填料及具有其的填料塔的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種填料及具有其的填料塔，其中，填料，包括：填料主體，填料主體為筒狀結(jié)構(gòu)，筒狀結(jié)構(gòu)的周壁上開設(shè)有通孔；筋片，筋片設(shè)置在筒狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，筋片的兩端分別與通孔的兩端連接，筋片包括：筋片主體、第一舌片和第二舌片，第一舌片的第一端與筋片主體相連，第一舌片的第二端為遠離筋片主體的方向延伸的自由端，第二舌片的第一端與筋片主體相連，第二舌片的第二端為遠離筋片主體的方向延伸的自由端，其中，第一舌片和第二舌片位于筋片主體的兩側(cè)。本實用新型的技術(shù)方案有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中的填料的傳質(zhì)效率低的問題。
【專利說明】
填料及具有其的填料塔
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及化工技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種填料及具有其的填料塔。
【背景技術(shù)】
[0002]填料塔是一種重要的傳質(zhì)分離設(shè)備，廣泛用于化工、煉油、石油化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域中的蒸餾、吸收、汽提等傳質(zhì)分離過程。
[0003]填料的結(jié)構(gòu)和性能對填料塔的處理能力、產(chǎn)品質(zhì)量及技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)具有重要影響，它是一種量大面廣的產(chǎn)品，具有重大的經(jīng)濟效益和社會效益，因而各國對新型填料進行了大量的開發(fā)研究，先后開發(fā)了各種各樣的塔填料。塔填料可分為散堆填料(亦稱顆粒填料)和規(guī)整填料兩大類。本實用新型屬于散堆填料。
[0004]散堆填料的種類很多，具有代表性并且在工業(yè)上廣泛應(yīng)用的為金屬階梯環(huán)和金屬環(huán)矩鞍。階梯環(huán)填料是70年代由英國傳質(zhì)公司(Mass Transfer Ltd.)開發(fā)出的一種開孔環(huán)型填料，國外稱為Cascad Min1-Ring(簡稱CMR)，是對鮑爾環(huán)填料的重要改進。由于階梯環(huán)填料的高徑比較小(填料高度約為直徑的1/3?1/2)，路徑較短，使氣液進出容易。由于填料的一端折邊形成喇叭口，不僅增大了強度，并使填料在堆積時填料之間的接觸由以線接觸為主變成以點接觸為主，這樣就增大了填料顆粒之間的空隙，減小了氣體通過填料層的壓降，并提高了氣液通量。而且，填料的點接觸有利于液體的匯聚與分散，促進兩相間的表面更新，有利于傳質(zhì)效率的提高。因而，與同規(guī)格尺寸的鮑爾環(huán)相比，階梯環(huán)的通量較大，壓降較小，傳質(zhì)效率較高。金屬環(huán)矩鞍是由美國諾頓公司(Norton C0.)于1978年推出的新型散堆填料，國外稱Intalox Metal Tower Packing(簡稱IMTP)，這種填料開發(fā)成功，立即引起各國同行的極大關(guān)注。環(huán)矩鞍屬于矩鞍型填料，由于環(huán)矩鞍更為開放，具有通量大、壓降小的特點；由于床層內(nèi)多為圓弧形氣液通道，有利于液體分布，使填料層保持較好的液體分布狀態(tài)，具有較高的傳質(zhì)效率。因而，金屬階梯環(huán)和金屬環(huán)矩鞍具有突出的優(yōu)點，在工業(yè)上獲得了廣泛應(yīng)用。
[0005]散堆填料有各種不同的規(guī)格尺寸，實驗研究和工業(yè)應(yīng)用表明，大尺寸的填料通量大、壓降小，但傳質(zhì)效率低;小尺寸的填料壓降大、通量小，但傳質(zhì)效率高。因此，我們將較大尺寸的階梯環(huán)與幾個較小尺寸的環(huán)矩鞍復(fù)合，開發(fā)研究了 SHH復(fù)合填料。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的主要目的在于提供一種填料及具有其的填料塔，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的填料的傳質(zhì)效率低的問題。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種填料，包括:填料主體，填料主體為筒狀結(jié)構(gòu)，筒狀結(jié)構(gòu)的周壁上開設(shè)有通孔;筋片，筋片設(shè)置在筒狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，筋片的兩端分別與通孔的兩端連接，筋片包括:筋片主體、第一舌片和第二舌片，第一舌片的第一端與筋片主體相連，第一舌片的第二端為遠離筋片主體的方向延伸的自由端，第二舌片的第一端與筋片主體相連，第二舌片的第二端為遠離筋片主體的方向延伸的自由端，其中，第一舌片和第二舌片位于筋片主體的兩側(cè)。
