CN2300448Y - 一种波纹规整填料 - Google Patents

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漆萍
张荣庆
刘兴
高有飞
王兆旺
蔡连波
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China Petrochemical Corp
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China Petrochemical Corp
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Abstract

本实用新型公开了一种波纹规整填料,它是在现有波纹填料的波峰或/和波谷上设有使相邻波纹片的波峰或波谷能够嵌入其中的切口,嵌入后切口与波峰或波谷之间仍有一定间隙,若干波纹片彼此镶嵌为一体,镶嵌后的波纹填料,能使介质在流动过程中形成脉动流动,产生湍流,增强径向扩散,促进填料背液面的润湿成膜,实验证明传质效率有显著提高。

Description

一种波纹规整填料
本实用新型涉及石油化工设备填料塔中的填料，特别是波纹规整填料。
波纹规整填料以其独特的几何结构与排列方式，人为地限定了气液的流通路径，增大了两相间的接触，减少了乱堆填料不可避免的壁流和沟流现象，呈现出低压降、高效率和高通量的良好性能。由CN87107241A公开的一种规则式填料，是由若干波纹片垂直放置，互相平行，相邻片的波纹交叉，波纹片上开有孔。这种填料改善了液流在填料表面的成膜情况，促进了气液两相的热、质传递过程。但是存在着如下不足之处：①流道内不存在“扩大”、“缩小”段，不能利用气体的局部脉冲形成的湍流来强化传质。②波纹方向与塔轴倾斜成一角度，由于重力的作用，液体在迎液面上的成膜情况较好，在背液面上的成膜情况较差，一部分填料表面没有得到充分利用，特别是液体负荷较低时，这种情况更为突出。③波纹片上的小孔虽能进行径向扩散，但这种扩散的程度不够大。
本实用新型的目的是提供一种波纹规整填料，能够利用气体的局部脉冲来强化传质，增强径向扩散程度，使填料背液面得到充分利用。
本实用新型采用的技术方案是：波纹规整填料由若干波纹片构成，波纹片竖直放置，互相平行，波纹方向与竖直方向有一倾角，相邻波纹片的波纹倾角大小相等方向相反，在波峰和/或波谷上设有使相邻波纹片上的波峰或波谷能够嵌入其中的切口，嵌入后，切口与波峰或波谷之间仍有一定间隙，若干波纹片彼此镶嵌成为一体。
镶嵌后波纹规整填料在气液流道上截面不断发生变化，呈现出大三角形一梯形一小三角形一大三角形的规律。  流道面积缩小，使气流加速，以湍动强化传质；流道面积增加，气流减速，实现气液间的分离，在填料层内由此形成脉动流动。流道内局部出现的小三角形和梯形拦液处，可积聚和分散液流，实现气液的再分配。液流还可通过切口与嵌入的波峰或波谷之间的间隙径向扩散，增强背液面填料的润湿成膜，加大填料表面的利用率。与现有波纹规整填料相比本实用新型传质效率有明显提高。
以下结合附图对本实用新型作进一步详述。
图1是本实用新型侧镶式立体组装示意图。
图2是图1所示侧镶式结构两相邻波纹片的组装截面图。
图3是本实用新型互镶式立体组装示意图。
图4是图3所示互镶式结构两相邻波纹片的组装截面图。
图5是波纹片上带有小波纹时两相邻波纹片侧镶式组装截面图。
图6是波纹片上带有小波纹时两相邻波纹片互镶式组装截面图。
图7是开设有小孔的波纹片示意图。
如图1所示，本实用新型采用侧镶式结构时，组成本实用新型的波纹片1、2等竖直放置，互相平行，波纹片上有波峰3、波谷4，波纹片的波纹方向与竖直方向有一45°倾角，相邻波纹片的波纹倾角大小相等方向相反、波纹方向相互垂直，在波峰3上设有梯形切口7，使相邻波纹片上的波谷4镶嵌入切口7中，镶嵌后，切口7与嵌入的波谷4之间仍有一定间隙。图1所示的立体图示意出了波纹片2将要嵌入相邻波纹片1时，相对波纹片1的位置；图2所示的截面图示意出了波纹片2的波谷4嵌入相邻波纹片1的切口7中。相邻波纹片彼此镶嵌成为一体，由此而形成的气液流动截面不断变化，呈现出大三角形一梯形一小三角形一大三角形的规律。流道面积缩小时气流加速，以湍动强化传质；流道面积增加时气流减速，实现气液间的分离，在填料层内出现脉动流动。流道内局部出现的小三角形和梯形拦液处，可积聚和分散液流，实现气液的再分配。液流还可通过切口7与嵌入的波谷4之间的间隙径向扩散，增强背液面填料的润湿成膜，加大填料表面的利用率。
图1所示侧镶式结构是在波峰3上设有切口7，显然，也可在波谷4上设有切口7，使相邻波纹片的波峰3嵌入切口7中，若干波纹片彼此镶嵌在一起，形成同图1一样的侧镶式结构。
图3所示为本实用新型互镶式结构，与侧镶式基本相同，不同点是：在波纹片的波峰3和波谷4上设有切口7，波纹片1的波峰3能嵌入到波纹片2波谷4上的切口7中，同时，波纹片2的波谷4也能嵌入到波纹片1波峰3上的切口7中，图3所示的立体图示意出了波纹片2将要嵌入相邻波纹片1时相对波纹片1的位置，图4所示的截面图示意出了波纹片2的波谷4嵌入相邻波纹片1的切口7中，同时，波纹片1的波峰3嵌入到波纹片2波谷4上的切口7中。相邻波纹片彼此互镶成为一体。
上述侧镶式和互镶式结构中，切口7的高度适宜值为波峰3或波谷4高度的10％～90％，最佳值为30％～50％。
为进一步增加两相的接触机会，强化传质，与切口7相对应处，可设有与波峰3或波谷4方向相反的小波纹6，小波纹6的高度为波峰3或波谷4高度的10％～50％，形成大波纹局部内套小波纹的结构，小波纹6位于气液流道的中央，用以分割气流和液滴，增加两相的接触机会，强化传质。图5是波纹片上带有小波纹时两相邻波纹片侧镶式组装截面图；图6是波纹片上带有小波纹时两相邻波纹片互镶式组装截面图。
为图示及叙述方便，上述附图中，相邻波纹片的波纹方向相互垂直、切口7为梯形，显然，切口7也可为矩形、正方形等；相邻波纹片的波纹方向也可呈其它夹角，此时，切口7的形状将随夹角的不同而不同，只要保证使相邻波纹片上的波峰3或波谷4能嵌入其中，镶嵌后，切口7与嵌入的波谷4之间仍有一定间隙即可。
根据实际需要，为增强径向扩散程度，也可在波纹片上开设按三角形或正方形等规律排列的小孔5，如图7所示。
本实用新型可采用塑料、金属材料等制作。
实施例：
某炼油厂常减压装置的减压分馏塔中，有三段填料采用比表面积为250(m2/m3)的波纹规整填料，因腐蚀严重需要更换，决定用本实用新型互镶式波纹规整填料替代原常规波纹规整填料，其它各部分保持不变。经计算，采用同比表面积的互镶式波纹规整填料，所有波纹片竖直放置，互相平行，波纹片的波纹方向与塔轴向有一45°倾角，相邻波纹片的波纹倾角方向相反，彼此垂直互镶在一起，波纹片上切口7为梯形，切口7的高度为波峰高度的1/3。改造前后的效果可通过下表的数据来说明：
馏分           大庆原油(改造前)80℃的粘度：10～15mm2/s残炭值：2～2.9％           临商原油(改造后)80℃的粘度：87.2mm2/s残炭值：2～2.9％
 2～97％宽度℃  粘度100℃mm2/s  残炭(康氏)％ 比色号 2～97％宽度℃ 粘度100℃mm2/s 残炭(康氏)％ 比色号
减压一线减压三线减压四线  80～9090～100100～120    4～58～911～11.5  0.01～0.0150.1～0.120.45～0.46 2～2.53～3.55～5.5 70～7866～7570～90 9-1114～14.2 0.020.14～0.160.36～0.42 2.556
显然，改造后在原油粘度和残炭值都大幅度增加的不利条件下，减压塔的侧线馏分油馏程变窄，色度和残炭值也接近于改造前大庆原油馏分油。此外，标定数据的对比还发现，改造后馏分间的重叠度明显减小。这就充分证明了本实用新型镶嵌式波纹规整填料的传质效果有显著提高。

