[发明专利]一种高效传质的规整填料

说明书

本发明涉及一种高效传质的规整填料，由高度不同的规整填料片单元组A、B交替排列组成；单元组A上、下两端都比单元组B凸出高度h，并且凸出部分用金属丝网包裹；单元组A、B采用相同的规整填料片。单元组A、B采用相同的规整填料片为孔板波纹、压延板波纹、丝网波纹、开窗导流或刺孔波纹的结构。本发明中的规整填料不仅使得气液两相在填料表面进行降膜接触传质，而且在填料盘交界处形成鼓泡式传质方式，因而大大增强了气液传质效率。本发明中规整填料实现了板式塔和填料塔中两种气液传质方式，有效地改善了高压操作条件下填料塔传质效率降低的不良状况，对于很多大规模的精馏、吸收等工业化生产具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种新型的具有较高传质效率的规整填料，它具有填料表面降膜接触传质和塔板鼓泡气液传质的共同特点，大大增加了气液传质效率。

背景技术

规整填料作为填料塔中的气液接触的主要部件起着举足轻重的作用。近些年来，随着石油化工的发展及节能的需要，规整填料的开发与应用得到了迅猛发展，而蒸馏和吸收等化工领域的突破变化也促使着高通量规整填料的研发倍受青睐。但是在高压精馏场合，由于高压条件对操作物系和气液分布流动影响比较大，导致气液接触面积下降，传质推动力降低，最终使规整填料的传质效率降低。因而对于高压精馏分离，比如丙烷丙烯分离，工业中一般采用板式塔。由于丙烷和丙烯的相对挥发度较小，采用工业上常规蒸馏的方法，设计的塔高达到90米，塔板数在200块以上，回流比大于10，还要加压、制冷等工艺流程，这造成了操作费用和设备费用大大增加。近年来，随着对低碳烃类物质分离要求的增加，对于高压设备的需求也日益增多，人们迫切希望规整填料在高压精馏领域发挥出其优点，因而开发出一种在高压工况下高效传质的规整填料显得十分重要。

近些年来，人们对于提高规整填料的传质效率的研究层不出穷。CN 202823396 U中提出将规整填料表面特殊处理，使其布满连续的小波纹，这样增加了填料的比表面积和粗糙度，从而提高填料的传质效率。CN 101549278 A中利用发泡镍网材质经处理加工成为延展性波纹板，这样制作而成的规整填料具有较大的比表面积，从而具有较高的气液传质效率。CN 203620643 U中提出一种S型波纹填料，这种填料单元是将规整填料本体的上下两端分别规则设置直行波纹，直行波纹之间通过斜形波纹联通，这种通过规则设置的S型波纹填料增大了传质比表面积，优化了气液流路，因而表现出良好的传质性能。CN101380562 A中提出在波纹填料片的波峰和波谷开设导流窗口，从而使沿波谷向下流动的液膜发生变化，有效地促进了填料表面液膜的更新和湍动，提高气液传质速率。

大多数专利发明只是针对改变填料片表面结构，使其比表面积或者粗糙度变大，然而在高压精馏工况下，气液物系物性发生很大改变，可能导致填料表面积得不到充分利用，因而这种方法还不能够完全解决高压精馏条件下填料的生产应用。

发明内容

本发明提出一种新型的具有较高传质效率的规整填料，该填料具备塔板鼓泡式气液传质和填料表面降膜接触式传质的共同特点，很大程度上增加了气液传质效率。

本发明是这样实现的：

一种高效传质的规整填料，由高度不同的规整填料片单元组A、B交替排列组成；单元组A上、下两端都比单元组B凸出高度h，并且凸出部分用金属丝网包裹；单元组A、B采用相同的规整填料片。

所述的单元组A、B采用相同的规整填料片为孔板波纹、压延板波纹、丝网波纹、开窗导流或刺孔波纹的结构。

所述的是单元组A、B中规整填料片数量优选为2片。

所述的单元组A上下两端凸出部分的高度h优选为10～30mm。

所述的包裹单元组A的金属丝网优选采用10～20目。

本发明的填料在塔中的应用，根据具体设备内径，当塔径较小时，将规整填料加工成标准高度的方形或圆形盘；当塔径较大时，将填料分块安装，并在填料层之间安装再分布器对气液相进行再分布。