带有倾角的不对称双环泡沫散堆填料的制作方法

本发明涉及一种新型散堆填料，适用于炼油、石化、化工、环保、医药等领域中的精馏、吸收、萃取等过程，是气液传质传热的重要设备，具有高效、高通量、制作简单、成本低等优点。

背景技术：

填料塔是一种重要的化工分离设备，广泛应用于炼油、石化、化工、环保、医药领域的精馏、吸收、萃取等传质分离过程。填料是填料塔的核心构件，它提供了气液两相接触传质与换热的表面，与塔内件一起决定了填料塔的性能。目前，填料的开发与应用是沿着散堆填料与规整填料两个方向进行。虽然散堆填料的综合性能不及规整填料，但其投资省，装卸简易，对塔内件制作、安装的要求低，因而散堆填料十分广泛地应用于工业分离过程。

工业上广泛应用的散堆填料可分为实体填料和丝网填料，丝网填料由金属丝制成，比表面积大，传质性能和流体力学性能好，但成本高容易堵易腐。实体填料有鲍尔环、阶梯环、矩鞍环、扁环等，可以采用金属、塑料、陶瓷材质，它们具有通量大、压降低等优点，陶瓷材质的填料还可以耐酸耐热耐腐蚀，但实体填料传质效率相对较低。不同的散堆填料适用的分离过程不同，近年开发的代表性散堆填料有impac填料、超级扁环填料、双鞍环填料等等，开发趋势是逐渐向自规整化、增大空隙率和减少压降、增大比表面积、改善润湿性能发展。中国专利cn1676209a公开了一种泡沫陶瓷环形填料，采用具有三维多孔网状结构的泡沫陶瓷为材质加工圆环体散堆填料，兼备环状填料和丝网填料优点，但该填料结构简单，套叠堆积和传质死区不可避免，传质效率提高有限。

为了满足近代炼油和石油化学工业对塔填料的要求，本发明提出的一种带有倾角的不对称双环泡沫散堆填料，是一种新型设计理念的散堆填料。具有更大的比表面积，更高的高径比，不容易套叠堆积，改善液体流动，降低了压降，增加了气液接触面积，促进了传热传质的效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种带有倾角的不对称双环泡沫散堆填料，与传统散堆填料相比，采用三维多孔泡沫结构材质，带一定倾角的独特环结构，具有更高的高径比，改善了液体流动，抑制轴向返混，提高了传质效率，降低了压降。

本发明采取的技术方案是：

一种带有倾角的不对称双环泡沫散堆填料，包括两个左右对称且相切的填料环组成，相切位置的侧壁为上下相连一体制出，两个左右对称的填料环的半环相向半环一体制出；所述两个填料环一体烧结而成。

而且，所述填料材质为陶瓷、泡沫碳、碳化硅、聚酯。

而且，所述填料烧结后填料的孔隙体积分数10％-90％，孔径0.1-5mm。

而且，填料反向弯曲的环形可以为圆环形、规则或不规则多边形，如圆形、椭圆形、三角形、四边形、五边形等。

而且，填料高度为3-50mm，宽度为5-100mm，长度为10-200mm，环形厚度为0.5mm-20mm。

而且，在填料环的宽度和长度排列增加2-4个的矩形舌片，舌片内弯方向与环弯曲方向一致，内弯角度增加10-90°。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明提供的带有倾角的不对称双环泡沫散堆填料采用带一定倾角的不对称环结构，避免了填料间的套叠现象，自规整化加强，使填料间为点接触而不是线接触，减少流体在填料表面的沟流，改善流体在填料表面的流动状况；

2、本发明提供的带有倾角的不对称双环泡沫散堆填料采用泡沫结构材质，增大空隙率，提高气液在立体上的接触面积，提高传质效率；

3、本发明提供的带有倾角的不对称双环泡沫散堆填料采用双环结构，使得填料的高径比得到提升，装填时趋于水平放置，因此迎风面小，阻力小，通量大，从而能够抵消或者降低该填料由于泡沫材质厚度造成气相空间减小而产生的填料的压降；

