[发明专利]一种新型高效无壁流规整丝网填料

说明书

本发明涉及一种新型高效无壁流规整丝网填料，相邻两盘规整填料层之间成90°旋转放置，相邻两片填料波纹方向相反交错放置。每盘规整填料上下两端进行了圆弧过渡，有效降低了压降，提高了通量。其流道呈现折线形，折线数一般为3～8，有效避免液相在塔壁的聚集，消除了壁流现象。另外，将填料通道的弯折处进行了圆弧过渡，避免通道弯折处剧烈的方向变化，减少流体的过渡湍流，减小压降。丝网衔接处实现钝角化接触，避免尖锐夹角，减少液体滞留。

技术领域

本发明属于化工分离技术领域，涉及一种新型规整丝网填料。优化规整填料层上下端、通道折角、金属丝接触方式等结构，降低压降、提高传质效率。

背景技术

19世纪60年代，瑞士的Sulzer公司采用模具压制的方法，将金属丝网压制成丝网波纹，波纹流道呈斜直线形，与竖直方向上的夹角有两种，分别为45°和30°。然后丝网波纹叠加制备丝网波纹填料。该型号规整填料对后续规整填料的研究和发展产生了深远的影响，成为所有规整填料的结构模板。

波纹填料的斜直线流道有效规定了气液两相流程，相对于散堆填料，对液相的均匀分布效果有了长足的进步。另外，由于规整丝网填料的孔隙率以及气液两相流道的通常，压降大幅度降低。丝网有效的润湿面积以及液面更新，显著提高传质效率。由于丝网波纹规整填料的优越性能，一经问世，便得到了广泛的工业应用，并产生了巨大的经济效益。

然而，丝网波纹规整填料在化工分离过程中逐渐显露出一些列问题和短板：丝网的多孔性提高了气液接触面积，同时也降低了处理高粘、易自聚等复杂物系的能力，很容易形成累积，最后导致堵塔，影响生产正常进行，甚至造成安全事故；丝网复杂的多孔结构，造成清洗难度极高；丝网波纹填料的金属丝机械强度有限，造成填料的强度不足，容易发生坍塌、偏斜和错位，造成偏流、沟流、壁流等。另外，丝网波纹流道呈斜直线形，极易液相导流至塔壁处，造成严重的壁流现象，影响填料效率。

发明内容

1.本发明涉及到一种新型高效无壁流规整丝网填料，其结构特征在瑞士的Sulzer公司研制的Mellapak填料基础上，对于其规整填料层的安装、相邻波纹片的组装、规整填料上下两端结构、丝网波纹流道构型、金属丝的衔接方式等进行优化设计，提高其结构强度、抗壁流性能、降低压降、提高传质性能。

2.相邻两盘规整填料层的安装方式对液相分布具有重要影响，本发明将相邻两盘规整填料层的波纹片相互垂直，即相邻两盘规整填料层之间成90°旋转放置，有效避免液相涌流等不均匀分布。

3.规整填料由丝网波纹片依次交错排列组装构成，相邻丝网波纹片的波纹方向相反放置，这种排列方式有利于规整填料层内部的气液两相均匀分布。

4.相邻两盘规整填料层之间，由于丝网波纹片流道不畅通，造成填料层两端的气体流动剧烈的湍流流动，产生巨大压降和能耗，本发明对每盘规整填料层上下两端进行3-5mm圆弧过渡，并向上进行了1-5mm的延伸，将相邻两盘规整填料层的流动通道平稳、顺畅衔接，减少流动阻力和流道折角，避免了剧烈湍流现象，使得规整填料层间的压降显著降低。

5.传统的规整填料，波纹片采用斜直线流道，该结构容易将液相沿着斜向下的方向，引流至塔壁处，形成壁流，严重降低气液两相有效接触，影响传质效率。本发明将斜直线流道优化成折线形，使液相沿着折线向下流动，避免壁流现象。

6.本发明将丝网波纹片设计成折线形流道，在折角处，由于流动方向急剧转变，造成气液两相的剧烈湍流。适当的湍流可以提高液膜更新速率，有利于传质过程。但是，剧烈的湍动并不能进一步促进液膜更新，同时造成巨大能耗，形成过大压降。本发明将流道弯折处进行圆弧过渡，减小液体的滞留现象，同时避免流动方向急剧变化，减小阻力损失。