CN2192375Y - 一种散装金属填料 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于精馏吸收过程用的散装金属填
料，用金属片冲切卷圆制成，其结构形状为灯笼形，由
上、下端部和中部组成。其上、下端部为锯齿形环或
平环；中部为球形，开有10～20个窗孔，开孔率大于
50％；开窗部分的金属片冲成窄条，向内弯曲成弧
状。经冷模试验测出这种填料有较大的气流通量，较
低的压降，较高的传质效率和较低的金属用量，并能
防止发生填料相互“咬紧”的现象，是一种性能比较优
良的传热传质新型填料。
Description
本发明属于化工、石化、炼油工业中精馏塔、吸收塔内所用的传质、传热填料。
塔填料已有一百多年的发展历史，按结构形状可分为规整填料和颗粒填料两大类，颗粒填料一般以散装的方式堆积在塔内，所以又叫散装填料，散装填料又可分为环形填料（如拉西环、鲍尔环、阶梯环）、鞍形填料、环矩鞍填料，球形填料和花环填料。目前，散装金属填料只有环形填料和环矩鞍填料两种，其中性能较好，普遍应用的高效填料首推环矩鞍填料。金属环矩鞍填料为美国Norton公司于1976年创制，它将传统的环形填料与鞍形填料结合起来，取其所长，使其气体通量较大而传质效率较高，其结构见附图3。同时在使用过程中，也发现其存在某些问题，如在安装后因嵌套而″咬紧″，不易自塔内卸出，并影响压降。
经文献检索，与本专利申请比较接近的有美国专利US4，600，544和中国专利CN2，045，325，二者均为环形填料，与本发明在结构上有本质的区别。
根据精馏吸收等分离过程的要求，一个理想的填料应同时满足流体通量大、压降低、分离效率高、成本合理等要求，因而人们需要继续寻求比环矩鞍填料性能更好的散装金属填料，并解决其在安装后因嵌套而″咬紧″，不易自塔内卸出的问题。
本发明的目的就在于提供一种能进一步提高填料的气流通量，降低压降，能在不降低分离效率的基础上进一步降低填料的金属用量，从而降低成本，并能防止填料相互″咬紧″现象的新型散装金属填料。
本实用新型的目的是这样实现的：这种散装金属填料用薄金属片经冲切、卷园而成，其结构形状为灯笼形，由上、下端部和中部组成；上、下端部为锯齿形环，或平环；中部为球形，开有若干个窗孔；开窗部分的金属片冲成窄条，向内弯曲，弯成弧状。
中部球形的开窗孔数为8－12个，开孔率大于50％。开窗部分的金属片窄条可以有三种型式：一种与上环和下环均连成一体；第二种半数与上环连接、与下环断开，另一半数与下环连接、与上环断开，各自由端向中心弯曲；第三种分别在离上、下环2／3处断开，各自由端向中心弯曲。
本实用新型因为采用环形填料与球形填料相结合的型式，吸收了二者的优点，如具有很好的刚度；若将本填料沿轴线切为3～4瓣，则每瓣又近似一个环矩鞍填料，也就是说本填料也可认为是经过精心设计后，环矩鞍填料的有规则的组合，所以既吸收了原环矩鞍填料的优点，又提高了填料层的局部规整性，从而有利于提高填料的气通量，降低压降，并能防止原填料的相互″咬紧″现象，也有利于降低金属用量。
下面结合附图进一步详细地叙述本实用新型的实施例。
图1为灯笼形散装金属填料的结构示意图之一。
图2为灯笼形散装金属填料的结构示意图之二。
图3为金属环矩鞍填料的结构示意图。
本实用新型散装金属填料的结构形状如图1或图2所示，其结构形状为灯笼形，由上端部1、下端部2和中部3组成；上端部1和下端部2为锯齿形环，或平环，采用锯齿形环可使液流分布点多，以提高分离效率；中部3为球形，以提高刚度，同时开有若干个窗孔4；开窗部分的金属片5、6、7冲成窄条，向内弯曲成弧状，以提高填料的刚度。中部球形的开窗孔数为8～12个，开孔率（窗面积／中部球形总面积）大于50％，以便气流，液流可透入填料的球形腹部，以利提高气流最大通量，降低压降，提高填料内表面利用率，以提高分离效率。开窗部分的金属片窄条5与上环和下环均连成一体；金属片窄条6半数与上环连接、与下环断开，另一半与下环连接、与上环断开，各自由端向中心弯曲；金属片窄条7分别在离上、下环2／3处断开，各自由端向中心弯曲。金属片窄条5、6、7的作用都是分割气液流，扩大气液传质表面，以提高分离效率。
为验证本实用新型填料的具体效果，按照附图1的结构制作了Dg50的不锈钢灯笼形填料的试验样品，以便将其与Dg50的环矩鞍金属填料进行对照比较。
它们的主要尺寸和几何性能对比见表1：
| Dg50灯笼形 | Dg50环矩鞍 | |
| 环直径 mm鼓腹直径 mm高度 mm厚度 mm堆积个数 个/米3堆积密度(ρp)Kg/m3比表面 m2/m3空隙率% | Ф57Ф76600.6～0.82875166700.98 | 12900262860.97 |
