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，填料主體為筒狀結構，筒狀結構的周壁上開設有通孔；筋片，筋片設置在筒狀結構的內部，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。本實用新型的技術方案有效地解決了現有技術中的填料的傳質效率低的問題。
【專利說明】
填料及具有其的填料塔
技術領域
[0001]本實用新型涉及化工技術領域，具體而言，涉及一種填料及具有其的填料塔。
【背景技術】
[0002]填料塔是一種重要的傳質分離設備，廣泛用于化工、煉油、石油化工、醫藥等領域中的蒸餾、吸收、汽提等傳質分離過程。
[0003]填料的結構和性能對填料塔的處理能力、產品質量及技術經濟指標具有重要影響，它是一種量大面廣的產品，具有重大的經濟效益和社會效益，因而各國對新型填料進行了大量的開發研究，先后開發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上廣泛應用的為金屬階梯環和金屬環矩鞍。階梯環填料是70年代由英國傳質公司(Mass Transfer Ltd.)開發出的一種開孔環型填料，國外稱為Cascad Min1-Ring(簡稱CMR)，是對鮑爾環填料的重要改進。由于階梯環填料的高徑比較小(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，有利于傳質效率的提高。因而，與同規格尺寸的鮑爾環相比，階梯環的通量較大，壓降較小，傳質效率較高。金屬環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)，這種填料開發成功，立即引起各國同行的極大關注。環矩鞍屬于矩鞍型填料，由于環矩鞍更為開放，具有通量大、壓降小的特點；由于床層內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，具有較高的傳質效率。因而，金屬階梯環和金屬環矩鞍具有突出的優點，在工業上獲得了廣泛應用。
[0005]散堆填料有各種不同的規格尺寸，實驗研究和工業應用表明，大尺寸的填料通量大、壓降小，但傳質效率低;小尺寸的填料壓降大、通量小，但傳質效率高。因此，我們將較大尺寸的階梯環與幾個較小尺寸的環矩鞍復合，開發研究了 SHH復合填料。
【實用新型內容】
[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，以解決現有技術中的填料的傳質效率低的問題。
[0007]為了實現上述目的，根據本實用新型的一個方面，提供了一種填料，包括:填料主體，填料主體為筒狀結構，筒狀結構的周壁上開設有通孔;筋片，筋片設置在筒狀結構的內部，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。
[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，多個通孔沿筒狀結構的軸向方向布置。
[0010]進一步地，多個通孔沿筒狀結構的周向方向布置。
[0011]進一步地，筋片主體為弧形，筋片主體的凹面朝向外側。
[0012]進一步地，第二舌片為弧形，第二舌片的凹面朝向外側。
[0013]進一步地，第一舌片為弧形，第一舌片的凹面朝向外側。
[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構的內壁之間圍成第一內腔，多個筋片的各筋片主體的內壁與筒狀結構的內壁圍成第二內腔，其中，第一內腔的沿筒狀結構的軸向方向的投影面積大于第二內腔的沿筒狀結構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，填料為一體成型結構，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]根據本實用新型的另一方面，提供了一種填料塔，包括塔體和設置在塔體內部的填料，填料為上述的填料。
[0018]應用本實用新型的技術方案，填料主體內設置筋片，筋片在填料主體形成的筒狀結構內又分為筋片主體、第一舌片和第二舌片。第一舌片和第二舌片分設在筋片主體的兩側。上述結構擴大了填料的接觸面積，使得物料在填料中的傳質效率有了很大的提高。本實用新型的技術方案有效地提高了填料的傳質效率。
【附圖說明】
[0019]構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，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0020]圖1示出了根據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合實施例來詳細說明本實用新型。
[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為筒狀結構，筒狀結構的周壁上開設有通孔。筋片20設置在筒狀結構的內部，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。
[0026]應用本實施例的技術方案，填料主體10內設置筋片20，筋片20在填料主體10形成的筒狀結構內又分為筋片主體21、第一舌片22和第二舌片23。第一舌片22和第二舌片23分設在筋片主體21的兩側。上述結構擴大了填料的接觸面積，使得物料在填料中的傳質效率有了很大的提尚。本實施例的技術方案有效地提尚了填料的傳質效率。
[0027]如圖1和圖2所示，在本實施例的技術方案中，通孔為多個，筋片20為與通孔一一配合的多個。上述結構充分利用了填料的空間，盡量多的設置了多個筋片20，這樣更有利于提高填料的傳質效率。具體地，多個通孔沿筒狀結構的軸向方向布置。多個通孔沿筒狀結構的周向方向布置。這樣的結構使得筋片20的布置更加合理，即在盡量小的空間內盡量多的布置筋片，這樣有利于擴大填料的傳質效率，使得結構緊湊。
[0028]如圖1所示，在本實施例的技術方案中，筋片主體21為弧形，筋片主體21的凹面朝向外側。上述結構一方面擴大了筋片主體21的傳質效率，另一方面使得筋片主體21在受到外力時不易發生變形。具體地，筋片主體21的布置為均勻布置。這樣的結構使得傳質更加均勻，傳質效率更高。
[0029]如圖1所示，在本實施例的技術方案中，第二舌片23為弧形，第二舌片23的凹面朝向外側。第二舌片23的上述結構更好的與筋片主體21相配合，上述結構使得筋片20在填料主體內的布置更加合理，結構更加緊湊，傳質效率更高。
