導(dǎo)向格柵規(guī)整填料的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了導(dǎo)向格柵規(guī)整填料，該規(guī)整填料由多排格柵條組I以及多排在垂直方向?qū)ΨQ于格柵條組I的格柵條組II拼裝而成，每排格柵條組I或格柵條組II由多塊在同一平面內(nèi)平行排列的格柵條組成，每塊格柵條上沖壓有導(dǎo)向孔，且相互平行的格柵條上的導(dǎo)向孔開口方向一致，相鄰的格柵條上的導(dǎo)向孔開口方向在垂直方向上對稱。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：與現(xiàn)有的規(guī)整填料相比，本實(shí)用新型的規(guī)整填料在傳質(zhì)效率相當(dāng)?shù)那闆r下，處理通量提高50％ 以上，理論級當(dāng)量高度達(dá)0.7m以上，具有很強(qiáng)的抗結(jié)焦和堵塞能力，而且加工制作方便，機(jī)械強(qiáng)度高，安裝維修簡單。
【專利說明】導(dǎo)向格柵規(guī)整填料

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于化工傳質(zhì)分離及反應(yīng)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及導(dǎo)向格柵規(guī)整填料。

【背景技術(shù)】
[0002]填料塔是石油、化工、制藥、輕工、環(huán)保等領(lǐng)域常見的流體接觸傳質(zhì)和反應(yīng)設(shè)備，廣泛應(yīng)用于萃取、精餾、吸收等工藝過程。塔填料分為散堆填料和規(guī)整填料兩大類，散堆填料是具有一定幾何形狀和尺寸的顆粒體，可用散堆或整砌的方式填充在塔內(nèi)，規(guī)整填料是有許多具有相同幾何形狀的塔填料單元組成，以整砌的方式填充在塔內(nèi)。
[0003]中國專利200420047531.8公開了一種蜂窩舌形規(guī)則塔填料，如圖1和圖2所示，由多塊格柵條I’ _4’組成填料主體，并在每塊格柵條上開有舌片5’，舌片6’與格柵條之間的夾角α在30°至70°之間，舌片5’可以是多排，格柵條與塔壁接觸的邊緣加工成與塔壁相同的弧線，使其堆放于塔內(nèi)時(shí)能與塔壁配合良好。
[0004]該專利中，舌片5’雖然可以有效促進(jìn)填料間流體的物質(zhì)交換，并能促進(jìn)液滴的破碎，有利于提聞傳質(zhì)效率，且開孔率越聞，越有利于提聞傳質(zhì)效率。但與此同時(shí)，由于舌片5’在塔內(nèi)為水平方向或者接近水平方向，流體流至舌片5’處時(shí)部分被擋住，只能流至舌片5’的周邊，再做往下或往上的垂直流動(dòng)，也即舌片5’的結(jié)構(gòu)對塔內(nèi)向上下流動(dòng)的兩相產(chǎn)生了較大的阻礙作用，并且開孔率越高，這種阻礙越大，進(jìn)而減小了通量，也就是說，該種填料在有效提高傳質(zhì)效率的同時(shí)，犧牲了通量。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供具有較高的通量，同時(shí)還具有較高的傳質(zhì)效率以及很強(qiáng)的抗結(jié)焦和堵塞能力的導(dǎo)向格柵規(guī)整填料。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0007]導(dǎo)向格柵規(guī)整填料，該規(guī)整填料由多排格柵條組I以及多排在垂直方向?qū)ΨQ于格柵條組I的格柵條組II拼裝而成，并以整砌的方式填充在填料塔內(nèi)，每排格柵條組I或格柵條組II由多塊在同一平面內(nèi)平行排列的格柵條組成，每塊格柵條上沖壓有導(dǎo)向孔，且相互平行的格柵條上的導(dǎo)向孔開口方向一致，相鄰的格柵條上的導(dǎo)向孔開口方向在垂直方向上對稱。
[0008]進(jìn)一步的，相互平行的格柵條上的導(dǎo)向孔對應(yīng)或交錯(cuò)排列。
[0009]進(jìn)一步的，每塊格柵條上的導(dǎo)向孔為至少兩排。
[0010]進(jìn)一步的，導(dǎo)向孔的開孔面為圓形、方形或梯形。
[0011]進(jìn)一步的，每塊格柵條上的導(dǎo)向孔的開孔率為5-40%。
[0012]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:與現(xiàn)有的規(guī)整填料相比，本實(shí)用新型的規(guī)整填料在傳質(zhì)效率相當(dāng)?shù)那闆r下，處理通量提高50%以上，理論級當(dāng)量高度達(dá)0.7m以上，具有很強(qiáng)的抗結(jié)焦和堵塞能力，而且加工制作方便，機(jī)械強(qiáng)度高，安裝維修簡單。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0014]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是現(xiàn)有技術(shù)中開有單排舌片的格柵條的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4是本實(shí)用新型中導(dǎo)向孔在不同格柵條上的排列示意圖；
