专利名称：新型填料塔的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种化工生产中的设备，具体涉及化工生产中的气液传 质，如气体吸收或液体精馏用的填料塔。属于化工设备技术领域。
背景技术：
填料塔是气液传质过程的常用设备。塔内气液两相的流动行为、液体的分 布情况对填料塔的分离效率、生产能力具有重要影响。目前化工生产屮运用的 填料塔存在如下缺点(1)填料本身无法有效克服壁流效应，每隔-- 定高度 需加装一个液体再分布装置，以杜绝填料表面出现千壁现象，但加装液休再分
布装置降低了填料塔的空间利用率；(2)而且即使填料表面未形成干壁，由 于壁流现象等原因，液体沿填料表面向下流动的分布是不均匀的，也会对吸收 过程产生较大的影响；(3)填料都未能对气体流动进行有效的引导。液体分 布不均匀乃至出现干壁现象、上升气体对液膜搅动力度不够等，都将影响气液 两相的接触，降低传质分离效率和生产能力。
实用新型内容
本实用新型的目的是通过对传统填料塔内气液两相流动行为的研究，从另 一个新的角度，用一个新的理念对填料塔进行优化，强化气液两相的接触，以 提高填料塔的传质分离效率和生产能力。
为实现上述目的，本实用新型是采取以下的技术方案来实现的 一种新型填料塔，包括塔体、气体进口、气体出口、液体进口、液体出 口、填料和填料支撑装置，所述的液体出口设在塔体的下端，所述的液体进口
设在塔体的上端，填料安装在塔体内，下部用填料支撑装置支撑；其特征在于
还包括液体分布板和液体引导管，所述的填料为规整填料，由两个或两个以上 的空心柱体排列组合在--起构成，安装在塔体内的填料支撑装置上，在规整填
料的各空心柱体之间及规整填料和塔体壁之间加塞填充物使之无缝隙；所述的 液体分布板为一直径略小于塔体内径的圆板，水平安装在塔体内规整填料的.匕 方，在圆板上开有直径相同、数量等于规整填料上空心柱体数量的小孔，每个小孔的下方连接液体引导管，所述的液体引导管通至规整填料的各空心柱体 内，各液体引导管直径相等、长度相等；所述的气体进口设在塔体内填料支撑 装置的下方，所述的气体出口设在规整填料和液体分布板之间；填料支撑装置 同时支撑填料和气体导流板。
前述的新型填料塔，其特征在于所述的空心柱体，其横截面形状为圆形、 正六边形、正三角形、四边形或其它形状。
前述的新型填料塔，其特征在于还包括气体导流板，所述的气体导流板由 一长方形板平整地旋转扭曲制成，其横断面为一直线，安装在规整填料的每个 空心柱体内，高度略小于空心柱体的高度，下部支撑在填料支撑装置匕上部 由液体引导管压住。
前述的新型填料塔，其特征在于所述的气体导流板由塑料薄板制成。
前述的新型填料塔，其特征在于所述的气体导流板的侧边设有多个凸出点。
前述的新型填料塔，其特征在于还包括液位自动控制装置，安装在液体分 布板上侧的塔体上，所述的液位自动控制装置由液位测量装置、自动进气阀和
自动出气阀构成，通过控制液体分布板上方的压力来保持液体分布板h的液位恒定。
本实用新型的优点是规整填料由两个或两个以上空心柱体构成，这样在 填料塔内形成了两个或两个以上相互独立的小填料塔，各小填料塔内的气体、 液体互不混合。通过液位自动控制装置、液体分布板和液体引导管保证液体顺 利地、流量完全一致地流入各小填料塔，彻底消除液体分布不均匀对吸收过程 的影响，液体引导管同时起固定各空心柱体中气体导流板的作用；各空心柱体
间及规整填料与塔壁间无缝隙，杜绝气体和液体流过；气体导流板引导气体在 各小填料塔内高速旋转流动，提高了气体的流速，增强了气体对液膜的搅动作 用，促进了液相表面的更新，提高了气液传质速率；气体导流板侧边留有的多 个凸出点，防止其紧贴空心柱体内侧，不影响液体沿空心柱体内壁向F的流动 分布；液位自动控制装置根据液体分布板上液面的高低调整压力，保证液体顺 利流入填料的各空心柱体内。通过上述措施可以在较大程皮上加快气液传质速 率，提高填料塔的生产能力和分离效率本实用新型能彻底消除填料塔内液体分布的不均匀，大大提高上升气流的 速度，增强了对液膜的搅动作用，促进了液相表面的更新，可以在较大程度上 加快气液传质速率，提高填料塔的生产能力和分离效率。
