專利名稱：一種波紋規(guī)整填料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種石油化工設(shè)備填料塔中的填料，特別是波紋規(guī)整填料。
背景技術(shù)：
規(guī)整填料是化學(xué)和石油工業(yè)中常見的傳質(zhì)分離設(shè)備，規(guī)整填料的廣泛應(yīng)用使其在
國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位。普通板波紋規(guī)整填料用于精餾或吸收等氣液傳質(zhì)操作 時(shí)，填料內(nèi)氣液兩相一般為逆流接觸傳質(zhì)或傳熱，液相沿填料表面呈膜狀向下流動(dòng)，液膜在
流動(dòng)時(shí)，大部分液體均沿波紋填料片的波谷流動(dòng)，即填料表面波谷處液膜較厚而波峰及其 它表面的液膜覆蓋較差；而且當(dāng)填料對(duì)液體的潤(rùn)濕性能較差時(shí)，部分填料表面可能無液體 覆蓋，降低氣液傳質(zhì)面積，傳質(zhì)效果較差。傳統(tǒng)的波紋規(guī)整填料片兩側(cè)液體不流通，液相僅 在一側(cè)與氣相接觸傳質(zhì)，傳質(zhì)面積較小，由于填料片的阻擋作用，使得壓降較大，流體通量 較小。本實(shí)驗(yàn)室(化學(xué)工程聯(lián)合國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津大學(xué)分室)研究發(fā)現(xiàn)(l)，采用帶有 方形孔的平板比普通平板的氣液傳質(zhì)效率高30%以上，根據(jù)這一現(xiàn)象，我們提出了一種氣 液傳質(zhì)效率更高的新型規(guī)整填料。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于對(duì)傳統(tǒng)波紋規(guī)整填料的結(jié)構(gòu)加以改進(jìn)，增加對(duì)流體的擾
動(dòng)，減少流體阻力和壓降，進(jìn)而增加相間傳質(zhì)效率。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下 該填料由多個(gè)波紋片構(gòu)成，每個(gè)波紋片上有波峰和波谷。在波峰和波谷處和波紋 片上設(shè)置有交錯(cuò)排列的矩形孔洞，波峰和波谷兩個(gè)邊的延長(zhǎng)線夾角為60 120° ，矩形孔 洞的長(zhǎng)為40 60mm，寬為2 10mm，橫向間距等于矩形孔洞的長(zhǎng)，縱向間距為矩形孔洞長(zhǎng) 的1/5倍 1倍。每段波紋片的長(zhǎng)度控制在矩形孔洞長(zhǎng)度的2倍，使得矩形孔洞在水平方 向上交替充滿整個(gè)填料片，液膜在向下流動(dòng)的過程中必然會(huì)經(jīng)過矩形孔洞。 該實(shí)用新型波紋規(guī)整填料，通過在板波紋填料片的板面和棱線處開設(shè)矩形孔洞， 可使填料片兩側(cè)液體交換流動(dòng)，將原本處于填料片一側(cè)層流底層的液體換至另一側(cè)表面， 從而提高傳質(zhì)效率；矩形的設(shè)計(jì)使得液相流體在向下流動(dòng)的過程中在開孔處受到方向與大 小相異的力，液膜較易發(fā)生延展和破碎，是增大傳質(zhì)的有效途徑。由于本新型規(guī)整填料片孔 隙率較高，使氣體較易通過，因而能夠降低壓降并獲得較大的流體通量。實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算結(jié) 果表明，上述改進(jìn)能夠顯著增加填料的比表面積，提高傳質(zhì)效率。該填料具有明顯的導(dǎo)流作 用，可顯著減小流體通道的阻力，增加流體通量。

圖1新型規(guī)整填料片的主視圖和側(cè)視圖； 圖2新型規(guī)整填料片的俯視圖； 圖3新型規(guī)整填料片的立體結(jié)構(gòu)3[0010] 圖4新型規(guī)整填料片的裝配圖。
具體實(shí)施方式
以下根據(jù)附圖對(duì)本實(shí)用新型波紋規(guī)整填料的技術(shù)特征作更詳細(xì)的說明 本實(shí)用新型在波峰和波谷處和填料片上設(shè)置有交錯(cuò)排列的矩形孔洞，波峰和波谷
兩個(gè)邊的延長(zhǎng)線夾角為60 120° ，矩形孔洞的長(zhǎng)為40 60mm，寬為2 10mm，橫向間距
