導向格柵規整填料的制作方法
【專利摘要】本發明公開了導向格柵規整填料，該規整填料由多排格柵條組I以及多排在垂直方向對稱于格柵條組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平行排列的格柵條組成，每塊格柵條上沖壓有導向孔，且相互平行的格柵條上的導向孔開口方向一致，相鄰的格柵條上的導向孔開口方向在垂直方向上對稱。本發明的優點是：與現有的規整填料相比，本發明的規整填料在傳質效率相當的情況下，處理通量提高50％以上，理論級當量高度達0.7m以上，具有很強的抗結焦和堵塞能力，而且加工制作方便，機械強度高，安裝維修簡單。
【專利說明】導向格柵規整填料
【技術領域】
[0001]本發明屬于化工傳質分離及反應【技術領域】，具體涉及導向格柵規整填料。
【背景技術】
[0002]填料塔是石油、化工、制藥、輕工、環保等領域常見的流體接觸傳質和反應設備，廣泛應用于萃取、精餾、吸收等工藝過程。塔填料分為散堆填料和規整填料兩大類，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，規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。
[0003]中國專利200420047531.8公開了一種蜂窩舌形規則塔填料，如圖1和圖2所示，由多塊格柵條1’ -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0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，使其堆放于塔內時能與塔壁配合良好。
[0004]該專利中，舌片5’雖然可以有效促進填料間流體的物質交換，并能促進液滴的破碎，有利于提聞傳質效率，且開孔率越聞，越有利于提聞傳質效率。但與此同時，由于舌片5’在塔內為水平方向或者接近水平方向，流體流至舌片5’處時部分被擋住，只能流至舌片5’的周邊，再做往下或往上的垂直流動，也即舌片5’的結構對塔內向上下流動的兩相產生了較大的阻礙作用，并且開孔率越高，這種阻礙越大，進而減小了通量，也就是說，該種填料在有效提高傳質效率的同時，犧牲了通量。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是提供具有較高的通量，同時還具有較高的傳質效率以及很強的抗結焦和堵塞能力的導向格柵規整填料。
[0006]為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是:
導向格柵規整填料，該規整填料由多排格柵條組I以及多排在垂直方向對稱于格柵條組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，每排格柵條組I或格柵條組II由多塊在同一平面內平行排列的格柵條組成，每塊格柵條上沖壓有導向孔，且相互平行的格柵條上的導向孔開口方向一致，相鄰的格柵條上的導向孔開口方向在垂直方向上對稱。
[0007]進一步的，相互平行的格柵條上的導向孔對應或交錯排列。
[0008]進一步的，每塊格柵條上的導向孔為至少兩排。
[0009]進一步的，導向孔的開孔面為圓形、方形或梯形。
[0010]進一步的，每塊格柵條上的導向孔的開孔率為5-40%。
[0011]本發明的優點是:與現有的規整填料相比，本發明的規整填料在傳質效率相當的情況下，處理通量提高50%以上，理論級當量高度達0.70以上，具有很強的抗結焦和堵塞能力，而且加工制作方便，機械強度高，安裝維修簡單。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細描述。
[0013]圖1是現有技術的結構示意圖；
圖2是現有技術中開有單排舌片的格柵條的結構示意圖；
圖3是本發明的結構示意圖；
圖4是本發明中導向孔在不同格柵條上的排列示意圖；
圖5是本發明中單塊格柵條的俯視結構示意圖；
圖6是本發明中單塊格柵條的側視結構示意圖；
圖7是本發明中導向孔不同形狀開孔面的結構示意圖；