图1是本实用新型的填料塔的结构示意图； 图2是规整填料的横截面示意图； 图3是气体导流板的结构示意图。 图中主要符号说明-
1、气体进口 2、塔体 3、气体出口 4、液体引导管
5、液体分布板 6、液体进口 7、液位自动控制装置
8、规整填料 9、填料支撑装置 10、液体出口 il、气体导流板
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型具体介绍如下
图1为本实用新型的填料塔的结构示意图，图2是规整填料的横截面示意
图，图3是气体导流板的结构示意图。
如图所示，本实用新型的新型填料塔包括塔体2、气体出口3、气体进口 1、液体出口IO、液体进口6、规整填料8、液体引导管4、液体分布板5、气 体导流板11、液位自动控制装置7和填料支撑装置9。
液体出口 10设在塔体2的下端，液体进口 6设在塔体2的上端，规整填 料8由两个或两个以上的空心柱体排列组合在---起构成，空心柱体的横截面可 以是圆形、正六边形、正三角形、四边形或其它形状。规整填料8安装在塔体 2内的填料支撑装置9上，在规整填料8的各空心柱体之间及规整填料8和塔 体2的内壁之间加塞填充物，使之无缝隙。液体分布板5为一直径略小于塔体 2内径的圆板，水平安装在塔体2内规整填料8的上方，在圆板上开有直径相 同、数量等于规整填料8上空心柱体数量的小孔，每个小孔的F方连接液体引 导管4，液体引导管4通至规整填料8的各空心柱体内，各液体引导管4直径 相等、长度相等。气体进口 1设在塔体2内填料支撑装置9的下方，气体出口 3设在规整填料8和液体分布板5之间。为了增强气体在空心柱体中的流速及对液膜的搅动作用，提高传质速率， 在每个空心柱体中安装一个气体导流板11。气体导流板11由 个长方形板经 平整地旋转扭曲制成，其横断面都为一直线，高度略小于空心柱体的高度，下 部支撑在填料支撑装置9上，上部由液体引导管4压住，进行定位。气体在气 体导流板ll的引导下，在空心柱体内高速旋转流动，提高气体流速，并增强 了对液膜的搅动作用，促进了液相表面的更新。
为了防止气体导流板11紧贴在规整填料8的空心柱体内侧，影响液体沿 空心柱体内壁向下的流动分布，在气体导流板11的侧边设有多个凸出点，使 气体导流板11与空心柱体内壁始终保持一定的间隙。气体导流板11可以采用 塑料薄板或其它材料制成。
在本实用新型中还设有液位自动控制装置7，安装在液体分布板5上侧的 塔体2上，包括液位测量装置、自动进气阀和自动出气阀，根据液体分布板8 上液面的高低调整压力，保证液体顺利流入规整填料8的各空心柱体内。
液体自液体进口 6进入塔体2内的液体分布板5上方，在液体分布板5、 液体引导管4和液位自动控制装置7的引导、控制下，流量完全均匀地、顺利 地进入规整填料8的各空心柱体内，沿空心柱体内壁向下流动，在塔底汇集后 从液体出口 10流出塔体2。气体通过气体进口 1进入塔体2，在气体导流板ll 引导下从规整填料8的各空心柱体内高速旋转向上流动，完成气液两相的传 热、传质，从规整填料8和液体分布板5之间的气体出口 3离开塔体2，填料 支撑装置9同时支撑规整填料8和气体导流板11。
本实用新型主要的技术特点是
规整填料8构成了两个或两个以上横截面为圆形、正六边形、正三角形、 四边形或其它形状的小填料塔；液体分布板5通过液体引导管4直接将液体完 全均匀地引至各小填料塔中，液体引导管4同时起固定各空心柱体中气体导流 板11的作用；液位自动控制装置7控制液体分布板6上方的液位恒定；在规 整填料8各空心柱体内加装了气体导流板11。
此填料塔的特征在于1、 这种结构的填料塔由两个或两个以上相互独立的小填料塔构成，各小 填料塔内的气体、液体互不混合，液体流量完全一致，彻底消除液体分布不均 匀对吸收过程的影响。
2、 在规整填料各空心柱体内加装的气体导流板，大大提高r上升气流的
速度，增强了对液膜的搅动作用，促进了液相表面的更新，可以在较大程度上 加快气液传质速率，提高填料塔的生产能力和分离效率。
3、 液位自动控制装置通过调整液体分布板上方的压力来维持液体分布板 上液面的恒定，保证液体顺利流入规整填料的各空心柱体内。