[0008]進一步地，通孔為多個，筋片為與通孔一一配合的多個。
[0009 ]進一步地，多個通孔沿筒狀結(jié)構(gòu)的軸向方向布置。
[0010]進一步地，多個通孔沿筒狀結(jié)構(gòu)的周向方向布置。
[0011]進一步地，筋片主體為弧形，筋片主體的凹面朝向外側(cè)。
[0012]進一步地，第二舌片為弧形，第二舌片的凹面朝向外側(cè)。
[0013]進一步地，第一舌片為弧形，第一舌片的凹面朝向外側(cè)。
[0014]進一步地，填料還包括圓錐臺筒體，圓錐臺筒體的小徑端與填料主體的直徑相同，且圓錐臺筒體的小徑端與填料主體的一端口連接。
[0015]進一步地，多個筋片的各筋片主體的外壁與筒狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁之間圍成第一內(nèi)腔，多個筋片的各筋片主體的內(nèi)壁與筒狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁圍成第二內(nèi)腔，其中，第一內(nèi)腔的沿筒狀結(jié)構(gòu)的軸向方向的投影面積大于第二內(nèi)腔的沿筒狀結(jié)構(gòu)的軸向方向的投影面積，第二舌片的長度大于第一舌片的長度。
[0016]進一步地，填料為一體成型結(jié)構(gòu)，筋片為填料主體沖制成型，第二舌片為筋片主體沖制成型，第一舌片為筋片主體沖制成型。
[0017]根據(jù)本實用新型的另一方面，提供了一種填料塔，包括塔體和設(shè)置在塔體內(nèi)部的填料，填料為上述的填料。
[0018]應(yīng)用本實用新型的技術(shù)方案，填料主體內(nèi)設(shè)置筋片，筋片在填料主體形成的筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)又分為筋片主體、第一舌片和第二舌片。第一舌片和第二舌片分設(shè)在筋片主體的兩側(cè)。上述結(jié)構(gòu)擴大了填料的接觸面積，使得物料在填料中的傳質(zhì)效率有了很大的提高。本實用新型的技術(shù)方案有效地提高了填料的傳質(zhì)效率。
【附圖說明】
[0019]構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0020]圖1示出了根據(jù)本實用新型的填料的實施例的俯視示意圖；以及
[0021]圖2示出了圖1的填料的主視示意圖。
[0022]其中，上述附圖包括以下附圖標(biāo)記:
[0023]10、填料主體;20、筋片；21、筋片主體;22、第一舌片；23、第二舌片；30、圓錐臺筒體。
【具體實施方式】
[0024]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本實用新型。
[0025]如圖1所示，本實施例的填料包括:填料主體10和筋片20。填料主體10為筒狀結(jié)構(gòu)，筒狀結(jié)構(gòu)的周壁上開設(shè)有通孔。筋片20設(shè)置在筒狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，筋片20的兩端分別與通孔的兩端連接。筋片20包括:筋片主體21、第一舌片22和第二舌片23。第一舌片22的第一端與筋片主體21相連，第一舌片22的第二端為遠離筋片主體21的方向延伸的自由端，第二舌片23的第一端與筋片主體21相連，第二舌片23的第二端為遠離筋片主體21的方向延伸的自由端，第一舌片22和第二舌片23位于筋片主體21的兩側(cè)。
[0026]應(yīng)用本實施例的技術(shù)方案，填料主體10內(nèi)設(shè)置筋片20，筋片20在填料主體10形成的筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)又分為筋片主體21、第一舌片22和第二舌片23。第一舌片22和第二舌片23分設(shè)在筋片主體21的兩側(cè)。上述結(jié)構(gòu)擴大了填料的接觸面積，使得物料在填料中的傳質(zhì)效率有了很大的提尚。本實施例的技術(shù)方案有效地提尚了填料的傳質(zhì)效率。
[0027]如圖1和圖2所示，在本實施例的技術(shù)方案中，通孔為多個，筋片20為與通孔一一配合的多個。上述結(jié)構(gòu)充分利用了填料的空間，盡量多的設(shè)置了多個筋片20，這樣更有利于提高填料的傳質(zhì)效率。具體地，多個通孔沿筒狀結(jié)構(gòu)的軸向方向布置。多個通孔沿筒狀結(jié)構(gòu)的周向方向布置。這樣的結(jié)構(gòu)使得筋片20的布置更加合理，即在盡量小的空間內(nèi)盡量多的布置筋片，這樣有利于擴大填料的傳質(zhì)效率，使得結(jié)構(gòu)緊湊。
[0028]如圖1所示，在本實施例的技術(shù)方案中，筋片主體21為弧形，筋片主體21的凹面朝向外側(cè)。上述結(jié)構(gòu)一方面擴大了筋片主體21的傳質(zhì)效率，另一方面使得筋片主體21在受到外力時不易發(fā)生變形。具體地，筋片主體21的布置為均勻布置。這樣的結(jié)構(gòu)使得傳質(zhì)更加均勻，傳質(zhì)效率更高。
