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)用新型涉及石油化工設(shè)備填料塔中的填料，特別是波紋規(guī)整填料。
波紋規(guī)整填料以其獨(dú)特的幾何結(jié)構(gòu)與排列方式，人為地限定了氣液的流通路徑，增大了兩相間的接觸，減少了亂堆填料不可避免的壁流和溝流現(xiàn)象，呈現(xiàn)出低壓降、高效率和高通量的良好性能。由CN87107241A公開的一種規(guī)則式填料，是由若干波紋片垂直放置，互相平行，相鄰片的波紋交叉，波紋片上開有孔。這種填料改善了液流在填料表面的成膜情況，促進(jìn)了氣液兩相的熱、質(zhì)傳遞過(guò)程。但是存在著如下不足之處①流道內(nèi)不存在“擴(kuò)大”、“縮小”段，不能利用氣體的局部脈沖形成的湍流來(lái)強(qiáng)化傳質(zhì)。②波紋方向與塔軸傾斜成一角度，由于重力的作用，液體在迎液面上的成膜情況較好，在背液面上的成膜情況較差，一部分填料表面沒有得到充分利用，特別是液體負(fù)荷較低時(shí)，這種情況更為突出。③波紋片上的小孔雖能進(jìn)行徑向擴(kuò)散，但這種擴(kuò)散的程度不夠大。
本實(shí)用新型的目的是提供一種波紋規(guī)整填料，能夠利用氣體的局部脈沖來(lái)強(qiáng)化傳質(zhì)，增強(qiáng)徑向擴(kuò)散程度，使填料背液面得到充分利用。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是波紋規(guī)整填料由若干波紋片構(gòu)成，波紋片豎直放置，互相平行，波紋方向與豎直方向有一傾角，相鄰波紋片的波紋傾角大小相等方向相反，在波峰和/或波谷上設(shè)有使相鄰波紋片上的波峰或波谷能夠嵌入其中的切口，嵌入后，切口與波峰或波谷之間仍有一定間隙，若干波紋片彼此鑲嵌成為一體。
鑲嵌后波紋規(guī)整填料在氣液流道上截面不斷發(fā)生變化，呈現(xiàn)出大三角形一梯形一小三角形一大三角形的規(guī)律。
流道面積縮小，使氣流加速，以湍動(dòng)強(qiáng)化傳質(zhì)；流道面積增加，氣流減速，實(shí)現(xiàn)氣液間的分離，在填料層內(nèi)由此形成脈動(dòng)流動(dòng)。流道內(nèi)局部出現(xiàn)的小三角形和梯形攔液處，可積聚和分散液流，實(shí)現(xiàn)氣液的再分配。液流還可通過(guò)切口與嵌入的波峰或波谷之間的間隙徑向擴(kuò)散，增強(qiáng)背液面填料的潤(rùn)濕成膜，加大填料表面的利用率。與現(xiàn)有波紋規(guī)整填料相比本實(shí)用新型傳質(zhì)效率有明顯提高。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。


圖1是本實(shí)用新型側(cè)鑲式立體組裝示意圖。
圖2是
圖1所示側(cè)鑲式結(jié)構(gòu)兩相鄰波紋片的組裝截面圖。
圖3是本實(shí)用新型互鑲式立體組裝示意圖。
圖4是圖3所示互鑲式結(jié)構(gòu)兩相鄰波紋片的組裝截面圖。
圖5是波紋片上帶有小波紋時(shí)兩相鄰波紋片側(cè)鑲式組裝截面圖。
圖6是波紋片上帶有小波紋時(shí)兩相鄰波紋片互鑲式組裝截面圖。
圖7是開設(shè)有小孔的波紋片示意圖。
如
