一種導流型填料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種導流型填料，由多層填料片疊放而成，填料片波紋棱線的中間為兩段對稱反轉的曲線，上下兩端為直線，兩段曲線相切，且上端曲線與上部分的直線相切，下端曲線與下部分的直線相切，填料片波紋棱線曲線部分和直線部分的高度比在0.5-5之間；填料片上沖制有一系列的矩形、三角形、圓弧形凸臺導流孔，填料片上沖制的凸臺導流孔面積為填料片面積的5％～30％；且填料片表面采用規(guī)則金剛石顆粒，按照液流方向規(guī)則振動擦磨而進行表面粗糙處理，填料由傾角不同的填料盤組合裝填。本發(fā)明的填料表面成膜效果好，有效比表面積增大，氣液相擾動增強，同時增大了液膜表面更新速率，使氣液傳質更充分，極大的提高了傳質效率，可廣泛應用在石油、化工、生物、制藥、環(huán)保等領域。
【專利說明】一種導流型填料
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型氣液導流型填料，屬于化工分離過程的汽液傳質設備領域?！颈尘凹夹g】
[0002]塔器是重要的分離設備，多用于物質的分離與提純，在石油、化工、生物、制藥、環(huán)保等領域有著廣泛的應用。塔器作為平衡分離設備，塔板和填料為相際間熱質傳遞提供相界面，是塔的核心構件。填料塔的核心是塔內件填料，填料的結構和性能直接影響填料塔的分離效率和投資費用，開發(fā)出性能優(yōu)良的填料是填料塔技術發(fā)展與進步的關鍵。填料按結構和裝填方式，主要分為規(guī)整填料和散堆填料，目前在化工分離中，規(guī)整填料的應用較為廣泛。規(guī)整填料具有壓降低、通量大、氣液相分布均勻、傳質效率高等優(yōu)點，應用于石油化工、精細化工等行業(yè)。
[0003]傳統(tǒng)的波紋填料是直線型填料，包括X型填料和Y型填料，直線型填料的流體通道與垂直方向有一定的傾角，液相在重力作用下沿著流體通道向下流動，在填料表面形成液膜，氣相沿著流體通道向上流動，在液膜表面進行氣液相傳質。X型填料的波紋傾角較小，氣液相接觸時間長，傳質效率較高，Y型填料波紋傾角較大，傳質效率較X型填料低，但壓降也小。對波紋的幾何結構進行改進，以實現(xiàn)低壓降、高傳質效率的嘗試屢見不鮮。南京大學提出了一種強效無壁流規(guī)整填料(CN200810124793.2)，該填料的波紋片由N段短距離的波折通道組成，形成折線形波紋通道，然而該波紋片經過多次偏折，折線之間的流動阻力增大，甚至會導致液膜脫落，影響傳質過程。天津大學開發(fā)出一種偏心導流窗口式規(guī)整填料片及填料(CN201010577155.3)，在波紋板片的波峰或波谷上開設導流窗口，導流窗口軸向與波紋傾斜方向有一定夾角，以加強填料內的橫向混合，但是在波紋片上開設窗口，減少了波紋片上的液膜面積，影響傳質效率。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于打破填料設計時傳質效率的增大是以壓降增大為代價的固有模式，對傳統(tǒng)的波紋規(guī)整填料結構作進一步開發(fā)。波紋的結構不再是傳統(tǒng)的直線型或折線形，而是將直線與曲線進行組合，且線條之間為圓滑過渡，改變了現(xiàn)有填料的流體流動通道，同時在波紋片上沖制一系列的導流凸臺，以增加氣液相湍動程度和氣液相接觸面積，并且填料片也采用特殊的表面粗糙處理方法，增大填料的比表面積。
[0005]為了實現(xiàn)該目的，本發(fā)明采用如下的技術方案:
[0006]一種導流型填料，由多層填料片疊放而成，其特征是填料片波紋棱線的中間為兩段對稱反轉的曲線，上下兩端為直線，兩段曲線相切，且上端曲線與上部的直線相切，下端曲線與下部的直線相切。
[0007]所述的一種導流型填料，填料片波紋棱線曲線部分和直線部分的高度比在0.5-5之間。
[0008]所述的一種導流型填料，填料片上沖制有一系列的凸臺導流孔。[0009]所述的一種導流型填料，填料片上沖制的凸臺導流孔可以是矩形、三角形、圓弧形。
[0010]所述的一種導流型填料，填料片上沖制的凸臺導流孔面積為填料片面積的5%?30%。
[0011]所述的一種導流型填料，填料波紋與水平方向夾角在30° -80°之間；
[0012]所述的一種導流型填料，填料片表面采用規(guī)則金剛石顆粒，按照液流方向規(guī)則振動擦磨而進行表面粗糙處理。
[0013]所述的一種導流型填料，填料由傾角不同的填料盤組合裝填。
[0014]本發(fā)明的填料與現(xiàn)有的填料相比，具有如下的優(yōu)點:
