[實用新型]一種填料單體、填料組件

有效

• 申請號: 202021051490.5
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN212915688U
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 王麗軍;蔣濤;許紫洋;郭方圓;宮本希;董慧民
• 申請（專利權）人: 浙江大學;中國核電工程有限公司
• 主分類號: B01J19/30
• 分類號: B01J19/30;B01D11/04
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

本實用新型公開了一種填料單體，為中空的截頂正八面體結構，由8個正六邊形和6個正四邊形圍繞形成，其中上、下2個正六邊形為封閉平面，側面的6個正四邊形和6個正六邊形開孔形成十二個流道。本實用新型還公開了一種填料組件，包括三維網狀結構的填料主體，填料主體由若干個所述填料單體排列組合而成，相鄰填料單體通過對齊側面正四邊形、側面正六邊形或上下正六邊形相互連接，其中上下兩個相鄰的填料單體由于位于下方的填料單體頂部正六邊形封閉而不連通，其余相鄰填料單體通過流道相互連通，呈高低錯落排列。本實用新型的填料組件適于在液液萃取體系中應用。

技術領域

本實用新型涉及化學分離技術領域，具體涉及一種填料單體、填料組件。

背景技術

填料塔是重要的液液萃取設備，具有結構簡單、安裝方便、分離高效等特點。填料塔主要由填料、塔內件及筒體構成，共同配合達成傳質分離效果。其中填料是塔內最核心部件，是兩相之間有效傳質傳熱的接觸場所，直接關系到填料塔的傳質性能和分離效率。目前工業上使用的主要填料類型包括：散堆填料和規整填料兩類。

散堆填料在塔內不規則堆放，液液接觸比較充分，填料傳質效果較好，不足之處在于，堆積形態無法控制，存在溝流和集壁等不利情況，對流體分布的要求比較高。針對高密度差萃取體系，階梯環是一種常用散堆填料構型，由于翻邊結構的定向作用，提升了填料排布的定向性，流體在填料內的運動更為規律，阻力減小，通量增大，傳質效率提高。專利CN891091512.1公開了一種具有獨特的內彎弧形筋片結構的扁環填料，其取消了階梯環的翻邊，使得塔內分散相分布更加均勻，促進填料內分散相液滴破碎-聚并-破碎。專利CN210229985U公開了一種高效加強型的矩鞍環填料，該填料不僅有較強的強度，且其自身的比表面積更大，進而提高了傳質效率。專利CN00200232.9公開了一種帶有加強鋸齒形窗口的內彎弧形筋片扁環填料，克服了液液萃取體系軸向返混嚴重的問題。

與散堆填料比較，規整填料呈現規則幾何排布，流體運動的周期性強，壓降較低，傳質面積大。典型的規整填料包括：格柵填料、絲網填料、Mellapack規整填料、SMVP規整填料、多通道填料等。其中，Sulzer公司的Mellapack填料應用最廣，其具有交錯多通道對稱結構，可促進液相的分散-聚并-再分散，保證傳質表面不斷更新，從而得到較高的效率和極大的通量。專利CN110449113A提出了一種由斜邊填料和直邊填料交錯排列組成的高效規整填料，相鄰兩填料層間的兩相流道更加暢通，流通阻力下降，填料潤濕面積增加，兩相接觸更加充分，有效地提高了填料比表面積。專利CN210078931U提出了一種波浪曲面導流規整填料，通道壁為波浪曲面，每層填料單元與相鄰層交叉放置，提高了填料的防止堵塞能力。專利CN200610053562.8公開了一種板波紋規整填料，填料由多層斜型板波紋疊合而成，每兩層斜型板波紋規整填料層之間間隔一層軸向導流的板波紋規整填料層，有效改善兩相流動特性，提高相間混合效果。

萃取填料塔利用兩相密度差或重力差實現逆流流動和傳質，現有填料構型主要針對兩相密度差較小(200kg/m³)的情況。當液液體系密度差較大時，重相往往下落速度快，導致兩相接觸時間短，分散相難以高度分散，傳質性能變差。因此，有必要設計一種適用于高密度差液液萃取分離體系的新構型填料，保證填料內分散相高效分散和兩相充分接觸。

實用新型內容

針對本領域存在的不足之處，本實用新型提供了一種填料單體以及由所述填料單體構成的填料組件，特別適用于液液兩相萃取體系，可保證分散相高效分散和液液兩相充分接觸，減少短路和溝流等不良狀況，有效地增加萃取傳質效率。

一種填料單體，為中空的截頂正八面體結構，由8個正六邊形和6個正四邊形圍繞形成，其中上、下2個正六邊形為封閉平面，側面的6個正四邊形和6個正六邊形開孔形成十二個流道。

所述的填料單體的底部正六邊形也可開孔，填料單體堆積形成填料組件時可利用下方填料單體頂部的密封正六邊形平面實現上下填料單體的分隔。