[發明專利]傳質設備塔用的帶交叉通道結構的填料

有效

• 申請號: 00101139.1
• 申請日: 2000-01-20
• 公開（公告）號: CN1261009A
• 公開（公告）日: 2000-07-26
• 發明（設計）人: A·克斯勒
• 申請（專利權）人: 蘇舍化學技術有限公司
• 主分類號: B01J19/32
• 分類號: B01J19/32
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 蘇娟

本發明涉及具有某些場合下高效的分離性能的傳質設備塔所用的帶有交叉通道結構的填料；涉及使用這種填料的塔；還涉及這種填料塔的運行方法。

對具有交叉通道結構的填料的了解已經多年(參見，例如DE-A?26?01890＝P.4988)。它們通常都是由彼此疊置的多層填料元件組裝而成，每個填料元件由許多平行的層構成，這些層相互接觸并形成交叉通道，這些通道又帶有相互開放的相對于垂直方向(塔軸)傾斜的流道。傳質和/或傳熱可借助這種塔填料進行，即在該填料表面的波紋薄層和流經流道的氣流之間進行。

在一篇關于蒸餾的權威性論文(H.Z.Kister，“DistillationDesign”，McGraw-Hill，Inc.1992，P441-458)中，討論了用于實施物質分離的具有交叉通道結構的填料。當所要求的特定分離性能不太高時，這些填料最適合。該特定分離性能可通過規定每米理論級數n的參數NTSM(或者Kister論文中的參數HETP，“理論板的等效高度”，以英寸測定，大致為參數NTSM的倒數)來定量表示。本發明認為，當NTSM大于4.5m^-1(即n＞4.5)時，特定分離性能是高的。

在已知的使用中，實踐已證明一類最可用的填料，這類填料中通道傾角任何情況下都一樣大。這個傾角在所述論文中給定為45°(見Kister論文，表8.1，特別是“Mellapak”的一類填料125.Y，250.Y，350.Y和500.Y)。在“Mellapak”一類填料(下文稱填料125.Y…)中，這個角沒有達到45°，而是42.5°，已證明這一角度更有利。

本發明人面臨的問題是制造可用于分餾塔的填料，該塔特定分離性能良好，尤其有利于空氣分解方法中。在此本發明人認識到，針對具有交叉通道結構的填料的作用方式做進一步的基礎實驗是得當的，以便能提出更經濟實用的填料的判據，作為新近獲得實驗成果的結果。

本發明的目標是生產出一種具有交叉通道結構的填料，其特征在于具有高效的特定分離性能，且能使分離工藝盡可能的造價低。這一目標可借助屬于權利要求1所描述的一類填料中的填料來達到。

傳質設備塔用的具有交叉通道結構的填料應具有高效的特定分離性能。填料可通過比表面積a(specific?surface?area)和通道傾角來具體說明。該填料屬于a＝a_c1和＝_c1，根據下述各點的一類填料：

-對于填料中流動的流體，給各種情況下所有填料提供相同大小的流體流量；

-可憑經驗確定的填料的每米理論分離級數n，即參數NTSM，可由變量a和的第一個函數f₁(a，)表示；

-所產生的流經填料的氣流的流動阻力可由每米壓強損失Δp來描述，作為第二個函數f₂(a，)；

-在附加條件n＝常數下，Δp假定為相對極小值，則取決于參數n的變量a和假定分別為a_m(n)和_m(n)；

-n＞4.5，a_c1＜a_m(n)，_c1＞_m以及_c1＞45°成立。

從屬權利要求2至7涉及按照本發明的填料的具體實施方案；權利要求8的內容是裝有這種填料的塔；權利要求9和10的內容是這種塔的運行方法。

參照兩個實施例說明本發明。

填料750.Y(比表面積a＝750m^-1，通道傾角＝42.5°)的每米分離級數為5.5(n＝5.5)。如果傾角提高至50°，那么物質分離所需要的填料表面積降至500m²/m³，借此填料的成本不復雜性降至66％，這時填料的流動阻力(時，壓強損失Δp＝2mbar/m)實際未變，分離性能同樣也保持不變。為達到同一分離性能可以節省額外的填料，不過這是以提高流動阻力為代價的(對于a＝450m^-1和＝57°，Δp＝2.7mbar/m)。

對于填料500.Y(a＝500m^-1，＝42.5°)，n＝4.5或＝46°，則a＝450m^-1，即填料成本和復雜性降至90％，流動阻力實際未變。若＝50°，則a＝400m^-1(填料成本和復雜性降至80％)，但流動阻力增至對填料500.Y的預期值的123％。

下面參考附圖更詳細說明本發明。給出：