[0029]如圖1所示，在本實施例的技術(shù)方案中，第二舌片23為弧形，第二舌片23的凹面朝向外側(cè)。第二舌片23的上述結(jié)構(gòu)更好的與筋片主體21相配合，上述結(jié)構(gòu)使得筋片20在填料主體內(nèi)的布置更加合理，結(jié)構(gòu)更加緊湊，傳質(zhì)效率更高。
[0030]如圖1所示，在本實施例的技術(shù)方案中，第一舌片22為弧形，第一舌片22的凹面朝向外側(cè)。這樣，第一舌片22的結(jié)構(gòu)與筋片主體21相配合，上述結(jié)構(gòu)進一步地使得筋片20在填料主體內(nèi)的布置更加合理，結(jié)構(gòu)更加緊湊，傳質(zhì)效率更高。
[0031]如圖1和圖2所示，在本實施例的技術(shù)方案中，填料還包括圓錐臺筒體30，圓錐臺筒體30的小徑端與填料主體10的直徑相同，且圓錐臺筒體30的小徑端與填料主體10的一端口連接。上述結(jié)構(gòu)使得填料在堆放在塔內(nèi)時填料和填料之間的接觸為點接觸，這樣的接觸較以前的填料和填料之間的線接觸的間隙有了一定的提高，這樣的結(jié)構(gòu)的填料既有大尺寸填料的通量大、壓降低，又有小尺寸填料的傳質(zhì)效率高的優(yōu)點。本方案在化工生產(chǎn)裝置中一方面能提高了填料的處理能力，另一方面提高了填料的分離效果。
[0032]如圖1和圖2所示，在本實施例的技術(shù)方案中，多個筋片20的各筋片主體21的外壁與筒狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁之間圍成第一內(nèi)腔，多個筋片20的各筋片主體21的內(nèi)壁與筒狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁圍成第二內(nèi)腔，其中，第一內(nèi)腔的沿筒狀結(jié)構(gòu)的軸向方向的投影面積大于第二內(nèi)腔的沿筒狀結(jié)構(gòu)的軸向方向的投影面積，第二舌片23的長度大于第一舌片22的長度。上述結(jié)構(gòu)使得在筒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)空間大的位置設(shè)置的第二舌片23較長，空間小的位置設(shè)置的第一舌片22的長度較短，這樣的結(jié)構(gòu)進一步的提高了填料主體內(nèi)部空間的利用率。
[0033]在本實施例中(圖中未示出的)，填料為一體成型結(jié)構(gòu)，筋片20為沖制成型，第二舌片23為筋片主體21沖制成型，第一舌片22為筋片主體21沖制成型。具體地，現(xiàn)將填料做成一個整體結(jié)構(gòu)，填料主體10的一側(cè)沖制成圓錐臺筒體30，填料主體10的中間部分沖制出筋片20，筋片20上沖制出第一舌片22和第二舌片23，第一舌片22和第二舌片23為筋片20的同一側(cè)的金屬片。筋片20恢復(fù)至填料主體位置時能夠構(gòu)成周向封閉的筒狀結(jié)構(gòu)。上述結(jié)構(gòu)加工容易、節(jié)省成本。
[0034]本申請還提供了一種填料塔。本申請的填料塔包括塔體和設(shè)置在塔體內(nèi)部的填料。填料為上述的填料。本申請的填料塔在使用時具有通量大、壓降低、傳質(zhì)效率高的優(yōu)點。
[0035]本實施例的填料為階梯環(huán)填料和環(huán)矩鞍填料復(fù)合而成。本實施例的填料包括:填料主體10、筋片20和圓錐臺筒體30(即喇叭口)。筋片20包括筋片主體21、第一舌片22和第二舌片23。填料的外徑可以根據(jù)需要設(shè)定，本實施例中填料的外徑D= 16?80mm，填料的高度H= (0.3?0.5)D，填料的喇叭口2的角度α = 30?60° ;填料的周壁上有2?5個通孔(通孔為開在填料的周壁上的開口)，其高度Hl = 6?40mm，長度為6?50mm;相鄰兩個通孔的間隔K = 3?10mm。填料內(nèi)的筋片20其兩端與填料的通孔的兩端(通孔的周向上的兩端)相連，合填料的第一舌片與填料的筋片主體21相連，另一端彎至筋片主體21與填料壁所圍區(qū)域的內(nèi)部；填料的第二舌片23其一端與筋片主體21相連，另一端彎至筋片主體21與填料壁所圍區(qū)域的外部。
[0036]本實施例所說的填料具有如下顯著優(yōu)點:
[0037]1、本實施例的填料與相同尺寸的階梯環(huán)相比，環(huán)壁上的開孔面積增大了 I?2倍，氣液進出容易，壓降減少，通量增大，載點氣速及液泛氣速均有明顯提高。
[0038]2、本實施例的填料由于從環(huán)壁上向內(nèi)沖出幾個較小尺寸的環(huán)矩鞍，充分利用了環(huán)內(nèi)空間，并強化了環(huán)內(nèi)的氣液接觸，使傳質(zhì)效率明顯提高。
[0039]3、本實施例的填料與相同規(guī)格的金屬環(huán)矩鞍相比，空隙率基本相同，但本實施例的填料的比表面積約高出60?80 % (例如:Dg50的金屬環(huán)矩鞍，比表面a = 74.9m2/m3，Dg50的SHH復(fù)合填料，比表面a = 129m2/m3)，并且，本實施例的填料強化了環(huán)內(nèi)的傳質(zhì)過程。因而，本填料的傳質(zhì)效率明顯提尚。
