專利名稱：一種金屬骨架—高分子材質(zhì)的復(fù)合填料及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工填料塔技術(shù)領(lǐng)域，是一種耐腐蝕、抗壓強度高的用于精餾、吸收操作塔等中的一種金屬骨架一高分子材質(zhì)的復(fù)合填料。
背景技術(shù)：
填料塔是一種綜合性能優(yōu)良，與板式塔相比，具有生產(chǎn)能力大，分離效率高、壓降低、操作彈性大、持液量小等優(yōu)點。目前，填料塔已經(jīng)改變了板式塔長期占據(jù)統(tǒng)治地位的局面，并在煉油、石油化工、精細(xì)化工、食品、醫(yī)藥、環(huán)保等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。填料是填料塔中裝填的一種重要介質(zhì)，在塔內(nèi)為氣液相接觸提供場所。填料形式、尺寸的不同，將直接影響體處理能力和分離效率，尤其是填料材質(zhì)的不同將直接影響到填料的更換周期、投資費用和運行成本。目前，按填料的制作材質(zhì)分類可大致分為金屬填料、塑料填料和陶瓷填料。金屬填料有很大一部分被加工成規(guī)整填料，如孔板波紋填料、板網(wǎng)波紋填料、絲網(wǎng)波紋填料及環(huán)型波紋填料，具有比表面積大，孔隙率大，氣相通路傾角小、有規(guī)則，壓降低；徑向擴(kuò)散良好，氣液接觸充分；具有很高的抗沖擊性能，能在高溫、高壓、高沖擊強度下使用。但是金屬本身不耐腐蝕而且自重大，某些耐腐蝕金屬材料如紫銅等價格還較高，尤其是處理酸性、堿性物料時，對材料的要求就更高。陶瓷填料由許多具有相同幾何形狀的陶瓷填料單元體構(gòu)成。不僅具有和規(guī)整填料相同的優(yōu)點，而且陶瓷填料表面具有良好的親水性能，可使料液在表面上形成極薄的液膜，促進(jìn)氣液快速流動，一定程度上能降低物料過熱、聚合和結(jié)焦的機會。但是陶瓷填料本身的加工不容易，并且因其質(zhì)脆、易碎、不宜在高沖擊強度下使用。塑料填料具有耐腐蝕、價廉、重量輕、不易破碎等優(yōu)點。材質(zhì)主要有聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯等，為提高傳質(zhì)效率，板上可開孔。但是塑料填料表面潤濕不易，不耐高溫、抗壓能力一般，聚丙烯填料在低溫(低于0°c)時具有冷脆性，在低于o°c的條件下使用要慎重。本發(fā)明考慮到填料塔在處理酸性、堿性和特殊溶液等物料時，現(xiàn)有的填料存在以下問題
(1)金屬材質(zhì)填料價格相對較高，自重大；
(2)陶瓷填料抗壓、抗沖擊載荷時，強度不足；
(3)塑料填料，抗壓能力一般，熱敏性大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于現(xiàn)有填料產(chǎn)品類型的應(yīng)用缺陷，提出將金屬填料和高分子材料相結(jié)合的一種金屬骨架一高分子材質(zhì)的復(fù)合填料規(guī)整填料及其生產(chǎn)方法，這種金屬骨架填料以金屬作為基本骨架，上面附著一層優(yōu)質(zhì)高分子材料制成。同時具有承載和抗沖擊能力，耐腐蝕性能等特點。采用的技術(shù)方案如下一種金屬骨架一高分子材質(zhì)的復(fù)合填料，包括復(fù)合填料本體，復(fù)合填料本體由內(nèi)層金屬骨架和外層高分子材料組成，金屬骨架是由金屬板片壓制成的填料單元結(jié)構(gòu)。上述內(nèi)層金屬骨架可為板波紋填料板片或孔板波紋填料板片，也可為鞍型、拉西環(huán)、鮑爾環(huán)等散堆填料；內(nèi)層金屬骨架的材質(zhì)可根據(jù)制作工藝選擇低碳鋼、低合金鋼、高碳鋼、不銹鋼等，高分子材料3可以根據(jù)處理物料的性質(zhì)不同選擇有針對性的塑料、橡膠、纖維等合成材料；
