一种多切边曲面环散堆填料的制作方法

本发明涉及一种多切边曲面环散堆填料，属于炼油、石化、化工、精细化工以及环保工业的气液、液液传质传热分离设备技术领域。

背景技术：

在炼油、石化、化工、精细化工以及环保工业的气液、液液传质传热分离设备技术领域，散堆填料由于加工制造较简单，安装方便，一直有着广泛的应用。散堆填料的气液流道曲折，折返路径长，填料的持液量大，气液接触面的湍动剧烈，在高压、高液体流量或者带有化学反应的吸收过程中具有明显优势，但因此散堆填料的流动阻力较大，流体通过能力有限。为了保证散堆填料的流体通过能力，散堆填料的比表面积一般都较小，传质效率也因此受限。

为了增加散堆填料的流体通过能力，许多填料通过增加径高比降低重心，尽可能实现填料堆砌的规整性，同时增加填料壁的开敞性，以降低填料的压降，例如中国专利200810119362.7公开填料的径高比为2.1~3.75，装填时填料趋于水平放置。在相同规格下，增加径高比，填料的堆积个数会增加，因此会增加填料的加工成本。

美国专利5，882，772公开的填料，采用波纹或半波纹形状的切边，在相同规格下，填料的比表面积较大，同时压降较低，处理能力和传质效率都有所提高，但因为所有切边都在填料中央汇合，填料内部的空间分割不均匀，会影响填料的处理能力。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种多切边曲面环散堆填料，具有较高的比表面积，同时增加填料的各向通透性，降低流动阻力，提高填料的流体通过能力。

本发明提出的多切边曲面环散堆填料，填料两翼为第一连接边71和第二连接边72，第一连接边71和第二连接边72从两边连接第一切边10、第二切边20、第三切边30、第四切边40、第五切边50和第六切边60，第一切边10、第二切边20、第三切边30、第四切边40、第五切边50和第六切边60相互平行；

所述第一切边10从第一连接边71开始，包括第一直线段11、第一弧线段12、第二直线段13、第三直线段14、第二弧线段15、第四直线段16，至第二连接边72结束，在垂直于第一连接边71的参考平面上的投影类似于z字形；

所述第二切边20从第一连接边71开始，包括第五直线段21，第三弧线段22，第六直线段23，第七直线段24，第四弧线段25，第八直线段26，至第二连接边72结束，在垂直于第一连接边71的参考平面上的投影类似于z字形；

所述第三切边30从第一连接边71开始，包括第九直线段31，第五弧线段32，第十直线段33，第六弧线段34，第十一直线段35，第七弧线段36，第十二直线段37，至第二连接边72结束，在垂直于第一连接边71的参考平面上的投影类似于w形；

所述第四切边40从第一连接边71开始，包括第十三直线段41，第八弧线段42，第十四直线段43，是第九弧线段44，第十五直线段45，第十弧线段46，第十六直线段47，至第二连接边72结束，在垂直于第一连接边71的参考平面上的投影类似于w形；

所述第五切边50从第一连接边71开始，包括第十七直线段51，第十一弧线段52，第十八直线段53，第十九直线段54，第十二弧线段55，第二十直线段56，至第二连接边72结束，在垂直于第一连接边71的参考平面上的投影类似于z字形；

所述第六切边60从第一连接边71开始，包括第二十一直线段61，第十三弧线段62，第二十二直线段63，第二十三直线段64，第十四弧线段65，第二十四直线段66，至第二连接边72结束，在垂直于第一连接边71的参考平面上的投影类似于z字形；

所述第一切边10和第二切边20在第一连接边71和第二连接边72所在的平面相交，在垂直于第一连接边71的参考平面上的投影共同限定出的第一区域形状为两个类似四边形；

所述第三切边30和第四切边40在第一连接边71和第二连接边72所在的平面相交，在垂直于第一连接边71的参考平面上的投影共同限定出的第二区域形状为三个类似四边形；

所述第五切边50和第六切边60在第一连接边71和第二连接边72所在的平面相交，在垂直于第一连接边71的参考平面上的投影共同限定出的第三区域形状为两个类似四边形。

优选地，所述第一切边10和第二切边20交汇于第三连接边81，形成x型结构。

进一步优选地，所述第五切边50和第六切边60交汇于第四连接边82，形成x型结构。

更优选地，填料的直径高度比为0.5~2。

本发明提出的多切边曲面环散堆填料，其结构特点是：

1、各切边形状类似为z字形或w形，在相同规格下，具有较高的比表面积，各直线段之间通过弧线段连接，比表面积更高，因此具有更高的传质效率；

2、第一切边与第二切边、第三切边与第四切边、第五切边与第六切边的相交位置相互错开，增加了填料的各向通透性，流动阻力小，填料的处理能力较高，并可降低散堆填料堆砌方向对流体通过能力的影响，对填料堆砌方向要求较低；

3、第一切边与第二切边、第五切边与第六切边在相交位置分别通过连接边连接，形成x形支撑结构，可以增加填料的刚度。

本发明的多切边曲面环填料，具有比表面积高、传质效率高、流动阻力小、生产能力大、机械强度较高等优点，用于精馏、吸收、萃取等过程代替传统的散堆填料，能同时提高精馏塔、吸收塔、洗涤塔和萃取塔的生产能力和传质效率，改善产品质量，降低能耗，提高过程的效能。