[0040]4、本實施例填料與相同尺寸的階梯環(huán)相比，壓降減少了約25%，通量提高了 10?25%，傳質(zhì)效率約提高了 10?25%;與相同規(guī)格的金屬環(huán)矩鞍相比，壓降和通量基本相當(dāng)，但傳質(zhì)效率約提高了 10?25%。
[0041]因此，本實用新型所說的SHH復(fù)合填料，其操作性能明顯優(yōu)于相應(yīng)規(guī)格尺寸的階梯環(huán)和環(huán)矩鞍填料，在工業(yè)上推廣應(yīng)用，可獲得明顯的經(jīng)濟效益。
[0042]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種填料，其特征在于，包括: 填料主體(10)，所述填料主體(10)為筒狀結(jié)構(gòu)，所述筒狀結(jié)構(gòu)的周壁上開設(shè)有通孔；筋片(20)，所述筋片(20)設(shè)置在所述筒狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，所述筋片(20)的兩端分別與所述通孔的兩端連接，所述筋片(20)包括:筋片主體(21)、第一舌片(22)和第二舌片(23)，所述第一舌片(22)的第一端與所述筋片主體(21)相連，所述第一舌片(22)的第二端為遠離所述筋片主體(21)的方向延伸的自由端，所述第二舌片(23)的第一端與所述筋片主體(21)相連，所述第二舌片(23)的第二端為遠離所述筋片主體(21)的方向延伸的自由端，其中，所述第一舌片(22)和第二舌片(23)位于所述筋片主體(21)的兩側(cè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的填料，其特征在于，所述通孔為多個，所述筋片(20)為與所述通孔一一配合的多個。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的填料，其特征在于，所述多個通孔沿所述筒狀結(jié)構(gòu)的軸向方向布置。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的填料，其特征在于，所述多個通孔沿所述筒狀結(jié)構(gòu)的周向方向布置。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的填料，其特征在于，所述筋片主體(21)為弧形，所述筋片主體(21)的凹面朝向外側(cè)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的填料，其特征在于，所述第二舌片(23)為弧形，所述第二舌片(23)的凹面朝向外側(cè)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的填料，其特征在于，所述第一舌片(22)為弧形，所述第一舌片(22)的凹面朝向外側(cè)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的填料，其特征在于，所述填料還包括圓錐臺筒體(30)，所述圓錐臺筒體(30)的小徑端與所述填料主體(10)的直徑相同，且所述圓錐臺筒體(30)的小徑端與所述填料主體(1)的一端口連接。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的填料，其特征在于，所述多個筋片(20)的各所述筋片主體(21)的外壁與所述筒狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁之間圍成第一內(nèi)腔，所述多個筋片(20)的各所述筋片主體(21)的內(nèi)壁與所述筒狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁圍成第二內(nèi)腔，其中，所述第一內(nèi)腔的沿所述筒狀結(jié)構(gòu)的軸向方向的投影面積大于所述第二內(nèi)腔的沿所述筒狀結(jié)構(gòu)的軸向方向的投影面積，所述第二舌片(23)的長度大于所述第一舌片(22)的長度。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的填料，其特征在于，所述填料為一體成型結(jié)構(gòu)，所述筋片(20)為所述填料主體(10)沖制成型，所述第二舌片(23)為所述筋片主體(21)沖制成型，所述第一舌片(22)為所述筋片主體(21)沖制成型。11.一種填料塔，包括塔體和設(shè)置在所述塔體內(nèi)部的填料，其特征在于，所述填料為權(quán)利要求I至10中任一項所述的填料。
【文檔編號】B01J19/30GK205495601SQ201620271670
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月1日
【發(fā)明人】李玉安, 葉啟亮, 葉智剛, 楊代斌, 王立志, 王克敬, 閆輝, 南海明, 侯鵬飛, 劉永剛
【申請人】神華集團有限責(zé)任公司, 中國神華煤制油化工有限公司, 長沙博能科技股份有限公司