一種多階梯環散裝填料的製作方法

2023-06-10 11:13:11 1

專利名稱：：一種多階梯環散裝填料的製作方法
技術領域：
：本實用新型涉及一種多階梯環散裝填料，屬煉油、石化、化工、輕工以及環保工業的氣液、液液傳質分離設備
技術領域：
。它是上述工業中的精餾、吸收、萃取塔中的主要部件。
背景技術：
：在煉油、石化、化工、輕工以及環保工業的氣液、液液傳質分離設備領域，填料是精餾、吸收、萃取塔中的主要部件，它一般可以分為兩大類規整填料與散裝(顆粒)填料，規整填料一般用於減壓操作的塔中，而散裝(顆粒)填料多用於常壓與加壓操作的塔中，由於它加工製造較簡單，安裝方便，便於清洗，因而應用廣泛。目前我國工業中應用比較廣泛的散裝填料為環狀填料或者鞍環填料，環狀填料的生產能力大，鞍環填料的液體分布性能好且生產能大。目前，工業中廣泛應用的有鮑爾環，環矩鞍等。但由於這些填料的構型所限，其加工工序較為複雜，一般至少需要三道或者三道以上工序才能成型；且其總體的比表面較小，噴淋點不多，生產能力與傳質效率仍受到一定限制。
發明內容本實用新型的目的是提出一種多階梯環散裝填料，改變己有散裝填料的結構，使其既能適合精餾吸收等氣液接觸過程，又能應用於萃取等液液接觸傳質過程，並簡化填料的加工工序、提高填料的綜合性能使得該散裝填料由兩道甚至一道工序加工完成；提高填料的生產能力，即提高其泛點氣速；提高填料的傳質效率，即降低其傳質單元高度；減小填料的流體阻力，即減小每個傳質單元的壓降；減小填料的材料消耗，即在保持填料剛度的前提下減小板材的厚度。本實用新型提出的多階梯環散裝填料，填料兩翼為兩個對稱的連接邊(l)，連接邊(l)為折邊形，連接邊(1)從兩邊聯結第一階梯(23)、第二階梯(24)、第三階梯(25)和第四階梯(26)，第一階梯(23)、第二階梯(24)、第三階梯(25)和第四階梯(26)相互平行，構成四層階梯；所述的第一階梯(23)由外弧(2)的一半、內弧(3)、外弧(4)、內弧(5)、外弧(6)、內弧(7)、外弧(8)的一半組成；所述的第二階梯(24)由過渡外弧(14)、直線段(15)、直線段(17)、過渡外弧(18)組成；所述的第三階梯(25)由過渡外弧(20)、直線段(19)、直線段(21)、過渡外弧(22)組成；所述的第四階梯(26)由外弧(8)的一半、內弧(9)、外弧(10)、內弧(11)、外弧(12)、內弧(13)、外弧(2)組成；第二階梯(24)和第三階梯(25)各伸至填料環的中央部分，第二階梯和第三階梯通過連接片(16)相互聯結，形成X形結構，支撐於環體中央。本實用新型提出的多階梯環散裝填料，其結構特點是1、本實用新型填料的直徑高度比為2.1—3.75，裝填時填料趨於水平放置，因此迎風面小，阻力小，通量大；2、本實用新型的散裝填料採用中心支撐結構，剛度較好；3、本實用新型較環形填料比表面積大，填料內外表面充分敞開，內部筋片均勻分割環內空間，且本實用新型較環形填料的噴淋點多，液體分散效果好，有利於傳質；4、本實用新型的填料無翻邊，以防止液液萃取時液滴凝聚，有利於液液傳質；5、本實用新型的填料易於加工，一次成型，而一般環形填料需要多次壓模。本實用新型的多階梯環散裝填料，具有傳質性能優異、阻力較小、生產能力較大、結構簡單、機械強度較高、加工容易等優點，用於精餾、吸收、萃取等過程代替鮑爾環、傳統階梯環和環矩鞍等填料，能大大提高工業中精餾塔、吸收塔、洗滌塔和萃取塔的生產能力和傳質效率，改善產品質量，降低能耗，並提高過程的效能。