Claims (5)

1、一种波纹规整填料，由波纹片构成，波纹片上有波峰(3)、波谷(4)，波纹片竖直放置，互相平行，波纹方向与竖直方向有一倾角，相邻波纹片的波纹倾角大小相等，方向相反，其特征在于：在波峰(3)和/或波谷(4)上设有使相邻波纹片上的波峰(3)或波谷(4)能够嵌入其中的切口(7)，嵌入后，切口(7)与波峰(3)或波谷(4)之间仍有间隙，波纹片彼此镶嵌成为一体。
2、如权利要求1所述的波纹规整填料，其特征在于：切口(7)的高度为波峰(3)或波谷(4)高度的10％～90％。
3、如权利要求1所述的波纹规整填料，其特征在于：与切口(7)相对应处，设有与波峰(3)或波谷(4)方向相反的小波纹(6)，小波纹(6)的高度为波峰(3)或波谷(4)高度的10％-50％。
4、如权利要求1或2或3所述的波纹规整填料，其特征在于：波纹片上开设有按三角形或正方形等规律排列的小孔(5)。
5、如权利要求1或2或3所述的波纹规整填料，其特征在于：波纹片采用塑料、金属等材料制作。
CN 97218491 1997-06-17 1997-06-17 一种波纹规整填料 Expired - Lifetime CN2300448Y (zh)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1087650C (zh) * 1999-02-01 2002-07-17 华东理工大学 一种玻璃钢波纹板规整填料及其制备工艺
CN102908973A (zh) * 2012-11-14 2013-02-06 上海化工研究院 一种峰谷开窗接片式锯齿形波纹填料
CN110678256A (zh) * 2017-06-09 2020-01-10 科氏-格利奇有限合伙公司 用于传质塔的规整填料模块

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