在直径φ600mm的塔内，以空气－水为介质测定了表1所列两种填料的流体力学性能与氧解吸性能，喷淋密度为20m3／（m2.h）时性能数据列于表2：
| 灯笼形Dg50 | 环矩鞍Dg50 | 灯笼形Dg50 | |
| 环矩鞍Dg50 | |||
| 泛点气速(Uf),m/s2m/s气速下的压力降(△P),Pa/m3m/s气速下的压力降(△P),Pa/m0.6Uf下的传质单元高度(HOL),m0.8Uf下的传质单元高度(HOL),m | 3.61724810.400.29 | 3.4171925300.370.31 | 1.0530.8960.9081.0810.935 |
由表2可见对比结果是：
1、Dg50灯笼形填料比Dg50环矩鞍填料的泛点气速（Uf）平均高5％；
2、同样空塔气速和喷淋密度下的压力降（△P），Dg50灯笼填料比Dg50环矩鞍填料平均低10％；
3、在正常操作气速范围（U＝0.6～0.8Uf）内，Dg50灯笼形填料与Dg50环矩鞍填料的传质单元高度（HOL）很接近。
表3列出了表1中两种填料的相对金属用量，相对金属用量的定义为：
G＝HOL·ρp／（α·Uf）
其中：ρp－－填料堆积密度，kg／m3
HOL－－传质单元高度，m
Uf－－泛点气速，m／s
α－－操作气速与泛点气速之比值
由表3可见，灯笼形填料的相对金属用量比Dg50环矩鞍填料少30－40％，因而可显著地节约金属，降低材料成本。
Claims (5)
1、一种散装金属填料，其特征在于其结构形状为灯笼形，由上、下端部(1)、(2)和中部(3)组成；上、下端部(1)和(2)为锯齿形环，或平环；中部(3)为球形，开有若干个窗孔(4)；开窗部分的金属片(5)、(6)、(7)冲成窄条，向内弯曲，弯成弧状。
2、如权利要求1所述的散装金属填料，其特征在于中部球形的开窗孔数为8～12个，开孔率大于50％。
3、如权利要求1或2所述的散装金属填料，其特征在于开窗部分的金属片窄条（5）与上环和下环均连成一体。
4、如权利要求1所述的散装金属填料，其特征在于开窗部分的金属片窄条（6）半数与上环连接、与下环断开，另一半数与下环连接、与上环断开，各自由端向中心弯曲。
5、如权利要求1所述的散装金属填料，其特征在于开窗部分的金属片窄条（7）分别在离上、下环2／3处断开，各自由端向中心弯曲。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 94214640 CN2192375Y (zh) | 1994-06-20 | 1994-06-20 | 一种散装金属填料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 94214640 CN2192375Y (zh) | 1994-06-20 | 1994-06-20 | 一种散装金属填料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN2192375Y true CN2192375Y (zh) | 1995-03-22 |
Family
ID=33830855
Family Applications (1)
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| CN 94214640 Expired - Lifetime CN2192375Y (zh) | 1994-06-20 | 1994-06-20 | 一种散装金属填料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN2192375Y (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1088394C (zh) * | 1998-07-27 | 2002-07-31 | 张延丰 | 散堆塔填料 |
-
1994
- 1994-06-20 CN CN 94214640 patent/CN2192375Y/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN1088394C (zh) * | 1998-07-27 | 2002-07-31 | 张延丰 | 散堆塔填料 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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