[0018]圖5是本實(shí)用新型中單塊格柵條的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖6是本實(shí)用新型中單塊格柵條的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖7是本實(shí)用新型中導(dǎo)向孔不同形狀開孔面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖8是本實(shí)用新型用于煤油-水體系時(shí)液泛通量與流速比的關(guān)系圖；
[0022]圖9是本實(shí)用新型用于30%TBP (煤油)-醋酸-水體系時(shí)液泛通量與流速比的關(guān)系圖；
[0023]圖10是本實(shí)用新型用于30%TBP (煤油)_醋酸-水體系時(shí)理論級當(dāng)量高度與流速比的關(guān)系圖；
[0024]圖11是本實(shí)用新型用于富氧水-空氣體系時(shí)傳質(zhì)單元高度與流速比的關(guān)系圖。
[0025]其中，1、格柵條組1，2、格柵條組11，3、格柵條，4、導(dǎo)向孔，h、相互平行的格柵條之間的距離。
[0026]【具體實(shí)施方式】:
[0027]如圖3至圖6所示，導(dǎo)向格柵規(guī)整填料，該規(guī)整填料由多排格柵條組Il以及多排在垂直方向?qū)ΨQ于格柵條組Il的格柵條組Π2拼裝而成，并以整砌的方式填充在填料塔內(nèi)，每排格柵條組Il或格柵條組Π2由多塊在同一平面內(nèi)平行排列的格柵條3組成，每塊格柵條3上沖壓有一排或以上的導(dǎo)向孔4,且相互平行的格柵條3上的導(dǎo)向孔4開口方向一致，相鄰的格柵條3上的導(dǎo)向孔4開口方向在垂直方向上對稱，相互平行的格柵條3上的導(dǎo)向孔4交錯(cuò)排列，也可以是相對應(yīng)設(shè)置，每塊格柵條3上的導(dǎo)向孔4的開孔率為5-40%。
[0028]如圖7所示，導(dǎo)向孔4的開孔面為可以為圓形，也可以為方形或梯形，且導(dǎo)向孔4的開孔面與格柵條3分離，其余面仍與格柵條3相連，對流體的垂直流動(dòng)影響不大，因此，上述規(guī)整填料的導(dǎo)向孔4既可對流體分散相進(jìn)行切割，提高流體在塔內(nèi)的有效流通截面積，同時(shí)又不阻礙流體在垂直方向的流動(dòng)，即使在開孔率較高的情況下也不影響通量，且開孔率越聞越有利于提聞傳質(zhì)效率。
[0029]采用上述規(guī)整填料，并將開孔率設(shè)為21 %、相互平行的格柵條3之間的距離h設(shè)為20mm、空隙率設(shè)為94.8%，分別用于煤油-水體系、30%TBP (煤油)-醋酸-水體系以及富氧水-空氣體系時(shí)的測試結(jié)果如下:
[0030]如圖8所示，該規(guī)整填料在煤油-水體系進(jìn)行萃取水力學(xué)測試，其液泛通量相對較大，當(dāng)流速比為1:1時(shí)，液泛通量為109m3/m2.h ;當(dāng)流速比達(dá)到1:5時(shí)，液泛通量達(dá)到150
3/2 I
m/m.h ；
[0031 ] 如圖9和圖10所示，該規(guī)整填料在30%TBP(煤油)_醋酸-水體系進(jìn)行萃取性能測試，當(dāng)流速比為1:1時(shí)，液泛通量為112 m3/m2.h ;當(dāng)流速比達(dá)到1:5時(shí)，液泛通量達(dá)到146m3/m2.h ;理論級當(dāng)量高度隨流速比增加而減小,最小達(dá)到0.7m,具有較高的傳質(zhì)效率；
[0032]如圖11所示，該規(guī)整填料在富氧水-空氣體系進(jìn)行氧氣解吸測試，以水為連續(xù)相，空氣為分散相，在填料塔內(nèi)并流流動(dòng)，傳質(zhì)單元高度隨流速比的增加現(xiàn)有一定的下降，而后上升，總體保持在0.2-0.25m，傳質(zhì)效率較高。由于沒有液泛問題，故不存在液泛通量隨流速比變化的關(guān)系圖。該規(guī)整填料可用于氣液傳質(zhì)，如雙氧水生產(chǎn)中的氧化塔等體系。
【權(quán)利要求】
1.導(dǎo)向格柵規(guī)整填料，該規(guī)整填料由多排格柵條組I以及多排在垂直方向?qū)ΨQ于格柵條組I的格柵條組II拼裝而成，并以整砌的方式填充在填料塔內(nèi)，其特征在于:每排所述格柵條組I或格柵條組II由多塊在同一平面內(nèi)平行排列的格柵條組成，每塊所述格柵條上沖壓有導(dǎo)向孔，且相互平行的所述格柵條上的導(dǎo)向孔開口方向一致，相鄰的所述格柵條上的導(dǎo)向孔開口方向在垂直方向上對稱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)向格柵規(guī)整填料，其特征在于:相互平行的所述格柵條上的導(dǎo)向孔對應(yīng)或交錯(cuò)排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)向格柵規(guī)整填料，其特征在于:每塊所述格柵條上的導(dǎo)向孔為至少兩排。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)向格柵規(guī)整填料，其特征在于:所述導(dǎo)向孔的開孔面為圓形、方形或梯形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)向格柵規(guī)整填料，其特征在于:每塊所述格柵條上的導(dǎo)向孔的開孔率為5-40%。
【文檔編號】B01J19/32GK204220151SQ201420594775
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月15日
【發(fā)明者】王玉軍, 蔡衛(wèi)濱, 楊蘊(yùn)輝, 施龍生, 朱慎林 申請人:清華大學(xué), 啟東市巨龍石油化工裝備有限公司