[实用新型]倒膜环

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于化工、冶金、石油、环保、钢铁、制药等工业中气液传热传质设备填料塔的填料环，尤其是涉及一种称为倒膜环的填料环。

背景技术

目前，气液传热传质设备如气体吸收、气液分离、蒸馏与精馏等较多的使用填料塔。填料是填料塔的核心元件，它为气-液两相接触进行传质和传热提供了表面。填料的性能对填料塔的工作能力至关重要。现代工业所用填料种类繁多，大体可以分为两大类，即颗粒型填料及规整填料。

颗粒型填料是指安装时以乱堆为主的填料，也可以整砌，又称散装填料或称乱堆填料。颗粒型填料的结构形状及堆砌方式将影响流体在床层内的流动和分布以及气液接触状态，从而决定了塔设备通过能力的大小和效率的高低。根据其形状，颗粒型填料可分为环形填料、鞍形填料、鞍环填料及其他填料。常见的颗粒型填料有：拉西环、θ环、十字环、鲍尔环、共轭环、阶梯环、矩鞍填料、弧鞍填料等等。

规整填料是一种在塔内按均匀的几何图形规则、整齐地堆砌的填料，这种填料人为地规定了填料层中气、液的流路，改善了沟流和壁流的现象，大大降低了压降，提高了传热、传质的效果。规整填料的种类很多，根据其结构可分为波网填料及板波纹填料。

最原始的填料塔是以碎石、砖块、瓦砾等无定形物作为填料的。1914年拉西(F.Rasching)发明了具有固定几何形状的拉西环瓷制填料。拉西环是最古老、最典型的一种填料，它对填料塔的发展起了推动作用，现在，它仍是环形填料的基础。拉西环如图1所示。其可用陶瓷、金属、塑料等材料制成，而以陶瓷拉西环最为普遍。拉西环的规格以外径为特征尺寸，大尺寸的拉西环(100mm以上)一般采用整砌方式装填，小尺寸的拉西环(75mm以下)多采用乱堆方式填充。

当液膜流过拉西环的表面时，由于被传质组分在液体中的相平衡分压与环间该组分气体分压存在差异，发生该组分由液膜到环间气体或者由环间气体到液膜的质量迁移。拉西环结构简单、制造容易、价格低廉，沿用至今。但是它的缺点也很严重，结构不敞开、压降大、布液能力差、传质效率低。

针对拉西环的缺点加以改进而出现的大量实体填料目前在工业上已经大量使用，这些填料结构比较敞开、压降小、布液能力有所改善。如图2所示的鲍尔环，它是针对拉西环的一些缺点经改进而得到的，属于开环环形填料，在其侧面开有两层长方形的孔窗，每个孔的舌叶弯向环心，上下两层孔窗的位置交错。鲍尔环一般用金属或塑料制成。实践表明，同样尺寸与材质的鲍尔环与拉西环相比，其相对效率要高出30％左右，在相同的压降下，鲍尔环的处理能力比拉西环增加50％以上，而在相同的处理能力下，鲍尔环的压降仅为拉西环的一半。

图3为矩鞍形填料，它是一种敞开式的填料，它是在弧鞍型填料的基础上发展起来的。它将弧鞍填料的两端由圆弧改为矩形，克服了弧鞍填料容易相互折叠的缺点。这种填料因为在床层中相互重叠的部分较少，空隙率较大，填料表面利用率高，所以与拉西环相比，压降低、传质效率提高；与尺寸相同的拉西环相比，效率约提高40％以上。

可见，这些填料各有利弊，结构形式简单的填料，虽然价格低廉、流动阻力小，但传质能力较低。结构形式复杂的填料虽然传质能力较强，但流动阻力大、价格较高。寻找传质能力强、流动阻力小、价格低廉的性价比高的新型填料对提高填料塔的生产能力和经济效率有重要意义。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是利用液膜反转更新增强传质原理，提供一种在现有的拉西环壁上开有小窗，使液膜在沿壁面下流过程中，当经过小窗时液膜相界面的表层与近壁处的内层反转，表面更新，保证有传质潜力的液体暴露给气体，维持大的传质势差，增强传质效果的称为倒膜环的填料环。

本实用新型的技术方案是这样来实现的：

一种倒膜环，它由环壁和端面构成，其特点是，沿环壁周向至少一层上开有若干个小窗户，小窗户至多有一边与环壁相连，并沿该边向内或向外倾斜成一定角度，使得沿环壁流下的液膜内外交体反转，呈S状流动。

所述倒膜环的中间设有十字形或米字形翅片支撑条；倒膜环的环壁沿周向不对称；倒膜环的横截面为圆环，三角形、四边形、多边形环中的任一种，并且沿轴向横截面收缩或扩张；所述每层上的所开的小窗户向内或向外倾斜是沿轴向的上沿或下沿；每层上的小窗户向内或向外倾斜是沿轴向的左沿或右沿；所述的小窗户沿着环壁轴向层层顺排列；所述的小窗户沿着环壁轴向层层交叉排列。

由于这样的结构，本实用新型具有下列特点：