上述填料單元結(jié)構(gòu)可開孔，孔道可不限于圓形，可為三角形、多邊形或不規(guī)則孔，或者以上孔型的混合。上述內(nèi)層金屬骨架的厚度為O. 3 O. 5mm,外層高分子材質(zhì)厚度范圍在O. 2
O.5mm之間ο
本發(fā)明的一種金屬骨架一高分子材質(zhì)的復(fù)合填料的生產(chǎn)方法，包括以下過程
I、制作散堆填料時，首先用金屬制作成與散堆填料型式相同的金屬骨架，金屬骨架浸入高分子濃溶液或高分子熔融液中，使金屬骨架表面附著一層均勻的高分子材料，再通過降溫或凝固劑的作用使高分子在金屬骨架上粘結(jié)成型；2、制作規(guī)整填料時，先將金屬制作成與規(guī)整填料型式相同的金屬骨架，然后根據(jù)填料在塔中具體安裝尺寸裁剪，最后浸入高分子濃溶液或高分子熔融液中，使金屬骨架表面附著一層均勻的高分子材料，再通過降溫或凝固劑的作用使高分子在金屬骨架上粘結(jié)成型。本發(fā)明的金屬骨架一高分子材質(zhì)的復(fù)合填料由里層的金屬骨架和外表附著的高分子材料組成。里層的金屬骨架是為了提高填料的強度，外表的高分子材料是為了抗溶液的酸堿腐蝕性；里層的金屬骨架可選擇碳素鋼、低碳合金鋼等價格較低廉材料，外表的高分子材料可根據(jù)具體處理物料的性質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)母叻肿硬牧?，靈活性很強。本發(fā)明的金屬一塑料復(fù)合填料與同能體積和尺寸的陶瓷或塑料材質(zhì)填料相比，抗壓強度能增大50% 200%左右。耐酸堿腐蝕性由于優(yōu)質(zhì)不銹鋼、紫銅等。本發(fā)明的創(chuàng)新之處在于融合了金屬填料抗高壓強度高的性能和高分子材料的質(zhì)輕、價廉、耐腐蝕優(yōu)點。其靈活性較大，使用范圍廣泛，可根據(jù)具體的使用場合選擇金屬骨架的形式和表面高分子材料的類型，因此填料本身可制成一般適用型和特殊針對型。本發(fā)明為精餾和吸收操作中處理特殊物料場合提供了一條嶄新的處理途徑，滿足一些需要同時具備兩種材質(zhì)特性填料的特殊場合需求。


圖I為是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I的A-A剖面圖。圖3是圖2的局部放大圖。
具體實施例方式本發(fā)明的一種金屬骨架一高分子材質(zhì)的復(fù)合填料，包括復(fù)合填料本體I,復(fù)合填料本體I由內(nèi)層金屬骨架2和外層高分子材料3組成，內(nèi)層金屬骨架2是由金屬板片壓制成的孔板波紋填料板片。內(nèi)層金屬骨架2的材質(zhì)選擇低碳鋼，高分子材料3選擇橡膠材料。內(nèi)層金屬板厚度為O. 4mm,外層高分子材質(zhì)厚度范圍在O. 3mm。
本發(fā)明的一種金屬骨架一高分子材質(zhì)的復(fù)合填料的生產(chǎn)方法，包括以下過程制作散堆填料時，首先用金屬制作成與散堆填料型式相同的骨架金屬骨架浸入高分子濃溶液或高分子熔融液中，使金屬骨架表面附著一層均勻的高分子材料，再通過降溫或凝固劑的作用使高分子在金屬骨架上粘結(jié)成型；制作規(guī)整填料時，先將金屬制作成與規(guī)整填料型式相同的金屬骨架，然后根據(jù)填料在塔中具體安裝尺寸裁剪，最后浸入高分子濃溶液或高分子熔融液中，使金屬骨架表面附著一層均勻的高分子材料，再通過降溫或凝固劑的作用使高分子在金屬骨架上粘結(jié)成型。 使用時，可在精餾塔內(nèi)預(yù)先安裝填料支撐、填料壓圈等設(shè)備。實施例I :
