本发明涉及污染物净化领域，尤其是涉及一种填料塔及其使用方法。
背景技术：
相关技术中的填料塔包括塔体，气体和液体进入净化塔内接触发生化学反应或者物理吸附等将气体中的需去除的成分例如CO2等去除，净化后的气体以及用过的液体从净化塔内排出。
但是，相关技术中的净化装置在净化塔内气体和液体混合接触不充分，从而导致传质效果较差。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供填料及其使用方法，以解决现有技术中存在的填料塔传质效果差的技术问题。
本发明提供一种填料塔，该填料塔包括：塔体、驱动机构以及设置在所述塔体内的多个填料；所述塔体的上端设置有进液口和出气口，下端设置有进气口和出液口；所述填料包括壳体和设置在所述壳体内的磁球；所述驱动机构包括铁氧体件和励磁线圈；所述铁氧体件的一端与所述励磁线圈连接，另一端位于多个所述填料内；所述励磁线圈产生的磁场通过所述铁氧体件驱动所述磁球振动。
进一步地，所述铁氧体件包括外铁氧体件和内铁氧体件；所述外铁氧体件的一端与所述励磁线圈连接，另一端与所述内铁氧体件连接；所述内铁氧体件位于多个所述填料内。
进一步地，所述铁氧体件包括由上至下依次设置的三个子件；所述励磁线圈包括三个子线圈；三个所述子件分别与三个所述子线圈连接。
进一步地，所述填料包括多层依次套设的球形壳体；多个所述球形壳体固定连接；每个所述球形壳体上均设置有多个通孔。
进一步地，位于最外层的所述球形壳体的直径是所述通孔直径的3-5倍。
进一步地，所述驱动机构包括电源、继电器和信号放大器；所述继电器、所述信号放大器、所述电源与所述励磁线圈均与所述继电器连接。
进一步地，还包括压差传感器和控制器；所述压差传感器与所述进气口和出气口连接，用于检测所述进气口和所述出气口之间的压差数据，并将该压差数据传送至所述控制器；所述控制器与所述电源连接，用于根据接收到的压差数据控制所述电源的电压。
进一步地，本发明还提供一种填料塔的使用方法，该使用方法包括以下步骤：
打开电源，通过继电器和信号放大器使铁氧体件按振动频率充磁、去磁；
位于填料塔内部的铁氧体件末端作用于填料塔内的填料，使填料内部的磁球受到吸引和排斥，产生驱动磁球的振动，并驱动传质流体的湍动变化，增强传质效能。
本发明实施例提供的填料塔，该填料塔包括塔体和设置在塔体内的多个填料，填料包括壳体和设置在壳体内的磁球。需净化的气体从进气口进入塔体内，净化用的液体从进水口进入塔体内，气体和液体在塔体内接触混合，驱动机构驱动磁球在壳体内振动从而使得液体在塔体内充分流动，增强湍动效果，从而增加液体与液体混合的均匀性，使得气体与液体充分接触作用，净化后的气体从出气口流出，作用后的液体从出水口流出，从而完成气体的净化。
本发明实施例提供的填料塔，由于磁球的振动作用，从而增加了液体在填料塔内的湍动效果，使得液体和气体在填料塔内充分接触作用，从而提高了气体的净化效果，与相关技术中的填料塔相比，达到相同净化效果时的塔体高度较低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的填料的结构示意图；
图2为图1所示的填料的剖视图；
图3为本发明实施例提供的填料塔的结构示意图；
图4为本发明另一实施例提供的填料塔的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的制作填料的结构示意图。
附图标记：
1-填料； 2-通孔； 3-塔体；
4-出气口； 5-进液口； 6-励磁线圈；
7-继电器； 8-电源； 9-信号放大器；
10-进气口； 11-壳体； 13-磁球；
14-出液口； 15-压差传感器； 16-铁氧体件；
17-打印头； 18-热床托盘； 19-磁块；
20-磁铁托板； 21-无磁镊子； 22-夹子；