圖l為本實用新型提出的多階梯環填料的正視圖。圖2為圖1的A向視圖。圖3為本實用新型多階梯環填料的軸側圖。圖4為本實用新型實施例中每米填料的壓降圖。'圖5為本實用新型實施例中每傳質單元高度上的填料壓降圖。圖1圖3中，l是連接邊，2是外弧，3是內弧，4是外弧，5是內弧，6是外弧，7是內弧，8是外弧，9是內弧，IO是外弧，ll是內弧，12是外弧，13是內弧，14是過渡外弧，15是直線段，16是連接片，17是直線段，18是過渡外弧，19是直線段，20是過渡外弧，21是直線段，22是過渡外弧，23是第一階梯，24是第二階梯，25是第三階梯，26是第四階梯。具體實施方式本實用新型提出的多階梯環散裝填料，其結構如圖l、圖2和圖3所示，填料兩翼為兩個對稱的連接邊(1)，連接邊(1)為折邊形，連接邊(1)從兩邊聯結第一階梯(23)、第二階梯(24)、第三階梯(25)和第四階梯(26)，第一階梯(23)、第二階梯(24)、第三階梯(25)和第四階梯(26)相互平行，構成四層階梯；所述的第一階梯(23)由外弧(2)的一半、內弧(3)、外弧(4)、內弧(5)、外弧(6)、內弧(7)、外弧(8)的一半組成；所述的第二階梯(24)由過渡外弧(14)、直線段(15)、直線段(17)、過渡外弧(18)組成；所述的第三階梯(25)由過渡外弧(20)、直線段(19)、直線段(21)、過渡外弧(22)組成；所述的第四階梯(26)由外弧(8)的一半、內弧(9)、外弧(10)、內弧(11)、外弧(12)、內弧(13)、外弧(2)組成；第二階梯(24)和第三階梯(25)各伸至填料環的中央部分，第二階梯和第三階梯通過連接片(16)相互聯結，形成X形結構，支撐於環體中央。本實用新型設計的多階梯環散裝填料，從正面看去為由多個鞍形組成的環狀，其上半環與下半環不在一平面上，環內有四條筋片交匯於中心區，其端點聯結在上下半環的腰部，如圖l所示。側面看去填料成四層階梯，第一、第二層階梯與第三、第四層階梯對稱於填料的中心。其中第一、四層階梯由四個外弧形和三個內弧形組成，外弧形和內弧形交錯排列；第二、三層階梯的外端與第一、四層階梯的中部相連，內端彎向填料的中心，在環中央相連。填料的弧形邊既增加了填料本身的剛度，又能增大填料的比表面積和噴淋點，以提高生產能力和傳質效率。填料中間的連接片使第二、第三階梯相互聯結，支撐於環體中央，均勻分割環中面積，使氣液可均勻分布。本實用新型的實施例中，填料的直徑和高度尺寸為實施例一填料直徑75鵬，填料高度20mra，徑高比3.75;實施例二填料直徑50mm，填料高度18mm，徑高比2.8;實施例三填料直徑38mm，填料高度13mm,徑高比2.9;實施例四填料直徑25mra，填料高度12mra，徑高比2.1。本實用新型的的散裝填料在①600mra試驗設備中測定了性能，弁在相同條件下與鮑爾環、環矩鞍等填料進行了對比，結果如下-表1.幾何參數tableseeoriginaldocumentpage5圖4和圖5給出了塔內噴淋密度為12m3/(h^2)時的壓降壓降的比較，其中圖4為每米的填料的壓降，圖5為每傳質單元高度上填料的壓降。表2.本實用新型階梯環的泛點氣速Uf，m/s^\L填T^k121824新階梯環3.583.222.96鮑爾環2.982.712.60環矩鞍3.473.223.10本實用新型階梯環的傳質性能用空氣-氧氣-水體系作氧解析實驗，得出填料傳質單元高度H(25°C)與液體噴淋密度L、空塔氣速V的關係，並與鮑爾環、環矩鞍填料進行了對比，結果如下:表3.