CN201431883Y - 波纹规整填料 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了波纹规整填料，它包括呈圆柱型设置的中心填料，在所述的中心填料外圆周上包围有由多个相同圆心的圆弧形规整波纹板构成的呈圆柱型设置的外围填料，所述的中心填料和外围填料半径比为1∶1.01－1∶1000。具有本实用新型特征的规整填料，液体没有向塔壁进行径向扩散的通道，可以非常明显的减少壁流现象发生。
Description
技术领域
本实用新型涉及炼油和化工等领域分离工程的填料技术领域，本实用新型尤其涉及一种波纹规整填料。
背景技术
波纹规整填料由于在几何结构上的对称性，可以提供均匀、规则的气液流通路径，呈现出低压降、大通量和分离效率高等优异的性能，在炼油、化工和环境保护等领域的分离、传质和传热设备中得到了广泛的应用。
美国专利4296050，提出规整波纹填料的基本构形，既将一系列垂直放置、互相平行的波纹直板组成，典型波纹直板的结构如图1-2所示。每个波纹直板上均有锯齿状的波峰和波谷，波纹齿顶角为90度，波峰的高度为h，波距为2b，波峰的倾斜边角为S，波纹方向和垂直方向存在一个倾角，相邻直板波纹板的波纹倾角大小相等、方向相反。
自美国专利4296050开始，众多申请了大量有关波纹填料的专利，主要集中在保持整体结构不变的基础上，在波纹板表面开一些切口或者小孔，以改善流体分布和接触状况，从而促进传质；或者将波纹倾斜方向在填料端改成垂直方向，达到减少阻力，提高通量的目的，或者将横断面为三角形(又称锯齿形)的波峰和波谷改为梯形、顶端为圆弧形的梯形或者类似汉字“入“的不规则形状，期待达到降低压降，减少阻力，同时提高效率。
但是，众多的改良仍然没有解决波纹填料的壁流现象的发生。壁流是影响目前规整填料，特别是规整波纹填料，分离效率最重要的原因。有关研究表明，每有10％的壁流产生，就有5％左右分离效率的下降。因此，以彻底消除壁流，提高规整填料、特别是规整波纹填料的分离效率，有着重要的现实意义和经济效益。
为消除壁流现象，中国专利CN1125673，中国实用新型专利CN2593895，2246534，2661304等提出各种类似结构的防止壁流发生的塔内构件，具有一定的减少壁流的作用，但实际应用中无法最大限度的避免壁流现象的发生。
发明内容
本实用新型的目的在于克服已有技术的不足，提供一种可以大幅度减少壁流现象的发生，提高分离的效率的波纹规整填料。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
波纹规整填料，它包括呈圆柱型设置的中心填料，在所述的中心填料外圆周上包围有由多个相同圆心的圆弧形规整波纹板构成的呈圆柱型设置的外围填料，所述的中心填料和外围填料半径比为1∶1.01-1∶1000。
本实用新型的优点在于：
采用本实用新型结构液体没有向塔壁进行径向扩散的通道，所以，绝大部分液体均在封闭的同心圆柱体空间内流动，即使与塔表面有直接接触的最外层填料，由于其波峰直接接触在的塔壁内侧，流到塔壁的液体也是沿波峰方向流动，仍可以起到一定的气液传质作用。通常情况下，为更好的减少壁流现象的发生，推荐使用防止壁流发生的塔内件。本发明中使用的各种波纹板，可以在波纹表面开一些切口或者小孔，以改善流体分布和接触状况，从而促进传质；或者将波纹倾斜方向在填料端改成垂直方向，达到减少阻力，提高通量的目的，或者将横断面为三角形(又称锯齿形)的波峰和波谷改为梯形、顶端为圆弧形的梯形或者类似汉字“入“的不规则形状，期待达到降低压降，减少阻力，同时提高效率。
总之，具有本实用新型特征的规整填料，液体没有向塔壁进行径向扩散的通道，可以非常明显的减少壁流现象发生。
附图说明
图1是现有的波纹规整填料的结构特征的示意图；
图2是图1所示的填料的横截面的示意图；
图3是本实用新型的波纹规整填料的结构特征的示意图；
图4是图3所示的填料的横截面的示意图；
图5是图4所示的填料的横截面的结构简图；
图6是图5所示的填料的纵截面的结构简图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
