專利名稱：陶瓷規(guī)整填料防壁流多功能圈的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及工業(yè)塔器分離部件，是一種陶瓷規(guī)整填料防壁流保護圈。
陶瓷規(guī)整填料(如圖1)因具有潤濕性能好、耐高溫、耐腐蝕等獨特優(yōu)點，被廣泛地應用在一些比較特殊的精餾、吸收及萃取過程中。在實際工業(yè)應用中，由于陶瓷規(guī)整填料無彈性、易碎等缺點，為了便于安裝，往往需要將填料直徑做到比實際塔徑小一些。這意味著填料和塔壁之間將留有較大的縫隙，易造成比不銹鋼、塑料等規(guī)整填料大的多的壁流。早有研究人員指出，對于填料，每增加10％的壁流量，就會引起5％的效率損失。對于不銹鋼以及塑料填料而言，由于它們有一定的彈性，裝填后的填料能與塔壁貼合緊密。即使如此，實驗研究表明不采取防壁流措施，仍會造成10～40％不等的壁流量。而陶瓷規(guī)整填料由于剛性結(jié)構(gòu)，無法與塔壁貼緊，壁流量大增。國內(nèi)外有大量文獻報導，對于相同比表面積的陶瓷和不銹鋼板波紋規(guī)整填料，在相同操作條件下，陶瓷填料的效率比不銹鋼的低不少，而陶瓷填料的表面潤濕性能明顯要比不銹鋼好，椐此推測陶瓷填料的效率應略高于不銹鋼填料。其間效率的損失，很大一部分就是壁流引起的。
本發(fā)明的目的是提供一種陶瓷規(guī)整填料的防壁流多功能圈，它既能明顯地降低壁流量，又能方便安裝、抗碎、保護等多種功能。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種陶瓷規(guī)整填料防壁流多功能圈，它由耐溫、耐腐蝕的材料制成，它是一個高(H)為20-100mm，厚(d1)為1-10mm的包扎環(huán)，在包扎環(huán)的上沿外有一圈凸出的肩圈，肩圈寬(L)為5-50mm，肩圈剖面呈劈形，肩圈外沿厚(d2)為1-5mm。
上述的耐溫、耐腐蝕材料是磚橡膠、聚四氟乙烯、石墨或彈性陶瓷。
磚橡適宜用于吸收、萃取等溫度較低的場合(低于100℃)。聚四氟乙烯宜用于溫度低于250℃的精餾、吸收等場合，石墨、彈性陶瓷耐高溫性好，主要用于溫度超過250℃的高溫場合。
上述的防壁流多功能圈的肩圈與包扎環(huán)平滑連接。
上述的防壁流多功能圈當用于每層陶瓷規(guī)整填料底部時，防壁流多功能圈的包扎環(huán)的下沿可以有一個向內(nèi)凸出的壁流收集引導圈，壁流收集引導圈寬(1)為5-50mm，它的內(nèi)端邊呈鋸齒狀。
對于大直徑的本發(fā)明的防壁流多功能圈，它可以是整體的，也可以是多塊拼裝成的。
本發(fā)明的防壁流多功能圈的作用在于一方面它作為陶瓷填料和塔殼內(nèi)壁的軟連接。在裝填填料時，由于塔壁逆著填料裝填方向與外側(cè)薄邊的擠壓，使防壁流多功能圈與塔壁緊密貼合，有利于填料的安裝固定。另一方面，整個圈封死了填料和塔壁之間氣、液相的通路。這樣可防止液體沿塔壁漏出，更加有效地防止壁流的形成與發(fā)展，以及氣相短路的發(fā)生。防壁流多功能圈的肩圈由外側(cè)向內(nèi)側(cè)逐漸變厚，采用弧型過渡或梯型過渡。環(huán)總寬度為5～50毫米不等，視塔徑而定。外側(cè)薄邊厚1～5毫米，內(nèi)側(cè)圈和包扎圈厚度1～10毫米，防壁流多功能圈高度為20～100毫米，圈高度宜低不宜高，這樣可使液相盡快回落到填料床層中，防止液體只在防壁流多功能圈內(nèi)側(cè)長時間流動，形成“內(nèi)壁流”，影響分離效率。一般每隔100～200毫米設一防壁流圈，視每層填料高度和塔徑而定。每層填料底部的防壁流多功能圈的包扎環(huán)的下沿可以有一個壁流收集引導圈。這樣使收集的液相通過填料自身傾斜通道，導入下層填料床層中央，防止收集的壁流只在填料層防壁流多功能圈內(nèi)周邊一圈進行流動，造成流動分布不均、局部溝流等不良影響。收集引導圈不能過寬，否則影響氣體的流動的通暢，一般選擇5～50毫米，視塔徑而定。
對于小直徑塔(小于400毫米)，防壁流圈可整體下料，壓模制成。對于大于400毫米直徑的填料，可將防壁流圈做成塊狀，將其包扎在填料周邊，接合處采用咬合方式，或采用鈦等耐高溫、耐腐蝕的金屬絲鉚接。對于分塊拼裝的大直徑陶瓷填料，可在大塔內(nèi)先將最下層的防壁流多功能圈裝好，做好一盤填料后，在此填料層部再繞一圈防壁流多功能圈的辦法。
