[实用新型]一种波纹规整填料

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种石油化工设备填料塔中的填料，特别是波纹规整填料。

背景技术

规整填料是化学和石油工业中常见的传质分离设备，规整填料的广泛应用使其在国民经济中占有十分重要的地位。普通板波纹规整填料用于精馏或吸收等气液传质操作时，填料内气液两相一般为逆流接触传质或传热，液相沿填料表面呈膜状向下流动，液膜在流动时，大部分液体均沿波纹填料片的波谷流动，即填料表面波谷处液膜较厚而波峰及其它表面的液膜覆盖较差；而且当填料对液体的润湿性能较差时，部分填料表面可能无液体覆盖，降低气液传质面积，传质效果较差。传统的波纹规整填料片两侧液体不流通，液相仅在一侧与气相接触传质，传质面积较小，由于填料片的阻挡作用，使得压降较大，流体通量较小。本实验室(化学工程联合国家重点实验室，天津大学分室)研究发现(1)，采用带有方形孔的平板比普通平板的气液传质效率高30％以上，根据这一现象，我们提出了一种气液传质效率更高的新型规整填料。

发明内容

本实用新型的目的在于对传统波纹规整填料的结构加以改进，增加对流体的扰动，减少流体阻力和压降，进而增加相间传质效率。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

该填料由多个波纹片构成，每个波纹片上有波峰和波谷。在波峰和波谷处和波纹片上设置有交错排列的矩形孔洞，波峰和波谷两个边的延长线夹角为60～120°，矩形孔洞的长为40～60mm，宽为2～10mm，横向间距等于矩形孔洞的长，纵向间距为矩形孔洞长的1/5倍～1倍。每段波纹片的长度控制在矩形孔洞长度的2倍，使得矩形孔洞在水平方向上交替充满整个填料片，液膜在向下流动的过程中必然会经过矩形孔洞。

该实用新型波纹规整填料，通过在板波纹填料片的板面和棱线处开设矩形孔洞，可使填料片两侧液体交换流动，将原本处于填料片一侧层流底层的液体换至另一侧表面，从而提高传质效率；矩形的设计使得液相流体在向下流动的过程中在开孔处受到方向与大小相异的力，液膜较易发生延展和破碎，是增大传质的有效途径。由于本新型规整填料片孔隙率较高，使气体较易通过，因而能够降低压降并获得较大的流体通量。实验和理论计算结果表明，上述改进能够显著增加填料的比表面积，提高传质效率。该填料具有明显的导流作用，可显著减小流体通道的阻力，增加流体通量。

附图说明

图1新型规整填料片的主视图和侧视图；

图2新型规整填料片的俯视图；

图3新型规整填料片的立体结构图；

图4新型规整填料片的装配图。

具体实施方式

以下根据附图对本实用新型波纹规整填料的技术特征作更详细的说明：

本实用新型在波峰和波谷处和填料片上设置有交错排列的矩形孔洞，波峰和波谷两个边的延长线夹角为60～120°，矩形孔洞的长为40～60mm，宽为2～10mm，横向间距等于矩形孔洞的长，纵向间距为矩形孔洞长的1/5倍～1倍，每段波纹片的长度控制在矩形孔洞长度的2倍。

如图1所示，本实用新型在规整填料片上和填料片的波峰、波谷处交错切割有矩形孔洞，长h为40～60mm，宽h2为2～10mm，横向间距等于h，纵向间距h3为1/5倍～1倍h2。每段波纹片的长度控制在矩形孔洞长度的2倍，使得矩形孔洞在水平方向上交替充满整个填料片，液膜在向下流动的过程中必然会经过矩形孔洞。矩形孔洞的长边与流体主体流动方向垂直，使得液膜受到孔洞处各向异性的力的作用，产生拉伸与破碎，从而对传质产生促进作用。在液体流动方向液膜交错遇到孔洞与不锈钢板，不断产生汇合与分离，促进了液膜的表面更新，使液体与填料片接触的底部也能够被置换到表面与气相接触，进一步促进传质。

如图2、3所示，本实用新型在波峰与波谷处均开设有矩形孔洞，液体能够从一侧透过到另一侧，避免了传统波纹板填料在波谷处液体的积聚和在波峰处液体的流散。本实用新型的波峰、波谷两个边的延长线夹角a为60～120°(图2)。液体在新型填料片上能够得到均匀的分布。

图4为新型填料片组装效果图。填料片流道与水平方向夹角b为15～75°。相邻两块填料片相对组装，流道方向相反，可以促使流体在整个塔盘内部均匀分布。本实用新型具有易于安装和加工的特点。

采用本实用新型的新型规整填料，在天津大学冷膜实验装置上进行压降实验，结果表明，多折板开窗导流式新型规整填料相对于普通波纹板规整填料，压降同比降低了10％。本实用新型规整填料传质效率较普通波纹板填料平均提高了30％。