[发明专利]方孔型开槽导流式规整填料

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够强化液膜湍动的方孔型开槽导流式规整填料，属于气液传质分离装置的填料技术创新。

背景技术

规整填料自问世以来在石油化工、化肥工业、天然气净化、空气分离等领域获得了广泛应用。普通板波纹规整填料用于精馏或吸收等气液传质操作时，填料内气液两相一般为逆流接触传质或传热，液相沿填料表面呈膜状向下流动，液膜在流动时，大部分液体均沿波纹填料片的波谷流动，即填料表面波谷处液膜较厚而波峰及其它表面的液膜覆盖较差；而且当填料对液体的润湿性能较差时，部分填料表面可能无液体覆盖，降低气液传质面积，传质效果较差。通过改进传统板波纹规整填料的结构本实验室提出了开窗导流式规整填料，并且已经申请了专利，申请号为200810152768.5，该填料可使填料片两侧液体交换流动，将原本处于填料片一侧层流底层的液体换至另一侧表面，从而提高传质效率。但是，该规整填料还存在以下问题：对流体的扰动不充分，气液传质效率还是比较低，换热效果不明显。因此，有必要通过改进设备，进一步提高填料的传质、传热效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够起到液膜导流和液膜湍动强化双重作用的新型规整填料，我们经过研究和实验，通过在填料片上开窗，对液膜起到导流作用，通过增加长方形开孔，对液膜起到湍动强化作用。通过反复对面导流及条形孔的强化湍动增强传质效果。该规整填料具有压降低，处理量大，分离效率高的特点，是双面降膜、液膜反转和交叉双尺度波纹板技术的复合强化。

本发明通过下述技术方案加以实现：

本发明的方孔型开槽导流式规整填料，导流式填料片的波峰与波谷冲切有凹下、凸起的导流窗口；其特征是在导流式填料片上设置有方孔型开窗槽口。

所述的槽口长为30mm～50mm，宽为2mm～3mm，开孔率5％，均匀分布在填料片上。槽口长边与液体主体流动方向交错。

具体说明本发明的液膜导流规整填料的情况如下：

方孔型开窗导流式填料片的波峰与波谷冲切有凹下、凸起的导流窗口。相邻波峰凹下的导流窗口在塔内排布时处于同一水平位置，相邻波谷凸起的导流窗口亦如此；相邻波峰与波谷的导流窗体在竖直方向上间隔一定的距离交错分布。导流窗口是在垂直于波峰(波谷)位置切口，反方向冲压而成。导流窗口的开口均向上，呈倒金字塔形状。导流窗口水平方向的窗口宽度为1mm～50mm，竖直方向的窗口高度为4mm～40mm，相邻的凹下导流窗口与凸起导流窗口之间间距为5mm～50mm。并且，该方孔型开窗导流式填料片切割有长方型槽口，长为30mm～50mm，宽为2mm～3mm开孔率5％，槽口长边与液体主体流动方向交错，均匀分布在填料片上。

所述的方孔型开窗导流式规整填料每盘由10～100片方孔型开窗导流式填料片组合制成。填料片的波纹方向与填料塔轴线呈15°～75°夹角，填料片竖直放置，相邻填料片之间的波纹方向交替变化。

所述的方孔型开窗导流式规整填料的材质为不锈钢、碳钢、陶瓷、或塑料的一种。

本发明的优点在于：液膜流动在开窗、开槽部位发生变化，原先在波谷处的流体经过导流窗的导流作用流向填料片另一侧表面的波峰部位，有效促进了液膜的表面更新和湍动；在导流窗的作用下，气相的径向混合更为充分，气液两相流体的分布更为均匀；开槽部位促进液膜表面波动，降低液膜厚度，促使填料片两侧不同浓度的液体混合。实验证明上述措施均能有效提高相间传质速率。另外，该填料制作简单，装卸方便。

附图说明

图1方孔型开窗导流式规整填料片的主视图；

图2方孔型开窗导流式规整填料片的左视图；

图3方孔型开窗导流式规整填料片的右视图；

图4方孔型开窗导流式规整填料片的俯视图；

图5方孔型开窗导流式规整填料片的结构示意图；

图6方孔型开窗导流式规整填料的组装示意图。

具体实例方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明：如图1所示，在方孔型开窗导流式规整填料片1上，相邻波谷上的导流窗口2与波峰上的导流窗口3间隔一定的距离交错分布，其中h₁为导流窗口竖直方向的高度，h₂为开窗导流窗口水平方向上的宽度，h₃为长方性槽口4的长度，h₄为长方型槽口的宽度，d为波峰和波谷上的导流窗口竖直方向的间距。图2和图3分别为开窗导流式规整填料的右视图和左视图，容易看出波峰与波谷上的导流窗口各自在一水平线上。从俯视图图4可以看出导流窗口在波峰与波谷上的开口方向。