此防壁流多功能圈還具有保護陶瓷填料的功能。由于陶瓷易碎，拆裝不便，加上此多功能圈后，減少陶瓷填料直接與塔壁以及其他剛性物體的接觸機會，有效地起到了抗碎保護功能。此外，采用防壁流多功能圈，陶瓷填料直徑可比普通陶瓷規(guī)整填料略小，防止因為陶瓷填料尺寸過大，或塔殼本身有一定的橢圓度以及有毛刺等因素而使填料裝不進塔內(nèi)，造成填料浪費的情況。因此多功能圈起到防壁流、方便安裝、抗碎保護等多種功能。


圖1為陶瓷規(guī)整填料的示意圖；圖2為本發(fā)明的防壁流多功能圈的示意圖，a為主視圖，b為俯視圖；圖3為本發(fā)明的填料每層底部的防壁流多功能圈示意圖，a為主視圖，b為主視圖。圖中1為包所環(huán)；2為肩圈；3為壁流收集引導圈。
實施例1靖江某化工廠直徑為D=800mm、年產(chǎn)2500噸二氯卞精餾塔，生產(chǎn)要求塔頂產(chǎn)品中二氯卞的純度在99％以上，塔底二氯卞的濃度要低于7％。該塔原采用350Y陶瓷規(guī)整填料，填料高度為18m(約60塊理論板數(shù))，中間采用3個液體再分布器。生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，該塔壁流量很大，分離效率遠低于設計預想。塔頂2,4-二氯甲苯的含量超過了2％，遠遠高于設計指標(≤1％)，而二氯卞的含量只有97.4％。大修期間，在原有的每塊填料的中部和底部增加了防壁流多功能圈，其材料為聚四氟乙烯，包扎環(huán)1厚d1為2mm，高H=30mm。肩圈2寬L=20mm，外沿厚d2為1mm。底部壁流圈的齒峰為10mm。采用本發(fā)明后，填料層高度基本不變，中間僅采用2個液體再分布器，在生產(chǎn)能力不變的情況下，塔頂?shù)亩缺搴窟_到了99.2％，塔底二氯卞的含量也被控制在6％左右，完全達到原設計要求。
實施例2南京東方化工二廠直徑為D=2200mm的醋酸脫水塔，原塔采用250Y陶瓷規(guī)整填料，填料層高度為25m，塔頂醋酸含量在2～2.2％之間，塔底產(chǎn)品醋酸濃度為95％左右。由于塔徑較大，塔壁與填料無法貼緊，留有較大空隙，壁流嚴重。年修期間，更換了部分被損壞、腐蝕的填料(約占總填料的1/3)。新填料采用了本發(fā)明的防壁流多功能圈。其材料為聚四氟乙烯，包扎環(huán)1厚d1=2mm，高H=50mm。肩圈2寬L=40mm，外沿厚d2為1mm。底部防壁流多功能圈的齒峰為20mm。每塊填料只在填料底部設有防壁流多功能圈。重新開車后，塔的通量仍保持原有水平，塔頂醋酸濃度下降到1.6％以下，塔底產(chǎn)品醋酸的濃度上升到了96％左右。
權(quán)利要求
1．一種陶瓷規(guī)整填料防壁流多功能圈，它由耐溫、耐腐蝕的材料制成，其特征是它是一個高(H)為20-100mm，厚(d1)為1-10mm的包扎環(huán)(1)，在包扎環(huán)(1)的上沿外有一圈凸出的肩圈(2)，肩圈寬(L)為5-50mm，肩圈(2)剖面呈劈形，肩圈(2)外沿厚(d2)為1-5mm。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的防壁流多功能圈，其特征是耐溫、耐腐蝕材料是夸橡膠、聚四氟乙烯、石墨或柔性陶瓷。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的防壁流多功能圈，其特征是肩圈(2)與包扎環(huán)(1)平滑連接。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的防壁流多功能圈，其特征是用于每層填料底部的防壁流多功能圈，它的包扎環(huán)(1)的下沿有一個向內(nèi)凸的壁流收集引導圈(3)，壁流收集引導圈(3)寬(1)為5-50mm，它的內(nèi)端邊呈鋸齒狀。
5．據(jù)權(quán)利要求1或4所述的防壁流多功能圈，其特征是對于大直徑的防壁流多功能圈是整體的或者是多塊拼裝成的。
全文摘要
一種陶瓷規(guī)整填料防壁流多功能圈,它由耐溫、耐腐蝕的材料制成,它是一個高為20－100mm,厚為1－10mm的包扎環(huán),在包扎環(huán)的上沿外有一圈凸出的肩圈,肩圈寬為5－50mm,肩圈剖面呈劈形,肩圈外沿厚為1－5mm。采用本發(fā)明的防壁流多功能圈后,充填有陶瓷規(guī)整填料的塔器的壁流量明顯降低,塔效率明顯提高。
文檔編號B01J19/32GK1321542SQ0110826
公開日2001年11月14日 申請日期2001年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月28日
發(fā)明者張志炳, 耿皎, 駱培成, 周政 申請人:南京大學