圖1所示，本實(shí)用新型采用側(cè)鑲式結(jié)構(gòu)時(shí)，組成本實(shí)用新型的波紋片1、2等豎直放置，互相平行，波紋片上有波峰3、波谷4，波紋片的波紋方向與豎直方向有一45°傾角，相鄰波紋片的波紋傾角大小相等方向相反、波紋方向相互垂直，在波峰3上設(shè)有梯形切口7，使相鄰波紋片上的波谷4鑲嵌入切口7中，鑲嵌后，切口7與嵌入的波谷4之間仍有一定間隙。
圖1所示的立體圖示意出了波紋片2將要嵌入相鄰波紋片1時(shí)，相對(duì)波紋片1的位置；圖2所示的截面圖示意出了波紋片2的波谷4嵌入相鄰波紋片1的切口7中。相鄰波紋片彼此鑲嵌成為一體，由此而形成的氣液流動(dòng)截面不斷變化，呈現(xiàn)出大三角形一梯形一小三角形一大三角形的規(guī)律。流道面積縮小時(shí)氣流加速，以湍動(dòng)強(qiáng)化傳質(zhì)；流道面積增加時(shí)氣流減速，實(shí)現(xiàn)氣液間的分離，在填料層內(nèi)出現(xiàn)脈動(dòng)流動(dòng)。流道內(nèi)局部出現(xiàn)的小三角形和梯形攔液處，可積聚和分散液流，實(shí)現(xiàn)氣液的再分配。液流還可通過(guò)切口7與嵌入的波谷4之間的間隙徑向擴(kuò)散，增強(qiáng)背液面填料的潤(rùn)濕成膜，加大填料表面的利用率。
圖1所示側(cè)鑲式結(jié)構(gòu)是在波峰3上設(shè)有切口7，顯然，也可在波谷4上設(shè)有切口7，使相鄰波紋片的波峰3嵌入切口7中，若干波紋片彼此鑲嵌在一起，形成同
圖1一樣的側(cè)鑲式結(jié)構(gòu)。
圖3所示為本實(shí)用新型互鑲式結(jié)構(gòu)，與側(cè)鑲式基本相同，不同點(diǎn)是在波紋片的波峰3和波谷4上設(shè)有切口7，波紋片1的波峰3能嵌入到波紋片2波谷4上的切口7中，同時(shí)，波紋片2的波谷4也能嵌入到波紋片1波峰3上的切口7中，圖3所示的立體圖示意出了波紋片2將要嵌入相鄰波紋片1時(shí)相對(duì)波紋片1的位置，圖4所示的截面圖示意出了波紋片2的波谷4嵌入相鄰波紋片1的切口7中，同時(shí)，波紋片1的波峰3嵌入到波紋片2波谷4上的切口7中。相鄰波紋片彼此互鑲成為一體。
上述側(cè)鑲式和互鑲式結(jié)構(gòu)中，切口7的高度適宜值為波峰3或波谷4高度的10％～90％，最佳值為30％～50％。
為進(jìn)一步增加兩相的接觸機(jī)會(huì)，強(qiáng)化傳質(zhì)，與切口7相對(duì)應(yīng)處，可設(shè)有與波峰3或波谷4方向相反的小波紋6，小波紋6的高度為波峰3或波谷4高度的10％～50％，形成大波紋局部?jī)?nèi)套小波紋的結(jié)構(gòu)，小波紋6位于氣液流道的中央，用以分割氣流和液滴，增加兩相的接觸機(jī)會(huì)，強(qiáng)化傳質(zhì)。圖5是波紋片上帶有小波紋時(shí)兩相鄰波紋片側(cè)鑲式組裝截面圖；圖6是波紋片上帶有小波紋時(shí)兩相鄰波紋片互鑲式組裝截面圖。
為圖示及敘述方便，上述附圖中，相鄰波紋片的波紋方向相互垂直、切口7為梯形，顯然，切口7也可為矩形、正方形等；相鄰波紋片的波紋方向也可呈其它夾角，此時(shí)，切口7的形狀將隨夾角的不同而不同，只要保證使相鄰波紋片上的波峰3或波谷4能嵌入其中，鑲嵌后，切口7與嵌入的波谷4之間仍有一定間隙即可。
根據(jù)實(shí)際需要，為增強(qiáng)徑向擴(kuò)散程度，也可在波紋片上開設(shè)按三角形或正方形等規(guī)律排列的小孔5，如圖7所示。
本實(shí)用新型可采用塑料、金屬材料等制作。