161-外铁氧体件； 162-内铁氧体件； 163-子件。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1为本发明实施例提供的填料的结构示意图；图2为图1所示的填料的剖视图；图3为本发明实施例提供的填料塔的结构示意图；图4为本发明另一实施例提供的填料塔的结构示意图；如图1至图4所示，本发明提供一种填料塔，该填料塔包括：塔体3、驱动机构以及设置在塔体内的多个填料1；塔体3的上端设置有进液口5和出气口4，下端设置有进气口10和出液口14；填料1包括壳体11和设置在壳体11内的磁球13；驱动机构包括铁氧体件16和励磁线圈6；铁氧体件16的一端与励磁线圈6连接，另一端位于多个填料1内；励磁线圈6产生的磁场通过铁氧体件16驱动磁球13振动。
化工填料是填料塔的关键核心构件，与填料塔的基本尺寸和结构密切相关，高效能的填料能大幅降低塔高，减少设备固定投入和运行费用。由于塔器的处理能力与传质系数、填料比表面积是计算关联关系，一方面，传质流体的流动状态Re是传质系数k＝f(Sh，Re，Sc)的函数，另一方面，塔器高度与总传质系数、填料1比表面积成反比。因此，提高流动状态参数雷诺数Re和填料比表面积a，对于传质具有实质性作用，能够显著改善传质效能，降低设计塔高和塔器建设成本、运营费用。
本发明实施例提供的填料塔，该填料塔包括塔体和设置在塔体内的多个填料，填料包括壳体和设置在壳体内的磁球。需净化的气体从进气口进入塔体内，净化用的液体从进水口进入塔体内，气体和液体在塔体内接触混合，驱动机构驱动磁球在壳体内振动从而使得液体在塔体内充分流动，增强湍动效果，从而增加液体与液体混合的均匀性，使得气体与液体充分接触作用，净化后的气体从出气口流出，作用后的液体从出水口流出，从而完成气体的净化。
本发明实施例提供的净化装置，由于磁球的振动作用，从而增加了液体在填料塔内的湍动效果，使得液体和气体在填料塔内充分接触作用，从而提高了气体的净化效果，与相关技术中的填料塔相比，达到相同净化效果时的塔体高度较低。
其中，驱动机构的结构形式可以为多种，例如，不采用固态继电器式的电子通断，而是使用交流变频器，变频器直接与励磁线圈连接，线圈产生的磁场与变频器的频率一致，线圈的工作电压由变频器提供。常态工作时，设置一个较高的工作频率，如100Hz。强化去除填料间的固相沉积时，使用一个较低的频率如20Hz。
如图1至图4所示，在上述实施例的基础上，进一步地，铁氧体件16包括外铁氧体件161和内铁氧体件162；外铁氧体件161的一端与励磁线圈6连接，另一端与内铁氧体件162连接；内铁氧体件162位于多个填料1内。
本实施例中，铁氧体件16包括外铁氧体件161和内铁氧体件162，励磁线圈6驱动外铁氧体件161振动，外铁氧体件161驱动内铁氧体件162振动，从而使得填料1运动。
本实施例中，外铁氧体件161和内铁氧体件162的设置方式方便使用者安装，可充分使得填料1进行运动。
在上述实施例的基础上，进一步地，铁氧体件16包括由上至下依次设置的三个子件163；励磁线圈6包括三个子线圈；三个子件163分别与三个子线圈连接。
本实施例中，铁氧体件16包括由上至下依次设置的三个子件163，三个子件163分别与三个子线圈连接，由于随着气体的净化，塔体3内会慢慢积累较多的杂质固体，含固气相流体在塔底部的固相堆积相对严重，流体阻力有较大贡献率，同时，全塔都采用同样的振动频率和振动幅值，对塔顶可能强度过大，而塔底强度不足。因此把铁氧体件16分为上中下三段，分别提供不同强度的交变磁场，从而使得塔体3内处理过程中保持稳定。
在上述实施例的基础上，进一步地，填料1包括多层依次套设的球形壳体11；多个球形壳体11固定连接；每个球形壳体11上均设置有多个通孔2。
本实施例中，填料1包括多个依次套设的球形壳体11，每个球形壳体11上均设置有通孔2，填料1在运动的过程中，液体依次通过通孔2在多个球形壳体11内流动，从而进一步使得液体与气体充分混合接触，进一步提高净化效果。
其中，通孔2的形状可以为圆形、方形或者多变形等等。
优选地，相邻两层的球形壳体11上的通孔2相互错开，不直接连通，这样当液体在相连两层的通孔2之间流动时可改变液体的流动方向，进一步提高净化效果。
优选地，球形壳体11为2-5层结构。相邻两层的球形壳体11之间通过支撑圆柱固定连接。
在上述实施例的基础上，进一步地，在上述实施例的基础上，进一步地，位于最外层的球形壳体11的直径是通孔2直径的3-5倍。