附图说明

图1为本发明提出的多切边曲面环散堆填料的轴侧图

图2为图1的a向视图

图3为图1的b向视图

图4为图1的c向视图

图1-图4中，10是第一切边，20是第二切边，30是第三切边，40是第四切边，50是第五切边，60是第六切边，

71是第一连接边，72是第二连接边，81是第三连接边，82是第四连接边，

11是第一直线段，12是第一弧线段，13是第二直线段，14是第三直线段，15是第二弧线段，16是第四直线段，

21是第五直线段，22是第三弧线段，23是第六直线段，24是第七直线段，25是第四弧线段，26是第八直线段，

31是第九直线段，32是第五弧线段，33是第十直线段，34是第六弧线段，35是第十一直线段，36是第七弧线段，37是第十二直线段，

41是第十三直线段，42是第八弧线段，43是第十四直线段，44是第九弧线段，45是第十五直线段，46是第十弧线段，47是第十六直线段，

51是第十七直线段，52是第十一弧线段，53是第十八直线段，54是第十九直线段，55是第十二弧线段，56是第二十直线段，

61是第二十一直线段，62是第十三弧线段，63是第二十二直线段，64是第二十三直线段，65是第十四弧线段，66是第二十四直线段。

具体实施方式

本发明提出的多切边曲面环散堆填料，其结构如图1、图2、图3和图4所示，填料两翼为第一连接边71和第二连接边72，第一连接边71和第二连接边72从两边连接第一切边10、第二切边20、第三切边30、第四切边40、第五切边50和第六切边60，第一切边10、第二切边20、第三切边30、第四切边40、第五切边50和第六切边60相互平行；

所述第一切边10从第一连接边71开始，包括第一直线段11、第一弧线段12、第二直线段13、第三直线段14、第二弧线段15、第四直线段16，至第二连接边72结束，在垂直于第一连接边71的参考平面上的投影类似于z字形；

所述第二切边20从第一连接边71开始，包括第五直线段21，第三弧线段22，第六直线段23，第七直线段24，第四弧线段25，第八直线段26，至第二连接边72结束，在垂直于第一连接边71的参考平面上的投影类似于z字形；

所述第三切边30从第一连接边71开始，包括第九直线段31，第五弧线段32，第十直线段33，第六弧线段34，第十一直线段35，第七弧线段36，第十二直线段37，至第二连接边72结束，在垂直于第一连接边71的参考平面上的投影类似于w形；

所述第四切边40从第一连接边71开始，包括第十三直线段41，第八弧线段42，第十四直线段43，是第九弧线段44，第十五直线段45，第十弧线段46，第十六直线段47，至第二连接边72结束，在垂直于第一连接边71的参考平面上的投影类似于w形；

所述第五切边50从第一连接边71开始，包括第十七直线段51，第十一弧线段52，第十八直线段53，第十九直线段54，第十二弧线段55，第二十直线段56，至第二连接边72结束，在垂直于第一连接边71的参考平面上的投影类似于z字形；

所述第六切边60从第一连接边71开始，包括第二十一直线段61，第十三弧线段62，第二十二直线段63，第二十三直线段64，第十四弧线段65，第二十四直线段66，至第二连接边72结束，在垂直于第一连接边71的参考平面上的投影类似于z字形；

所述第一切边10和第二切边20在第一连接边71和第二连接边72所在的平面相交，在垂直于第一连接边71的参考平面上的投影共同限定出的第一区域形状为两个类似四边形；

所述第三切边30和第四切边40在第一连接边71和第二连接边72所在的平面相交，在垂直于第一连接边71的参考平面上的投影共同限定出的第二区域形状为三个类似四边形；

所述第五切边50和第六切边60在第一连接边71和第二连接边72所在的平面相交，在垂直于第一连接边71的参考平面上的投影共同限定出的第三区域形状为两个类似四边形。

各切边形状类似为z字形或w形，在相同规格下，具有较高的比表面积，各直线段之间通过弧线段连接，比表面积更高，因此具有更高的传质效率；第一切边与第二切边、第三切边与第四切边、第五切边与第六切边的相交位置相互错开，增加了填料的各向通透性，流动阻力小，填料的处理能力较高，并可降低散堆填料堆砌方向对流体通过能力的影响，对填料堆砌方向要求较低。

优选地，所述第一切边10和第二切边20交汇于第三连接边81，形成x型结构，如图1和图3所示。

进一步优选地，所述第五切边50和第六切边60交汇于第四连接边82，形成x型结构，如图1和图3所示。

第一切边与第二切边、第五切边与第六切边在相交位置分别通过连接边连接，形成x形支撑结构，可以增加填料的刚度。

更优选地，填料的直径高度比为0.5~2。采用合适的径高比，可降低单位体积的堆积个数，降低生产成本。

本发明的多切边曲面环填料，具有比表面积高、传质效率高、流动阻力小、生产能力大、机械强度较高等优点，用于精馏、吸收、萃取等过程代替传统的散堆填料，能同时提高精馏塔、吸收塔、洗涤塔和萃取塔的生产能力和传质效率，改善产品质量，降低能耗，提高过程的效能。