专利名称：一种蜂窝舌形规则塔填料的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种蜂窝舌形规整塔填料，属于石油化工分离传质设备技术领域。
背景技术：
填料塔是一种传统的流体接触传质和反应设备，广泛地用于化工、轻工、环保等领域的气(汽)—液、液—液之间的传质过程，如精馏、吸收、萃取等工艺过程。
填料塔一般为一竖直塔体，内部装有若干层塔填料，流体在填料塔中的流动和传质性能很大程度上取决于塔填料的结构。塔填料按其结构可分为颗粒型塔填料和规则型塔填料。颗粒型塔填料是具有一定几何形状和尺寸的颗粒体，可以用散装或整砌的方式充填在塔内，规则型塔填料是由许多具有相同几何形状的塔填料单元组成，以整砌的方式充填在塔内。
中国专利91207863.4，名称为“蜂窝形格栅规则填料萃取塔”的实用新型专利提供了一种填料的结构，如图1所示，其中1和2分别是相邻二层平面上相互平行的第一格栅条和第二格栅条，3和4是插入第一格栅条和第二格栅条之间的第三格栅条和第四格栅条。这样，第一、第二格栅条和第三、第四格栅条形成整体结构。第一与第二格栅条之间、第三与第四格栅条之间的距离为5-20mm，同时在与塔壁接触的每一块格栅条的顶端加工成不同的特殊园弧，使其堆放在塔内时每层塔填料均能与塔壁配合良好。但这种塔填料的空隙率小，对物流的处理能力相对来说还较小。
为此，本申请人曾经提出过一种“蜂窝型格栅规则塔填料”，专利号为93213845.4，其结构如图2所示，在已有的图1所示的格栅条上开以小孔13。这种结构的缺点是格栅条上开设的圆孔减小了传质比表面积，降低了两相的传质效率。
发明内容
本实用新型的目的是提出一种蜂窝舌形规则塔填料，其目的是使该填料具有高通量、低压降、高效率及很强的抗堵塞和抗结焦能力，能满足大处理量和处理脏堵粘稠物系要求。如乙烯装置油洗塔、水洗塔；焦化和催化装置分馏塔、丙烷脱沥青萃取塔；常减压装置减压塔等；同时该填料也适用于处理精馏、吸收和萃取等分离单元操作的其他体系。
本实用新型提出的蜂窝舌形规则塔填料，包括多块第一格栅条、多块第二格栅条、多块第三格栅条和多块第四格栅条，多块第一格栅条平行排列在第一平面上，多块第二格栅条排列在第二平面上，第一平面平行于第二平面，第一平面与第二平面之间的距离为h＝20～100mm，多块第三格栅条排列在第三平面上，多块第四格栅条排列在第四平面上，第三平面平行于第四平面，第三平面和第四平面分别垂直于第一平面和第二平面，第三格栅条和第四格栅条分别插入第一格栅条和第二格栅条之间。格栅条上开有舌片，舌片与格栅条之间的夹角α为30°～70°。
上述填料中，格栅条上的舌片有两排或两排以上，相邻两排的舌片开口方向相反。
上述填料中，格栅条上的开孔率为板面积的5～15％。
本实用新型提出的蜂窝舌形规则塔填料，通过上述优化设计后具有如下特点和优点(1)主体采用立体交错结构，使两相的流动分布更为合理；(2)单板与水平面成一定角度，减小两相的易聚物在填料表面的停留时间，以防止聚合结焦，并且该倾斜结构使液体对沉积在填料表面的脏堵物有自清洗作用；(3)相临两层填料采用90度角交叉安装，加大两相的扰动程度，使其混合接触更加充分，提高传质效率；(4)格栅条上开设的舌片使得各板之间的两相物质交换更加充分，并有效地提高了填料表面的利用率，提高传质效率；(5)各板之间的大板间距(20～100mm)大大提高了两相的通量，降低了两相的流通阻力降；(6)与塔壁接触的单板采用弧线形结构，大大减小了壁流和轴向返混等不良影响，提高了传质效率。
用本实用新型提出的蜂窝舌形规则塔填料装填的填料塔，与常规的规整填料萃取塔相比，传质效率可提高30％以上，传质效率可达到1.5理论级/米板以上；处理量可提高50％以上；而且该填料具有结构简单、制造成本低、机械强度高，安装维修简单等优点。
图1和图2分别是已有的蜂窝型格栅规整填塔填料的结构示意图。
图3是本实用新型提出的蜂窝舌形规则塔填料的结构示意图。
图4是开有单排舌片的格栅条的结构示意图。
图5是图4所示的格栅条的俯视图。
图6是开有两排舌片的格栅条的结构示意图。
图7是图6所示的格栅条的俯视图。
图8是开有三排舌片的格栅条的结构示意图。
图1～图8中，1是第一格栅条，2是第二格栅条，3是第三格栅条，4是第四格栅条，5是格栅条上的小孔，6是格栅条上的舌片。
具体实施方式
