[發(fā)明專利]篩孔網(wǎng)板波紋填料片及規(guī)整填料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810052976.8
• 申請日: 2008-05-04
• 公開（公告）號(hào): CN101269314A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁希鋼;陳濤;劉春江;羅祎青;曾愛武
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J19/30
• 分類號(hào): B01J19/30;B01J19/32
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所
• 代理人: 王麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于填料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種篩孔網(wǎng)板波紋填料片及規(guī)整填料。

背景技術(shù)

規(guī)整填料從20世紀(jì)70年代提出以來，經(jīng)過30多年的發(fā)展，已在石油化工、化肥工業(yè)、天然氣凈化、空氣分離等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。目前比較典型的規(guī)整填料為金屬板波紋規(guī)整填料，當(dāng)這種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，液相沿著填料表面呈膜狀向下流動(dòng)，液膜在流動(dòng)時(shí)，一面為氣液接觸面，另一面為液固接觸面，氣液接觸面為傳質(zhì)面，液固接觸面為非傳質(zhì)面，與固體填料表面接觸的液體其流動(dòng)一般為層流流動(dòng)，而層流底層的存在會(huì)影響液膜的流動(dòng)狀態(tài)，進(jìn)而影響氣液傳質(zhì)效率。此外，由于板波紋填料內(nèi)部氣流呈不對稱流動(dòng)，在流通通道上交叉點(diǎn)處氣相之間的摩擦，使壓降增大，操作費(fèi)用提高。因此，如何通過提高規(guī)整填料的傳質(zhì)效率、同時(shí)減少氣相的流動(dòng)阻力，降低壓降，從而開發(fā)新型高效規(guī)整填料成為一個(gè)重要的研究方向。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)驗(yàn)室(化學(xué)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室精餾分離實(shí)驗(yàn)室)研究發(fā)現(xiàn)，采用一定結(jié)構(gòu)的孔網(wǎng)并控制液體的初始分布，自由下降的液體能夠以孔網(wǎng)為骨架形成穩(wěn)定的降膜流動(dòng)結(jié)構(gòu)。上述流動(dòng)結(jié)構(gòu)下形成的液膜與規(guī)整填料片或濕壁塔的塔壁表面降膜流動(dòng)所形成的液膜有很大區(qū)別：后者只有一個(gè)氣液接觸面，液膜的另一面為液固接觸面，可稱之為單面?zhèn)髻|(zhì)液膜；而孔網(wǎng)降膜流動(dòng)時(shí)網(wǎng)孔處的液膜，兩面均為氣液接觸面，因此可稱為雙面?zhèn)髻|(zhì)液膜。雙面?zhèn)髻|(zhì)液膜可以有效增加填料表面利用率，加劇氣液界面湍動(dòng)程度，提高傳質(zhì)效果。另外，由于采用網(wǎng)孔篩板制造填料，通過設(shè)計(jì)一定結(jié)構(gòu)的網(wǎng)孔，改變填料片的開孔率，可以有效降低氣相壓降，提高通量。因此利用網(wǎng)孔降膜流動(dòng)的優(yōu)勢，以及網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)降低壓降的優(yōu)勢，可以開發(fā)出大通量、低壓降的新型高效規(guī)整填料塔。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明的篩孔網(wǎng)板波紋填料片，篩孔網(wǎng)板板厚為0.8～5mm，高度為30～300mm，上端及下端區(qū)域開孔率為40％～95％，上端區(qū)域高度為10～40mm，下端區(qū)域高度為10～40mm，中部主區(qū)域開孔率為10％～60％；篩孔網(wǎng)板加工成的波紋板片，波紋峰高為1mm～100mm，兩波紋夾角為15°～75°，波紋間距為1～100mm。

篩孔網(wǎng)板波紋填料片組成的篩孔網(wǎng)板規(guī)整填料，是多個(gè)篩孔波紋板片組成的填料盤，其高度為20mm～300mm。

該填料的填料片由開孔率不均勻分布的篩孔網(wǎng)板加工而成，該篩孔網(wǎng)板中部區(qū)域開孔率較低，上端及下端開孔率較高，將該篩孔網(wǎng)板加工為波紋填料片，多片填料片組裝為填料盤，多盤填料盤組裝為填料。該填料由于基本材料由篩孔網(wǎng)板加工而成，因此能有效降低壓降，另外盤與盤之間由于有較高的孔隙率可以進(jìn)一步降低壓降。

上述篩孔網(wǎng)板加工成的波紋板片，可沿孔的邊長，對角線或直徑方向延壓波紋

上述的篩孔網(wǎng)板材料是不銹鋼、碳鋼、鋁合金、塑料或者陶瓷。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：采用篩孔板網(wǎng)材料加工而成，其氣體通道較普通板波紋填料更為通透，因而比普通波紋板填料壓降低。由于兩盤填料之間的區(qū)域開孔率較高，能進(jìn)一步降低壓降，并有效的減少壁流的產(chǎn)生。由于網(wǎng)孔的存在使得液膜的湍動(dòng)加強(qiáng)且在液膜兩側(cè)同時(shí)與氣相接觸，氣相流體在填料內(nèi)部折返往復(fù)，使得氣液傳質(zhì)速率較大提高，從而能夠有效提高氣液傳質(zhì)效率。本發(fā)明提供的篩孔網(wǎng)板波紋規(guī)整填料，該填料具有大通量、低壓降、高傳質(zhì)效率，高材料利用率，加工方便，對流體流動(dòng)的阻力小等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1：本發(fā)明的篩孔網(wǎng)板波紋填料片示意圖。

圖2：本發(fā)明的規(guī)整填料示意圖。

具體實(shí)例方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：把不銹鋼板制成篩孔網(wǎng)板，上下兩側(cè)為開孔率較高的大孔1，中間部分為均勻分布小孔2；然后將篩孔網(wǎng)板壓制成頂角為90°、波紋傾角為45°的篩孔波紋板，如圖1所示。將多片篩孔波紋板按照相鄰?fù)ǖ婪较蚪诲e(cuò)呈90°進(jìn)行點(diǎn)焊連接，組裝成填料盤，如圖2所示。

上述篩孔波紋板厚為0.8mm，其中上下兩側(cè)各3排直徑為4mm的大孔1，中間部分為均勻分布的44排直徑2mm的小孔2，篩孔板通道的峰高為6.1mm。圓柱形填料盤直徑為150mm，高為150mm，是由16片長短不一的篩孔波紋板點(diǎn)焊組裝而成。