4、本发明提供的带有倾角的不对称双环泡沫散堆填料双环也可以添加翅片，增大比表面积，改善传质效率。

附图说明

图1为圆形双环正面图双环泡沫散堆填料结构示意图。

图2为梅花形不对称双环泡沫散堆填料结构示意图。

图3为带翅片的圆形不对称双环泡沫散堆填料结构示意图。

图4为1图的仰视图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。

一种带有倾角的不对称双环泡沫散堆填料，包括两个左右对称且相切的填料环组成，相切位置的侧壁为上下相连一体制出，两个左右对称的填料环的半环相向半环一体制出；所述两个填料环一体烧结而成，所述泡沫结构为束状、海绵状或不规则多孔泡沫结构，填料结构由两个不对称具有一定倾角的环组成。填料反向弯曲的环形可以为圆环形、规则或不规则多边形，填料高度为3-50mm，宽度为5-100mm，长度为10-200mm，环形厚度为0.5mm-20mm。每个弯曲环上还可开2-4个矩形舌片内弯成翅片，增加填料表面积，提高分离效率。

典型实例如下：

实施例1：

一种带有倾角的不对称双环泡沫散堆填料，其泡沫结构为束状多孔泡沫结构，多孔泡沫结构的孔隙体积分数10％，孔径0.1mm。填料结构由两个不对称具有一定倾角的圆环组成，弯曲成的填料高度为3mm，宽度为5mm，长度为10mm，环形厚度为0.5mm。该填料采用泡沫结构材质，增大空隙率，提高气液在立体上的接触面积，提高传质效率，另不对称带一定倾角的环结构，可改变填料接触方式，改善填料表面流体的流动状况，抵消或者降低该填料由于泡沫材质厚度造成气相空间减小而产生的填料的压降。

实施例2：

一种带有倾角的不对称双环泡沫散堆填料，其泡沫结构为海绵状多孔泡沫结构，多孔泡沫结构的孔隙体积分数70％，孔径1mm。填料结构由两个不对称具有一定倾角的梅花形环组成，弯曲成的填料高度为10mm，宽度为20mm，长度为40mm，环形厚度为5mm。该填料采用泡沫结构材质，增大空隙率，提高气液在立体上的接触面积，提高传质效率，另不对称带一定倾角的环结构，可改变填料接触方式，改善填料表面流体的流动状况，抵消或者降低该填料由于泡沫材质厚度造成气相空间减小而产生的填料的压降。

实施例3：

一种带有倾角的不对称双环泡沫散堆填料，其泡沫结构为不规则多孔泡沫结构，多孔泡沫结构的孔隙体积分数90％，孔径2mm。填料结构由两个不对称具有一定倾角的五边形环组成，弯曲成的填料高度为20mm，宽度为40mm，长度为80mm，环形厚度为10mm。该填料采用泡沫结构材质，增大空隙率，提高气液在立体上的接触面积，提高传质效率，另不对称带一定倾角的环结构，可改变填料接触方式，改善填料表面流体的流动状况，抵消或者降低该填料由于泡沫材质厚度造成气相空间减小而产生的填料的压降。

实施例4：

一种带有倾角的不对称双环泡沫散堆填料，其泡沫结构为海绵状多孔泡沫结构，多孔泡沫结构的孔隙体积分数95％，孔径5mm。填料结构由两个不对称具有一定倾角的圆环组成，弯曲成的填料高度为50mm，宽度为100mm，长度为200mm，环形厚度为20mm。每个弯曲环上前后排列开2个矩形舌片，前面舌片内弯30°成翅片，后面舌片内弯60°成翅片，共8个翅片，舌片内弯方向与环弯曲方向一致。该填料采用泡沫结构材质，增大空隙率，提高气液在立体上的接触面积，提高传质效率，另不对称带一定倾角的环结构，可改变填料接触方式，改善填料表面流体的流动状况，抵消或者降低该填料由于泡沫材质厚度造成气相空间减小而产生的填料的压降。增加翅片进一步增加了大型号的填料表面积，实现液体多点分配，减少流体在填料表面的沟流，可自规整化。

本发明提出的一种新型的双扭环散堆填料，已通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的结构和连接方法进行改动或适当变更与组合，来实现本发明技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。