复合材料套筒型填料的制作方法

本实用新型涉及化工填料塔烟气处理领域，尤其是涉及一种复合材料套筒型填料。

背景技术：

随着国家经济的快速发展、人民生活水平的日益提高，工业废气排放也出现了逐年递增的情况，目前对于大部分工业废气的防治中都是以填料塔喷淋的方式吸收有害气体，填料塔以填料作为气、液接触和传质的基本构件，液体在填料表面呈膜状自上而下流动，气体呈连续相自下而上与液体作递向流动，并进行气、液两相间的传质和传热，因此填料的结构形式则决定着吸收效率的高低。

从填料的形状来看，从最早的拉西环到后来的矩鞍填料，再到鲍尔环、纳特环、阶梯环等，这些形式的填料都是单层结构，因此液体只能在单层填料的外表面和内表面起到一个润湿作用，在环形填料的内部存在一个较大的空间无法合理利用，因此液体的梯向流动范围有限，整体空间的利用效率不高。

从填料的材质来看，分为塑料填料、陶瓷填料和金属填料，其中塑料填料质轻、价廉，具有良好的韧性，耐冲击，不易碎等优点，但是其表面润湿性能较差；陶瓷填料具有很好的耐腐蚀性，价格低廉，且润湿性较好，但是易碎质脆是制约其发展的主要因素；金属填料具有很高的抗冲击性能，能在高温高压、高冲击环境下使用，且表面润湿性较好，但是却不抗腐蚀，且造价较高。总之，每种材质的填料只具有各自的属性，其综合处理能力不足。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种复合材料套筒型填料，适用于烟气处理。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种复合材料套筒型填料，包括外环体、设置在所述的外环体内部的内芯体、连接在所述的外环体、内芯体之间的连接件，所述的外环体、内芯体之间形成第一烟气通道。

优选地，所述的内芯体为内环体，所述的外环体、内环体同轴设置，所述的内环体内部形成所述的第二烟气通道。

进一步优选地，所述的内环体的周面上开设有内环孔。

进一步优选地，所述的内环体为圆环。

优选地，所述的外环体为金属环体，所述的内芯体为塑料芯体。

进一步优选地，所述的金属环体为不锈钢环体，所述的塑料芯体为聚乙烯塑料芯体或聚丙烯塑料芯体。

优选地，所述的外环体的周面上开设有外环孔。

进一步优选地，所述的外环孔包括第一外环孔、第二外环孔以及第三外环孔，所述的第二外环孔、第三外环孔沿所述的外环体的周向间隔设置。

优选地，所述的外环体为圆环。

优选地，所述的外环体、内芯体中的一个连接所述的连接件的一端、另一个的周面上开设有凹槽，所述的连接件的另一端插入在所述的凹槽内。

优选地，所述的内芯体的高度不大于所述的外环体的高度。

进一步优选地，所述的内芯体的高度小于所述的外环体的高度。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点和效果：

本实用新型克服了目前市面上填料在比表面积和孔隙率成反比这方面的不足，在制造上方便实施，有着较大比表面积和较大孔隙率的优点，其比表面积和孔隙率之间的关系成正比，比表面积增大的同时，孔隙率也有所增大；

套筒结构内外使用两种材料，内部的聚乙烯塑料满足生物膜附着性且耐腐蚀性较好，外部的不锈钢力学性能和抗腐蚀性较好。

附图说明

附图1为本实施例的结构示意立体图；

附图2为本实施例的结构示意侧视图；

附图3为本实施例的结构示意俯视图；

附图4为本实施例中连接件与外环体的连接示意图。

其中：1、外环体；10、第一外环孔；11、第二外环孔；12、第三外环孔；13、凹糟；2、内环体；20、内环孔；3、连接件；4、第一烟气通道；5、第二烟气通道。

具体实施方式

下面结合附图及实施案例对本实用新型作描述：

如图1-3所示的一种复合材料套筒型填料，包括外环体1、设置在外环体1内部的内芯体、连接在外环体1、内芯体之间的连接件3，外环体1、内芯体之间形成第一烟气通道4。

外环体1为圆环。在本实施例中其尺寸以外径为25mm，高度为25mm，厚度为0.8mm为例。外环体1的周面上开设有外环孔，以冲压或者切割的方式形成，其中：外环孔包括第一外环孔10、第二外环孔11以及第三外环孔12，第一外环孔10的尺寸为12mm×5mm，设置四个，沿外环体1的周向设置一排；第二外环孔11的尺寸为5mm×10mm，第三外环孔12的尺寸为10mm×10mm，第二外环孔11、第三外环孔12沿外环体的周向间隔设置一排；第一外环孔10分布在第二外环孔11、第三外环孔12的上方。

内芯体为内环体2，也为圆环，与外环体1同轴设置，内环体2内部形成第二烟气通道5，形成套筒式结构。在本实施例中其尺寸以外径为10mm，高度为25mm，厚度为1mm为例。内环体2的周面上开设有内环孔20，内环孔20的尺寸为8mm×5mm，内环孔20沿内环体的周向设置三排，每排四个。