本實用新型階梯環的傳質單元高度H，m。填9r"^^L=12m7m7hV=1.80m/sL=12mVm2/hV=2.90m/sL=18m7m7hV=l.80m/sL=18m7m7hV=2.90m/s本實用新型階梯環0.2720.2840.3510.358鮑爾環0.3880.3920.4140.457環矩鞍0.4720.5010.5920.645對實驗結果的分析:由圖4可見，本實用新型的多階梯環每米填料壓降大大低於鮑爾環，略低於環矩鞍；由圖5可見，本實用新型多階梯環每個傳質單元的壓降大大低於鮑爾環和環矩鞍，即完成同等分離要求，本實用新型所需能耗最低；由表2可見，本實用新型多階梯環的泛點氣速大大高於鮑爾環而和環矩鞍填料基本持平，說明本實用新型的填料有較高的生產能力；由表3可見，本實用新型的多階梯環的傳質單元高度大大低於鮑爾環和環矩鞍填料，說明本實用新型的填料具有最佳的傳質性能。綜上所述，本實用新型的新階梯環散裝填料，具有傳質性能優異、阻力較小、生產能力較大、結構簡單、機械強度較高、加工容易等優點，用於精餾、吸收、萃取等過程代替鮑爾環、傳統階梯環和環矩鞍等填料，將大大提高過程之效能，取得重大經濟效益。權利要求1、一種多階梯環散裝填料，其特徵在於填料兩翼為兩個對稱的連接邊(1)，連接邊(1)為折邊形，連接邊(1)從兩邊聯結第一階梯(23)、第二階梯(24)、第三階梯(25)和第四階梯(26)，第一階梯(23)、第二階梯(24)、第三階梯(25)和第四階梯(26)相互平行，構成四層階梯；所述的第一階梯(23)由外弧(2)的一半、內弧(3)、外弧(4)、內弧(5)、外弧(6)、內弧(7)、外弧(8)的一半組成；所述的第二階梯(24)由過渡外弧(14)、直線段(15)、直線段(17)、過渡外弧(18)組成；所述的第三階梯(25)由過渡外弧(20)、直線段(19)、直線段(21)、過渡外弧(22)組成；所述的第四階梯(26)由外弧(8)的一半、內弧(9)、外弧(10)、內弧(11)、外弧(12)、內弧(13)、外弧(2)組成；第二階梯(24)和第三階梯(25)各伸至填料環的中央部分，第二階梯和第三階梯通過連接片(16)相互聯結，形成X形結構，支撐於環體中央。2、如權利要求1所述的散裝填料，其特徵在於填料直徑D為25—75毫米，填料高度H為10—25毫米。專利摘要本實用新型涉及一種多階梯環散裝填料，屬煉油、石化、化工、輕工以及環保工業的氣液、液液傳質分離設備
技術領域：
。填料兩翼為兩個對稱的連接邊，連接邊為折邊形，連接邊從兩邊聯結相互平行的第一階梯、第二階梯、第三階梯和第四階梯，構成四層階梯。第二階梯和第三階梯各伸至填料環的中央部分，第二階梯和第三階梯通過連接片相互聯結，形成X形結構，支撐於環體中央。本多階梯環散裝填料的優點是裝填時填料趨於水平放置，因此迎風面小，阻力小，通量大；採用中心支撐結構，剛度較好；比表面積大，噴淋點多，液體分散效果好，有利於傳質；易於加工。用於精餾、吸收、萃取等過程，大大提高了精餾塔、吸收塔、洗滌塔和萃取塔的生產能力和傳質效率。文檔編號B01J19/30GK201249120SQ200820109998公開日2009年6月3日申請日期2008年9月5日優先權日2008年9月5日發明者楊東祥,潘國昌申請人:北京澤華化學工程有限公司