圖8是本發明用于煤油-水體系時液泛通量與流速比的關系圖；
圖9是本發明用于30%18？(煤油)-醋酸-水體系時液泛通量與流速比的關系圖；
圖10是本發明用于30%18？(煤油)-醋酸-水體系時理論級當量高度與流速比的關系圖；
圖11是本發明用于富氧水-空氣體系時傳質單元高度與流速比的關系圖。
[0014]其中，1、格柵條組1，2、格柵條組11，3、格柵條，4、導向孔，卜、相互平行的格柵條之間的距離。
[0015]【具體實施方式】:
如圖3至圖6所示，導向格柵規整填料，該規整填料由多排格柵條組II以及多排在垂直方向對稱于格柵條組II的格柵條組112拼裝而成，并以整砌的方式填充在填料塔內，每排格柵條組11或格柵條組112由多塊在同一平面內平行排列的格柵條3組成，每塊格柵條3上沖壓有一排或以上的導向孔4，且相互平行的格柵條3上的導向孔4開口方向一致，相鄰的格柵條3上的導向孔4開口方向在垂直方向上對稱，相互平行的格柵條3上的導向孔4交錯排列，也可以是相對應設置，每塊格柵條3上的導向孔4的開孔率為5-40%。
[0016]如圖7所示，導向孔4的開孔面為可以為圓形，也可以為方形或梯形，且導向孔4的開孔面與格柵條3分離，其余面仍與格柵條3相連，對流體的垂直流動影響不大，因此，上述規整填料的導向孔4既可對流體分散相進行切割，提高流體在塔內的有效流通截面積，同時又不阻礙流體在垂直方向的流動，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效率。
[0017]采用上述規整填料，并將開孔率設為21%、相互平行的格柵條3之間的距離1！設為20臟、空隙率設為94.8%，分別用于煤油-水體系、30%18？(煤油)-醋酸-水體系以及富氧水-空氣體系時的測試結果如下:
如圖8所示，該規整填料在煤油-水體系進行萃取水力學測試，其液泛通量相對較大，當流速比為1:1時，液泛通量為109！113?2 ? 1！；當流速比達到1:5時，液泛通量達到150 ^3/
III2 # 11 ；
如圖9和圖10所示，該規整填料在30%18？(煤油)-醋酸-水體系進行萃取性能測試，當流速比為1:1時，液泛通量為112 乂/!:!2 4 ；當流速比達到1:5時，液泛通量達到146 ^3/III2 #卜；理論級當量高度隨流速比增加而減小，最小達到0.7111，具有較高的傳質效率；
如圖11所示，該規整填料在富氧水-空氣體系進行氧氣解吸測試，以水為連續相，空氣為分散相，在填料塔內并流流動，傳質單元高度隨流速比的增加現有一定的下降，而后上升，總體保持在0.2-0.25%傳質效率較高。由于沒有液泛問題，故不存在液泛通量隨流速比變化的關系圖。該規整填料可用于氣液傳質，如雙氧水生產中的氧化塔等體系。
【權利要求】
1.導向格柵規整填料，該規整填料由多排格柵條組I以及多排在垂直方向對稱于格柵條組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，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平行排列的格柵條組成，每塊所述格柵條上沖壓有導向孔，且相互平行的所述格柵條上的導向孔開口方向一致，相鄰的所述格柵條上的導向孔開口方向在垂直方向上對稱。
2.根據權利要求1所述的導向格柵規整填料，其特征在于:相互平行的所述格柵條上的導向孔對應或交錯排列。
3.根據權利要求1所述的導向格柵規整填料，其特征在于:每塊所述格柵條上的導向孔為至少兩排。
4.根據權利要求1所述的導向格柵規整填料，其特征在于:所述導向孔的開孔面為圓形、方形或梯形。
5.根據權利要求1所述的導向格柵規整填料，其特征在于:每塊所述格柵條上的導向孔的開孔率為5-40%。
【文檔編號】B01J19/32GK104289172SQ201410543326
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月15日 優先權日:2014年10月15日
【發明者】王玉軍, 蔡衛濱, 楊蘊輝, 施龍生, 朱慎林 申請人:清華大學, 啟東市巨龍石油化工裝備有限公司