4、 这种结构的填料塔内，无论填料层有多高，均不需加装液体再分布装 置。提高了填料塔的空间利用率。
实施例一
在安装不锈钢丝网波纹填料的填料吸收塔内，用纯水吸收空气、氨混合气
体中的氨，操作液气比为1.8 (摩尔比)，入口混合气体中含氨2.5% (体积 %)，测得吸收率为92.6%。改用本实用新型的填料塔，即在塔内改装半径为 1.0厘米的圆形空心柱体为规整填料，每一个圆形空心柱体内加装经旋转扭曲 的塑料薄板制成气体导流板，规整填料上方装入液体分布板、液体引导管后， 在其它条件不变的情况下，测得吸收率提高至95.8%。另外，在上面两种情况 下，试验装置的最大处理能力后者比前者提高了 13%。
实施例二
在安装不锈钢丝网e环的填料吸收塔内，用纯水吸收空气、丙酮混合气体
中的丙酮，操作温度为293K，操作压强为101.3kPa，入口混合气体屮含丙酮3 % (体积％)日寸，测得试验装置的吸收率为91%。改用本实用新型的填料塔， 即在塔内改装半径为l.O厘米的圆形空心柱体为规整填料，每一个圆形空心柱 体内加装经旋转扭曲的塑料薄板制成气体导流板，规整填料上方装入液体分布 板、液体引导管后，在其它条件不变的情况下，测得试验装置的吸收率提高至 94.9%。另外，在上面两种情况下，实验装置的最大处理能力后者比前者提高 了 11%。
上述实施例不以任何形式限定本实用新型，凡采取等同替换或等效变换的 形式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1、一种新型填料塔，包括塔体、气体进口、气体出口、液体进口、液体出口、填料和填料支撑装置，所述的液体出口设在塔体的下端，所述的液体进口设在塔体的上端，填料安装在塔体内，下部用填料支撑装置支撑；其特征在于还包括液体分布板和液体引导管，所述的填料为规整填料，由两个或两个以上的空心柱体排列组合在一起构成，安装在塔体内的填料支撑装置上，在规整填料的各空心柱体之间及规整填料和塔体壁之间加塞填充物使之无缝隙；所述的液体分布板为一直径略小于塔体内径的圆板，水平安装在塔体内规整填料的上方，在圆板上开有直径相同、数量等于规整填料上空心柱体数量的小孔，每个小孔的下方连接液体引导管，所述的液体引导管通至规整填料的各空心柱体内，各液体引导管直径相等、长度相等；所述的气体进口设在塔体内填料支撑装置的下方，所述的气体出口设在规整填料和液体分布板之间。
2、 根据权利要求1所述的新型填料塔，其特征在于所述的空心柱体，其 横截面形状为圆形、正六边形、正三角形或四边形。
3、 根据权利要求1所述的新型填料塔，其特征在于还包括气体导流板， 所述的气体导流板由一长方形板平整地旋转扭曲制成，其横断面为一直线，安 装在规整填料的每个空心柱体内，高度略小于空心柱体的高度，下部支撑在填 料支撑装置上，上部由液体引导管压住。
4、 根据权利要求3所述的新型填料塔，其特征在于所述的气体导流板由塑料薄板制成。
5、 根据权利要求3所述的新型填料塔，其特征在于所述的气体导流板的侧边设有多个凸出点。
6、 根据权利要求l所述的新型填料塔，其特征在于还包括液位自动控制 装置，安装在液体分布板上侧的塔体上，所述的液位自动控制装置由液位测量 装置、自动进气阀和自动出气阀构成。
专利摘要本实用新型公开了一种新型填料塔，规整填料由两个或两个以上空心柱体结合在一起构成，空心柱体横截面为圆形、正六边形或其它形状；液体分布板上开有小孔，小孔下连接液体引导管，液体引导管通至填料的各空心柱体中，液体分布板水平安装在塔体内规整填料的上方；气体导流板由一长方形板旋转扭曲制成，侧边留有多个凸出点，气体导流板安装于规整填料的空心柱体内，高度略小于空心柱体的高度；气体出口位于规整填料和液体分布板之间。本实用新型能彻底消除填料塔内液体分布的不均匀，大大提高上升气流的速度，增强了对液膜的搅动作用，促进了液相表面的更新，可以在较大程度上加快气液传质速率，提高填料塔的生产能力和分离效率。
文档编号B01D3/14GK201384864SQ200920037478
公开日2010年1月20日 申请日期2009年2月13日 优先权日2009年2月13日
发明者季锦林, 汤立新 申请人:南京化工职业技术学院