[0030]如圖1所示，在本實施例的技術方案中，第一舌片22為弧形，第一舌片22的凹面朝向外側。這樣，第一舌片22的結構與筋片主體21相配合，上述結構進一步地使得筋片20在填料主體內的布置更加合理，結構更加緊湊，傳質效率更高。
[0031]如圖1和圖2所示，在本實施例的技術方案中，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。上述結構使得填料在堆放在塔內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，這樣的結構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效率高的優點。本方案在化工生產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，在本實施例的技術方案中，多個筋片20的各筋片主體21的外壁與筒狀結構的內壁之間圍成第一內腔，多個筋片20的各筋片主體21的內壁與筒狀結構的內壁圍成第二內腔，其中，第一內腔的沿筒狀結構的軸向方向的投影面積大于第二內腔的沿筒狀結構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。上述結構使得在筒狀結構內空間大的位置設置的第二舌片23較長，空間小的位置設置的第一舌片22的長度較短，這樣的結構進一步的提高了填料主體內部空間的利用率。
[0033]在本實施例中(圖中未示出的)，填料為一體成型結構，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，現將填料做成一個整體結構，填料主體10的一側沖制成圓錐臺筒體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的同一側的金屬片。筋片20恢復至填料主體位置時能夠構成周向封閉的筒狀結構。上述結構加工容易、節省成本。
[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置在塔體內部的填料。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、傳質效率高的優點。
[0035]本實施例的填料為階梯環填料和環矩鞍填料復合而成。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需要設定，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與填料壁所圍區域的內部；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與填料壁所圍區域的外部。
[0036]本實施例所說的填料具有如下顯著優點:
[0037]1、本實施例的填料與相同尺寸的階梯環相比，環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壁上向內沖出幾個較小尺寸的環矩鞍，充分利用了環內空間，并強化了環內的氣液接觸，使傳質效率明顯提高。
[0039]3、本實施例的填料與相同規格的金屬環矩鞍相比，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的金屬環矩鞍，比表面a = 74.9m2/m3，Dg50的SHH復合填料，比表面a = 129m2/m3)，并且，本實施例的填料強化了環內的傳質過程。因而，本填料的傳質效率明顯提尚。
[0040]4、本實施例填料與相同尺寸的階梯環相比，壓降減少了約25%，通量提高了 10?25%，傳質效率約提高了 10?25%;與相同規格的金屬環矩鞍相比，壓降和通量基本相當，但傳質效率約提高了 10?25%。
[0041]因此，本實用新型所說的SHH復合填料，其操作性能明顯優于相應規格尺寸的階梯環和環矩鞍填料，在工業上推廣應用，可獲得明顯的經濟效益。
[0042]以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，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，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種填料，其特征在于，包括: 填料主體(10)，所述填料主體(10)為筒狀結構，所述筒狀結構的周壁上開設有通孔；筋片(20)，所述筋片(20)設置在所述筒狀結構的內部，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。2.根據權利要求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.根據權利要求2所述的填料，其特征在于，所述多個通孔沿所述筒狀結構的軸向方向布置。4.根據權利要求2所述的填料，其特征在于，所述多個通孔沿所述筒狀結構的周向方向布置。5.根據權利要求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。6.根據權利要求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。7.根據權利要求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。8.根據權利要求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.根據權利要求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構的內壁之間圍成第一內腔，所述多個筋片(20)的各所述筋片主體(21)的內壁與所述筒狀結構的內壁圍成第二內腔，其中，所述第一內腔的沿所述筒狀結構的軸向方向的投影面積大于所述第二內腔的沿所述筒狀結構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.根據權利要求1所述的填料，其特征在于，所述填料為一體成型結構，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，包括塔體和設置在所述塔體內部的填料，其特征在于，所述填料為權利要求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