本实用新型提出的蜂窝舌形规则塔填料，其结构如图3所示，包括多块第一格栅条1、多块第二格栅条2、多块第三格栅条3和多块第四格栅条4，多块第一格栅条1平行排列在第一平面上，多块第二格栅条2排列在第二平面上，第一平面平行于第二平面，第一平面与第二平面之间的距离为h＝20～100mm。多块第三格栅条3排列在第三平面上，多块第四格栅条4排列在第四平面上，第三平面平行于第四平面，第三平面和第四平面分别垂直于第一平面和第二平面。第三格栅条3和第四格栅条4分别插入第一格栅条1和第二格栅条2之间。格栅条上开有舌片6，舌片与格栅条之间的夹角α为30°～70°，如图4和图5所示。
上述填料中，格栅条上的舌片有两排，如图6和图7所示。也可以有两排以上，如图8所示为3排，相邻两排的舌片开口方向相反。
本实用新型设计的蜂窝舌形规则塔填料，与分离塔塔壁接触的格栅条做成与塔壁相一致的圆弧线形；格栅条之间的间距、开孔率、金属板倾斜角度及舌片形状可根据被分离物系的处理量和物性特点调节。
本实用新型设计的蜂窝舌形规则塔填料，具有高通量、低压降、高效率及很强的抗堵塞和抗结焦能力。该填料结构为在互相平行的格栅条之间按一定距离插入相应的格栅条，插入的格栅条与原来的格栅条垂直，在每一格栅条上都开有舌片，舌片与金属板成一定的角度，相邻两排的舌片开口方向相反。这样，相互垂直的格栅条之间组成整体的立体蜂窝结构，每两片格栅条之间的距离保持h＝20～100mm，同时在与塔壁接触的金属板面和隔板部分做成与塔壁相一致的圆弧线形。这种格栅条组成的单层填料高度为H＝100～300mm，在进行填料组装时相邻两层填料层交错成90度角。
下面介绍本实用新型的实施例实施例一填料的格栅条之间的距离h为60mm，采用的格栅条宽为60mm，空隙率(空隙率是指在一定单位的空间体积中，装入填料后剩余的空间体积所占的百分数)为97.4％，比表面积为36m2/m3，堆积重度约为200Kg/m3。该型号填料主要用于小型塔径的分离塔中(如小于Ф1000～Ф1600mm)。
实施例二填料的格栅条之间的距离h为80mm，采用的格栅条宽为80mm，空隙率为98％，比表面积为30m2/m3，堆积重度约为160Kg/m3。该型号填料主要用于中型塔径的分离塔中(如Ф1600mm～Ф3000mm)。
实施例三填料的格栅条之间的距离h为100mm，采用的格栅条宽为100mm，空隙率为98.6％，比表面积为20m2/m3，堆积重度约为110Kg/m3。该型号填料主要用于大型塔径的分离塔中(如大于Ф3000mm)。
在已有的专利号为91207863.4填料中，格栅条上开设的是圆孔，这种结构在格栅条上冲去了部分体积，因而空隙率与开孔率有关，随着开孔率的增大，空隙率增大。在本实用新型提出的填料中，格栅条上开设的舌片，没有将该部分体积冲压掉，因而开孔率与空隙率无关。
权利要求1.一种蜂窝舌形规则塔填料，包括多块第一格栅条、多块第二格栅条、多块第三格栅条和多块第四格栅条，多块第一格栅条平行排列在第一平面上，多块第二格栅条排列在第二平面上，第一平面平行于第二平面，第一平面与第二平面之间的距离为h＝20～100mm，多块第三格栅条排列在第三平面上，多块第四格栅条排列在第四平面上，第三平面平行于第四平面，第三平面和第四平面分别垂直于第一平面和第二平面，第三格栅条和第四格栅条分别插入第一格栅条和第二格栅条之间，其特征在于格栅条上开有舌片，舌片与格栅条之间的夹角α为30°～70°。
2.如权利要求1所述的填料，其特征在于格栅条上的舌片有两排或两排以上，相邻两排的舌片开口方向相反。
3.如权利要求1所述的填料，其特征在于格栅条上的开孔率为板面积的5-15％。
专利摘要本实用新型涉及一种蜂窝舌形规则塔填料，属于石油化工分离传质设备技术领域。该填料的多块第一格栅条平行排列在第一平面上，多块第二格栅条排列在第二平面上，第一平面与第二平面互相平行，间距为h＝20～100mm，多块第三格栅条排列在第三平面上，多块第四格栅条排列在第四平面上，第三平面平行于第四平面，第三平面和第四平面分别垂直于第一平面和第二平面，第三格栅条和第四格栅条分别插入第一格栅条和第二格栅条之间。格栅条上开有舌片，舌片与格栅条之间的夹角α为30°～70°。本实用新型提出的蜂窝舌形规则塔填料，在格栅条上开设的舌片，使得各板之间的两相物质交换更加充分，并有效地提高了填料表面的利用率，提高了传质效率。
文档编号B01J19/32GK2686717SQ20042004753
公开日2005年3月23日 申请日期2004年4月2日 优先权日2004年4月2日
发明者朱慎林, 钱建兵 申请人:清华大学