如图3-4所示的本实用新型的波纹规整填料，它包括呈圆柱型设置的中心填料A，在所述的中心填料A外圆周上包围有由多个相同圆心的圆弧形规整波纹板构成的呈圆柱型设置的外围填料B，所述的中心填料A和外围填料B半径比为1∶1.01-1∶1000，优选的为1∶1.2-1∶12，进一步优选的为1∶2-1∶8。所述的中心填料为规整波纹板填料或者散堆填料，所述的规整波纹板填料的每个波纹片上有波峰、波谷，各个波纹片竖立放置，波纹方向与竖立方向有一个倾角，相邻波纹片的波纹倾角大小相等，方向相反。所述的外围填料的每个波纹板的所有同侧波峰的连线不是直线，而是具有同心的圆弧线，该圆弧线本身可能就是一个完整的圆周，或者圆周的一部分。所述的外围填料为整体圆柱型结构或者为由多个的圆弧型规整波纹板拼装成的圆柱型结构。所述的波纹片可以采用金属或者塑料制成。所述的中心填料区域的和外围填料区域的比表面积可以相同，也可以不同，优选的中心填料区域比表面积大于外围填料区域比表面积，这样外围填料B区域的气相阻力会有所降低，有利于气相浓度分布更均匀。为了更好的减少壁流现象的发生，优选的可以在每层规整填料上可选择使用各种防止壁流发生的塔内构件。
下面结合具体的实施例来进一步说明采用采用本实用新型结构的效果。
实施例1
将中心填料A和外围填料B，分为两个同心圆构造，同心内圆区域A为普通的规整板波纹填料，在同心内圆和外圆的内部区域B，则为多个以O点为圆心的弯曲的圆弧形规整波纹填料构成，每个波纹片上有波峰、波谷，各个波纹片竖立放置，波纹方向与竖立方向有一个倾角，相邻波纹片的波纹倾角大小相等，方向相反；A.B区域填料的比表面积相同；主要结构参数如下：
| 序号 | RA∶RB半径比 | 波纹倾角 | 波纹齿顶角 | 波纹峰高 | 波纹峰距 | S |
| 度 | 度 | 毫米 | 毫米 | 毫米 | ||
| 1 | 1∶3 | 45 | 90 | 7 | 25 | 14.3 |
| 2 | 1∶5 | 45 | 90 | 5 | 9 | 6.7 |
| 3 | 1∶5 | 45 | 90 | 3 | 7 | 4.6 |
实施例2
将中心填料A和外围填料B，分为两个同心圆构造，同心内圆区域A为普通的散堆填料鞍形环，其比表面积为300(平方米/立方米)，外围填料B外围填料B比表面积为500(平方米/立方米)；在同心内圆和外圆的内部区域B，则为多个以D点为圆心的弯曲的圆弧形规整波纹填料构成，每个波纹片上有波峰、波谷，各个波纹片竖立放置，波纹方向与竖立方向有一个倾角，相邻波纹片的波纹倾角大小相等，方向相反；主要结构参数如下：
| 序号 | RA∶RB半径比 | 波纹倾角 | 波纹齿顶角 | 波纹峰高 | 波纹峰距 | S |
| 度 | 度 | 毫米 | 毫米 | 毫米 | ||
| 4 | 1∶3 | 45 | 90 | 7 | 25 | 14.3 |
针对上述四种填料，在直径为800毫米填料高度为1500毫米的填料塔中，进行了壁流倾向测试，和普通填料相比，壁流率从8.4％降为0.3％并且在直径为100毫米填料高度为1000毫米的填料塔中，以乙醇——水为体系进行的测试，和普通填料相比，分离效益提高了3.9％左右。
Claims (10)
1.波纹规整填料，它包括圆柱型中心填料，其特征在于：在所述的中心填料外圆周上包围有由多个相同圆心的圆弧形规整波纹板构成的圆柱型外围填料，所述的中心填料和外围填料半径比为1∶1.01-1∶000。
2.根据权利要求1所述的波纹规整填料，其特征在于：所述的中心填料为规整波纹板填料或者散堆填料。
3.根据权利要求1或2所述的波纹规整填料，其特征在于：所述的规整波纹板填料的每个波纹片上有波峰、波谷，各个波纹片竖立放置，波纹方向与竖立方向有一个倾角，相邻波纹片的波纹倾角大小相等，方向相反。
4.根据权利要求1所述的波纹规整填料，其特征在于：所述的外围填料的每个波纹板的所有同侧波峰连线所形成的同心圆弧线本身是一个完整的圆周或者是所述的完整的圆周的一部分。
5.根据权利要求1所述的波纹规整填料，其特征在于：所述的中心填料和外围填料半径比为1∶1.2-1∶12。
6.根据权利要求5所述的波纹规整填料，其特征在于：所述的中心填料和外围填料半径比为1∶2-1∶8。
7.根据权利要求1所述的波纹规整填料，其特征在于：所述的中心填料区域的比表面积大于外围填料区域的比表面积。
8.根据权利要求1所述的波纹规整填料，其特征在于：在所述的外围填料的每层规整波纹板上设置有塔内构件。
9.根据权利要求2所述的波纹规整填料，其特征在于：所述的中心填料的每层规整波纹板上设置有塔内构件。
10.根据权利要求1所述的波纹规整填料，其特征在于：所述的外围填料为整体圆柱型结构或者为由多个的圆弧型规整波纹板拼装成的圆柱型结构。
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