填料塔直徑200mm，內(nèi)裝一種金屬骨架一高分子材質(zhì)的復(fù)合填料，填料型式和尺寸與板波紋填料250Y相同，金屬骨架由厚度為O. 3mm的Q235碳鋼材質(zhì)的組成的，表層覆蓋一層聚乙烯材料，厚度O. 5mm。每盤填料高2米，共裝填四米高度填料。塔頂安放4000KN的重物，并確保承壓部件為填料。檢驗填料的承壓實驗結(jié)果與其材質(zhì)對比結(jié)果見下表所示。
權(quán)利要求
1.一種金屬骨架一高分子材質(zhì)的復(fù)合填料，包括復(fù)合填料本體，復(fù)合填料本體由內(nèi)層金屬骨架和外層高分子材料組成，內(nèi)層金屬骨架是由金屬板片壓制成的填料單元結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種金屬骨架一高分子材質(zhì)的復(fù)合填料，其特征在于所述的內(nèi)層金屬骨架為板波紋填料板片或孔板波紋填料板片，其形狀為鞍型、拉西環(huán)或鮑爾環(huán)，內(nèi)層金屬骨架的材質(zhì)為低碳鋼、低合金鋼、高碳鋼或不銹鋼，高分子材料為塑料、橡膠、或纖維材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種金屬骨架一高分子材質(zhì)的復(fù)合填料，其特征在于所述的填料單元結(jié)構(gòu)開有孔，孔道為圓形、三角形、多邊形或不規(guī)則孔或者以上孔型的混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種金屬骨架一高分子材質(zhì)的復(fù)合填料，其特征在于所述的內(nèi)層金屬骨架的厚度為O. 3 O. 5mm,外層高分子材質(zhì)厚度范圍在O. 2 O. 5mm之間。
5.一種金屬骨架一高分子材質(zhì)的復(fù)合填料的生產(chǎn)方法，其特征在于包括以下過程制作過程分為兩種，制作散堆填料時，首先用金屬制作成與散堆填料型式相同的骨架金屬骨架浸入高分子濃溶液或高分子熔融液中，使金屬骨架表面附著一層均勻的高分子材料，再通過降溫或凝固劑的作用使高分子在金屬骨架上粘結(jié)成型；制作規(guī)整填料時，先將金屬制作成與規(guī)整填料型式相同的金屬骨架，然后根據(jù)填料在塔中具體安裝尺寸裁剪，最后浸入高分子濃溶液或高分子熔融液中，使金屬骨架表面附著一層均勻的高分子材料，再通過降溫或凝固劑的作用使高分子在金屬骨架上粘結(jié)成型。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金屬骨架－高分子材質(zhì)的復(fù)合填料，由內(nèi)層金屬骨架和外層高分子材料組成，金屬骨架是由金屬板片壓制成的板波紋填料板片、孔板波紋填料板片等規(guī)整填料，也可為鞍型、拉西環(huán)、鮑爾環(huán)等散堆填料；高分子材料可以根據(jù)處理物料的性質(zhì)不同選擇塑料、橡膠和纖維等；本發(fā)明融合了金屬填料抗高壓強度高的性能和高分子材料的質(zhì)輕、價廉、耐腐蝕優(yōu)點。其靈活性較大，使用范圍廣泛，可根據(jù)具體的使用場合選擇金屬骨架的形式和表面高分子材料的類型，因此填料本身可制成一般適用型和特殊針對型。
文檔編號B01J19/30GK102941055SQ201210460669
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者張敏革, 秦青, 聶凡, 陳若釗, 王雷 申請人:沈陽理工大學(xué)