[0015]該填料的波紋結構為直線和曲線的組合，結合了直線形和曲線形的優(yōu)點，保證了液體能夠順利流動，在實現(xiàn)低壓降的同時，液相在波紋片上成膜效果好，表面更新快，增加氣液相的接觸時間，并且不同線型的波紋片是圓滑過渡，避免了流動通道內的溝流、壁流現(xiàn)象，使氣液相接觸更充分，提高傳質效率，并且根據波紋片傾角的不同，直線和曲線的比例可以改變，實現(xiàn)低壓降、高傳質效率的目的。
[0016]填料的波紋片上開設5%?30%的導流凸臺，當液相由導流凸臺上方往下流動時，液膜底層的液體可以直接順著導流凸臺流下，使得氣液相接觸不均勻的液膜底層變成液膜表層，加強了液膜表面的湍動程度，而液膜表層的液體越過凸臺流動，有效的實現(xiàn)了液膜更新，加強了氣液相的充分接觸，提高傳質效率。氣相至下往上運動，在導流凸臺下方，可以沿著凸臺上表面與更新的液膜接觸傳質，而波紋板另一側的氣相可以穿過凸臺形成的通道，一方面與液相直接接觸傳質，另一方面加強了液相的擾動，使氣液相接觸更充分，提高了傳質效率。開設的導流凸臺，增加了氣液相的接觸面積，即增大了傳質面積，同時增大了液膜表面更新速率，使氣液相接觸更充分，同時也加強了液層間的擾動，使氣液傳質更充分，極大的提聞了傳質效率。
[0017]表面潤濕性能是填料的重要性能之一，對填料的表面進行處理，可以有效的提高填料的表面潤濕性，目前常用的有物理方法和化學方法，如高速噴砂法、高錳酸鉀浸潰法，但是這些方法的共同點是隨機性，無規(guī)則性。本發(fā)明采用規(guī)則金剛石顆粒，在填料片表面按照液流方向規(guī)則振動擦磨而進行表面粗糙處理，處理后的填料表面潤濕性能更好，且能增大填料的氣液接觸面積，從而提聞傳質效率。
[0018]另外，傾角不同的兩盤填料組裝裝填，在兩層不同填料之間能夠形成擾動，也可以綜合不同傾角填料的優(yōu)點，提高填料塔的分離能力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是一種導流填料的結構示意圖；
[0020]圖2是傾角α為45°時導流填料的結構示意圖；
[0021]圖3是導流凸臺為三角形的導流填料波紋示意圖；
[0022]圖4是導流凸臺為圓弧形的導流填料波紋示意圖；
【具體實施方式】
[0023]以下結合附圖，對本發(fā)明一種導流填料作進一步的詳細說明。[0024]導流填料的結構如圖1所示，導流填料的填料片表面首先采用規(guī)則金剛石顆粒，按照液流方向規(guī)則振動擦磨而進行表面粗糙處理，使填料片表面潤濕性能增加。然后根據填料比表面積不同，按峰高、波紋傾角、齒形角的要求在精密沖床上采用特制的磨具沖制成波紋片，填料片波紋棱線的中間為兩段對稱反轉的曲線，上下兩端為直線，兩段曲線相切，且上端曲線與上部分的直線相切，下端曲線與下部分的直線相切，填料片波紋棱線曲線部分和直線部分的高度比在0.5-5之間。同時在波紋片上開設5%?30%的凸臺導流孔，導流孔是由波紋片上沖制的一些矩形(如圖1和圖2)、三角形(如圖3)或者圓弧形(如圖
4)的薄片，導流孔的開口朝向液相來流方向，且與波紋片直接相連，導流孔大小和數量可根據處理量的不同進行開設，波紋片的傾角可以在30° -80°之間。采用該導流波紋片組合成填料，相鄰兩塊填料片之間按波紋的方向垂直放置，且相鄰兩盤填料可以采用傾角不同的兩種填料組合裝填。
[0025]本發(fā)明的填料表面潤濕性能好，成膜效果顯著，有效比表面積增大，氣液相擾動增強，增加了氣液相的接觸面積，即增大了傳質面積，同時增大了液膜表面更新速率，使氣液相接觸更充分，氣液傳質更充分，極大的提高了傳質效率。
【權利要求】
1.一種導流型填料，由多層填料片疊放而成，其特征是填料片波紋棱線的中間為兩段對稱反轉的曲線，上下兩端為直線，兩段曲線相切，且上端曲線與上部分的直線相切，下端曲線與下部分的直線相切。
2.根據權利要求1所述的一種導流型填料，其特征在于，填料片波紋棱線曲線部分和直線部分的高度比在0.5-5之間。
3.根據權利要求1所述的一種導流型填料，其特征在于，填料片上沖制有一系列的凸臺導流孔。
4.根據權利要求1所述的一種導流型填料，其特征在于，填料片上沖制的凸臺導流孔可以是矩形、三角形、圓弧形。
5.根據權利要求1所述的一種導流型填料，其特征在于，填料片上沖制的凸臺導流孔面積為填料片面積的5%?30%。
6.根據權利要求1所述的一種導流型填料，其特征在于，填料波紋與水平方向夾角在30° -80° 之間。
7.根據權利要求1所述的一種導流型填料，其特征在于，填料片表面采用規(guī)則金剛石顆粒，按照液流方向規(guī)則振動擦磨而進行表面粗糙處理。
8.根據權利要求1所述的一種導流型填料，其特征在于，填料由傾角不同的填料盤組合裝填。
【文檔編號】B01J19/32GK103691388SQ201410006864
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2014年1月8日 優(yōu)先權日:2014年1月8日
【發(fā)明者】王寶華 申請人:河北化大科技有限公司