本实施例中，位于最外层的球形壳体11的直径是通孔2直径的3-5倍，可控制流入球形壳体11内液体的流量，使得液体有充分的流动空间以及磁球13有足够的运动空间。
进一步地，位于最内层的球形壳体11的直径为通孔2直径的1-1.5倍，球壳均布圆孔孔距为1.2-1.5倍的孔径，支撑圆柱直径为1.2-1.5倍的通孔2直径，支撑圆柱高为0.5-1.0倍的通孔2直径，与层间间隙等高。球壳厚度为0.2-0.5倍的通孔2直径。
在上述实施例的基础上，进一步地，驱动机构包括电源8、继电器7和信号放大器9；继电器7、信号放大器9、电源8与励磁线圈6均与继电器7连接。
本实施例中，电源8通电，信号放大器9发出的振动信号经由继电器7放大功率，驱动励磁线圈6，使外铁氧体件161按振动频率充磁、去磁，延伸至塔体内部的内铁氧体件162末端作用于塔内填料1，使填料1内部磁球13收到吸引和排斥，产生驱动磁球13的振动驱动传质流体的湍动变化，增强传质效能。
如图3所示，在上述实施例的基础上，进一步地，该填料塔还包括压差传感器15和控制器；压差传感器15与进气口10和出气口4连接，用于检测进气口10和出气口4之间的压差数据，并将该压差数据传送至控制器；控制器与电源8连接，用于根据接收到的压差数据控制电源8的电压。
本实施例中，由于在使用过程中塔体3内固态杂质不断积累，利用压差传感器15检测进气口10和出气口4的压差可得知塔体内固态杂质的积累程度，从而根据固态杂质的积累程度控制电源8电压，从而控制励磁线圈6上加载的电压。也即，当压差超过预设数值，压差较大时，说明固体杂质的积累较多，此时控制器可将励磁线圈6的电压切换到高压，使其产生较强振动，从而将固体杂质落至塔体3底部并从出水口14流出。
优选地，采用与固相振动频率接近的方波信号，使其产生较强共振，振落部分沉积物供取样；物料取样，观察和测取其中的固形物含量，大于许可的含量时，启动计算机维护程序，从低频至高频，选择10-200个频点，逐一振动3-30秒，实现不同共振频率沉积物的振落。
图5为本发明实施例提供的制作填料的结构示意图；如图5所示，本发明提供的填料塔中填料的制作过程如下：
(1)依据流体特性取流体流动通道直径作为填料1壳体的贯穿圆孔直径D，按D计算填料1的系列建模尺寸；(2)在三维设计软件中，逐层建立各层壳体，层间支撑圆柱模型；(3)将各层壳体、支撑进行组装，相邻两层壳体上的贯穿圆孔相互错开，不直接贯通，层间支撑圆柱高度与层间间隙等高；(4)存储为填料1的STL文件；(5)将填料1的STL文件在3D打印切片软件打开，依据打印机幅宽进行阵列，依据磁体的磁感应强度将填料1阵列间距取为1.2-3倍的填料1直径，在打印机热床托盘18底部增设一个磁铁托板20，并在磁铁托板20上按磁球13的位置固定磁块19，磁铁托板20距离磁球13的高度宜小于填料1阵列间距，确保填料1内置磁球13装入时不产生相互吸引导致磁体飞出；(6)在切片软件中，添加填料1底部的球壳支撑，打印填充率为100％，依据打印耗材属性设置回抽位移量2-6mm，保证层间不出现拉丝；(5)将切片以后的G代码文件用SD卡传入3D打印机；(6)打印头17进行打印，时间开始后的50％-60％可以暂停打印，利用夹子22将磁球13逐一装入球形壳体11内；(7)继续打印至停机；(8)待稍冷却后，取出填料1阵列，去除支撑材料，分离为单个填料1。
优选地，选用无铁磁性材料零件制作的3D打印机头。
优选的，选用ABS等较高强度、耐高温的工程材料作为填料基材。
优选的，选用具有中间暂停功能的3D打印机。
优选的，控制装置由塔外铁氧体柱、塔外励磁线圈、励磁信号放大器9、信号放大器9组成。
优选的，填料1内置磁体可由ABS材料涂覆包裹。
优选的，填料1内置磁体可采用不锈钢材质材料。
优选的，采用正五边型、六边形容易实现球壳流道均布，实现正12面体和正20面体。
优选的，信号放大器9由固态继电器组成。
优选的，励磁信号放大器9采用计算机软件系统，其频率和振荡幅值通过网络，由远程监控系统输入。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。