| CN207981192U (zh) | 一种大传质面积规整填料 | |
| CN110102244A (zh) | 一种高容量规整填料 | |
| JP2020523183A5 (zh) | ||
| CN206508989U (zh) | 一种无壁流规整波纹填料 | |
| CN2447050Y (zh) | 弯曲导流波纹填料 | |
| WO2018120944A1 (zh) | 用于换热器的翅片组件和具有该翅片组件的换热器 | |
| CN209662652U (zh) | 一种用于高精度分离的散堆填料塔 | |
| CN106732320A (zh) | 一种无壁流规整波纹填料 | |
| CN1326606C (zh) | 一种具有梯型波纹的规整填料 | |
| JP2005511284A (ja) | 充填材モジュールのためのストリップ、対応するモジュール及びカラム | |
| CN107008220A (zh) | 双扭环散堆填料 | |
| CN215823088U (zh) | 一种高效凹凸多面长城型填料 | |
| CN206770472U (zh) | 一种波形弹簧 | |
| CN115155505B (zh) | 一种防沟流开窗波纹填料片及规整填料和填料塔 | |
| CN220214950U (zh) | 一种填料 | |
| CN203227496U (zh) | 一种端面嵌入式板波纹规整填料 | |
| CN113413863A (zh) | 波纹规整填料 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190809 |