等于矩形孔洞的長(zhǎng)，縱向間距為矩形孔洞長(zhǎng)的1/5倍 1倍，每段波紋片的長(zhǎng)度控制在矩形
孔洞長(zhǎng)度的2倍。 如圖1所示，本實(shí)用新型在規(guī)整填料片上和填料片的波峰、波谷處交錯(cuò)切割有矩 形孔洞，長(zhǎng)h為40 60mm，寬h2為2 10mm，橫向間距等于h，縱向間距h3為1/5倍 1 倍h2。每段波紋片的長(zhǎng)度控制在矩形孔洞長(zhǎng)度的2倍，使得矩形孔洞在水平方向上交替充 滿整個(gè)填料片，液膜在向下流動(dòng)的過程中必然會(huì)經(jīng)過矩形孔洞。矩形孔洞的長(zhǎng)邊與流體主 體流動(dòng)方向垂直，使得液膜受到孔洞處各向異性的力的作用，產(chǎn)生拉伸與破碎，從而對(duì)傳質(zhì) 產(chǎn)生促進(jìn)作用。在液體流動(dòng)方向液膜交錯(cuò)遇到孔洞與不銹鋼板，不斷產(chǎn)生匯合與分離，促進(jìn) 了液膜的表面更新，使液體與填料片接觸的底部也能夠被置換到表面與氣相接觸，進(jìn)一步 促進(jìn)傳質(zhì)。 如圖2、3所示，本實(shí)用新型在波峰與波谷處均開設(shè)有矩形孔洞，液體能夠從一側(cè) 透過到另一側(cè)，避免了傳統(tǒng)波紋板填料在波谷處液體的積聚和在波峰處液體的流散。本實(shí) 用新型的波峰、波谷兩個(gè)邊的延長(zhǎng)線夾角a為60 120° (圖2)。液體在新型填料片上能 夠得到均勻的分布。 圖4為新型填料片組裝效果圖。填料片流道與水平方向夾角b為15 75° 。相 鄰兩塊填料片相對(duì)組裝，流道方向相反，可以促使流體在整個(gè)塔盤內(nèi)部均勻分布。本實(shí)用新 型具有易于安裝和加工的特點(diǎn)。 采用本實(shí)用新型的新型規(guī)整填料，在天津大學(xué)冷膜實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)行壓降實(shí)驗(yàn)，結(jié) 果表明，多折板開窗導(dǎo)流式新型規(guī)整填料相對(duì)于普通波紋板規(guī)整填料，壓降同比降低了 10%。本實(shí)用新型規(guī)整填料傳質(zhì)效率較普通波紋板填料平均提高了 30%。
權(quán)利要求一種波紋規(guī)整填料，其特征是在波峰和波谷處和填料片上設(shè)置有交錯(cuò)排列的矩形孔洞，波峰和波谷兩個(gè)邊的延長(zhǎng)線夾角為60～120°，矩形孔洞的長(zhǎng)為40～60mm，寬為2～10mm，橫向間距等于矩形孔洞的長(zhǎng)，縱向間距為矩形孔洞長(zhǎng)的1/5倍～1倍；每段波紋片的長(zhǎng)度控制在矩形孔洞長(zhǎng)度的2倍，使得矩形孔洞在水平方向上交替充滿整個(gè)填料片。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種波紋規(guī)整填料；在波峰和波谷處和填料片上設(shè)置有交錯(cuò)排列的矩形孔洞，波峰和波谷夾角為60～120°，矩形孔洞的長(zhǎng)為40～60mm，寬為2～10mm，橫向間距等于矩形孔洞的長(zhǎng)，縱向間距為矩形孔洞長(zhǎng)的1/5倍～1倍。每段波紋片的長(zhǎng)度控制在矩形孔洞長(zhǎng)度的2倍，使得矩形孔洞在水平方向上交替充滿整個(gè)填料片，液膜在向下流動(dòng)的過程中必然會(huì)經(jīng)過矩形孔洞。本實(shí)用新型提出了一種波紋規(guī)整填料，本新型規(guī)整填料片孔隙率較高，使氣體較易通過，因而能夠降低壓降并獲得較大的流體通量。實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算結(jié)果表明，上述改進(jìn)能夠顯著增加填料的比表面積，提高傳質(zhì)效率。該填料具有明顯的導(dǎo)流作用，可顯著減小流體通道的阻力，增加流體通量。
文檔編號(hào)B01J19/32GK201519580SQ20092022167
公開日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2009年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月29日
發(fā)明者劉春江, 朱明 , 李超, 袁希鋼, 高峰 申請(qǐng)人:天津大學(xué)