實(shí)施例某煉油廠常減壓裝置的減壓分餾塔中，有三段填料采用比表面積為250(m2/m3)的波紋規(guī)整填料，因腐蝕嚴(yán)重需要更換，決定用本實(shí)用新型互鑲式波紋規(guī)整填料替代原常規(guī)波紋規(guī)整填料，其它各部分保持不變。經(jīng)計(jì)算，采用同比表面積的互鑲式波紋規(guī)整填料，所有波紋片豎直放置，互相平行，波紋片的波紋方向與塔軸向有一45°傾角，相鄰波紋片的波紋傾角方向相反，彼此垂直互鑲在一起，波紋片上切口7為梯形，切口7的高度為波峰高度的1/3。改造前后的效果可通過(guò)下表的數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)明
顯然，改造后在原油粘度和殘?zhí)恐刀即蠓仍黾拥牟焕麠l件下，減壓塔的側(cè)線餾分油餾程變窄，色度和殘?zhí)恐狄步咏诟脑烨按髴c原油餾分油。此外，標(biāo)定數(shù)據(jù)的對(duì)比還發(fā)現(xiàn)，改造后餾分間的重疊度明顯減小。這就充分證明了本實(shí)用新型鑲嵌式波紋規(guī)整填料的傳質(zhì)效果有顯著提高。
權(quán)利要求1.一種波紋規(guī)整填料，由波紋片構(gòu)成，波紋片上有波峰(3)、波谷(4)，波紋片豎直放置，互相平行，波紋方向與豎直方向有一傾角，相鄰波紋片的波紋傾角大小相等，方向相反，其特征在于在波峰(3)和/或波谷(4)上設(shè)有使相鄰波紋片上的波峰(3)或波谷(4)能夠嵌入其中的切口(7)，嵌入后，切口(7)與波峰(3)或波谷(4)之間仍有間隙，波紋片彼此鑲嵌成為一體。
2.如權(quán)利要求1所述的波紋規(guī)整填料，其特征在于切口(7)的高度為波峰(3)或波谷(4)高度的10％～90％。
3.如權(quán)利要求1所述的波紋規(guī)整填料，其特征在于與切口(7)相對(duì)應(yīng)處，設(shè)有與波峰(3)或波谷(4)方向相反的小波紋(6)，小波紋(6)的高度為波峰(3)或波谷(4)高度的10％-50％。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的波紋規(guī)整填料，其特征在于波紋片上開設(shè)有按三角形或正方形等規(guī)律排列的小孔(5)。
5.如權(quán)利要求1或2或3所述的波紋規(guī)整填料，其特征在于波紋片采用塑料、金屬等材料制作。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種波紋規(guī)整填料,它是在現(xiàn)有波紋填料的波峰或/和波谷上設(shè)有使相鄰波紋片的波峰或波谷能夠嵌入其中的切口,嵌入后切口與波峰或波谷之間仍有一定間隙,若干波紋片彼此鑲嵌為一體,鑲嵌后的波紋填料,能使介質(zhì)在流動(dòng)過(guò)程中形成脈動(dòng)流動(dòng),產(chǎn)生湍流,增強(qiáng)徑向擴(kuò)散,促進(jìn)填料背液面的潤(rùn)濕成膜,實(shí)驗(yàn)證明傳質(zhì)效率有顯著提高。
文檔編號(hào)B01J19/32GK2300448SQ9721849
公開日1998年12月16日 申請(qǐng)日期1997年6月17日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月17日
發(fā)明者漆萍, 張榮慶, 劉興, 高有飛, 王兆旺, 蔡連波 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工總公司, 中國(guó)石化洛陽(yáng)石油化工工程公司