如图4所示：连接件3的两端分别连接在外环体1和内环体2上。在本实施例中：连接件3的一端连接在内环体2上，可以采用注塑一次成型的方法加工此构件，上下分别设置两个，共四个；在外环体1的内周面上开设有与连接件3对应位置、数量的凹糟13，整体以热加工或冷加工的方式制成，将一次注塑成型的连接件3推入外环体1的凹槽13内，以完成两者的连接。

特性参数：

(1)、比表面积：表示单位堆积体积的填料层所具有的表面积(m²/m³)；本实施例的填料的比表面积经过实验和计算可得数值为237。

(2)、孔隙率：指干塔状态时，塔内填料层中空隙部分所占的体积与填料层体积之比。

ε＝(v0-v)/v0＝1-v/v0，

ε为孔隙率，m³/m³；

v为填料层中孔隙的体积，m³；

v0为一个填料层的总体积，m³。

经过实验和计算可得本实施例的填料孔隙率的数值为0.937。

(3)、与国内外部分公称尺寸相同的其他形式填料的特征参数对比：

(4)、通过和以上数据对比，可发现本实施例的比表面积和孔隙率计算所得的参数较好，亦可发现本实施例的比表面积相对增大的同时，孔隙率也跟随增大，相对其余形式的填料而言，克服了其随着比表面积增大的同时，孔隙率降低的通病。

在本实施例中：外环体1为金属环体，内环体2为塑料芯体。具体为：金属环体为不锈钢环体，塑料芯体为聚乙烯塑料芯体或聚丙烯塑料芯体。

为了进一步说明此填料的吸收效率，下面将结合三个实施例和一个对比例说明，目的是突出其优点。

实施例一：

当采用聚乙烯塑料来作为本实施例的外环体1、内环体材料时，利用烟气中nox的吸收净化实验分析填料的吸收效率，具体内容如下：

(1)本实施例利用实验室模拟气体作为待处理气体，气体流量为450ml/min，no为280mg/m³，no2含量为20mg/m³，在恒温26℃的情况下，气体进入小型臭氧氧化室进行氧化反应，完成氧化反应之后将气体通入实验室小型吸收塔中；

(2)经过上一步氧化反应之后的气体主要成分为no2，其中也含有较少量未氧化的no，在经过吸收塔喷淋吸收之后得到的脱硝效率约为93％，出口烟气中nox含量≤11.7mg/m³。

实施例二：

当采用不锈钢来作为本实施例的外环体1、内环体材料时，利用烟气中nox的吸收净化实验分析填料的吸收效率，具体内容如下：

(1)本实施例利用实验室模拟气体作为待处理气体，气体流量为450ml/min，no为280mg/m³，no2含量为20mg/m³，在恒温26℃的情况下，气体进入小型臭氧氧化室进行氧化反应，完成氧化反应之后将气体通入实验室小型吸收塔中；

(2)经过上一步氧化反应之后的气体主要成分为no2，其中也含有较少量未氧化的no，在经过吸收塔喷淋吸收之后得到的脱硝效率约为92％，出口烟气中nox含量≤11.9mg/m³。

实施例三：

当采用不锈钢材料作为本实施例的外环体1，聚乙烯塑料作为本实施例的内环体2时，利用烟气中nox的吸收净化实验分析填料的吸收效率，具体内容如下：

(1)本实施例利用实验室模拟气体作为待处理气体，气体流量为450ml/min，no为280mg/m³，no2含量为20mg/m³，在恒温26℃的情况下，气体进入小型臭氧氧化室进行氧化反应，完成氧化反应之后将气体通入实验室小型吸收塔中。

(2)经过上一步氧化反应之后的气体主要成分为no2，其中也含有较少量未氧化的no，在经过吸收塔喷淋吸收之后得到的脱硝效率约为95％，出口烟气中nox含量≤10mg/m³。

对比例一：

当采用公称直径和本实施例相同的鲍尔环时，利用烟气中nox的吸收净化实验分析填料的吸收效率，具体内容如下：

(1)本实施例利用实验室模拟气体作为待处理气体，气体流量为450ml/min，no为280mg/m³，no2含量为20mg/m³，在恒温26℃的情况下，气体进入小型臭氧氧化室进行氧化反应，完成氧化反应之后将气体通入实验室小型吸收塔中。

(2)经过上一步氧化反应之后的气体主要成分为no2，其中也含有较少量未氧化的no，在经过吸收塔喷淋吸收之后得到的脱硝效率约为90％，出口烟气中nox含量≤14.9mg/m³。

由此可知：本申请针对现有单层结构填料的综合处理能力不足，研制一种复合材料套筒型填料，即在较大提升填料整体空间利用率(增大比表面积)的同时，没有减小填料的孔隙率，相反孔隙率还略有提高，采用具有两种特性的材料进行组合，形成一个形状结构新颖，处理效率高的新型填料。为了满足流通特性，本申请的比表面积相对较大，孔隙率相对较高，流体路径畅通，阻力小，流速均匀；为了满足生物膜附着性，本申请内环体采用聚乙烯、聚丙烯工程塑料制成；为了满足化学稳定性，本申请经久耐用，外环体采用具有抗腐蚀性的不锈钢，在具有较高力学性能的同时，其表面润湿性较好。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。