專利名稱：四氟規(guī)整填料制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種填料的制作方法，尤其是一種采用四氟材料制作的用于化工反應(yīng)塔內(nèi)進行傳質(zhì)的規(guī)整填料的制作方法，屬于化工用規(guī)整填料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有許多化工反應(yīng)塔中，用于傳質(zhì)的規(guī)整填料一般制作成各種復(fù)雜的形狀，通過增大填料的比表面積，以促進化工反應(yīng)的進行。同時，一般化工生產(chǎn)中的大部分反應(yīng)物質(zhì)具有較重的腐蝕性，在反應(yīng)過程中，大量的各種腐蝕性反應(yīng)物質(zhì)都要流經(jīng)規(guī)整填料的表面，這就要求填料表面必須具有極強和極廣的耐腐蝕性。據(jù)申請人了解，在實際化工生產(chǎn)的各種反應(yīng)塔中，雖然一些非金屬材料耐腐蝕性很強，但難以制作成具有較大比表面積的外形，因而往往采用易于制成各種復(fù)雜形狀的耐腐蝕金屬材料來制作傳質(zhì)規(guī)整填料。
然而，采用一般的耐腐蝕金屬材料已難以滿足日常繁重的化工反應(yīng)塔生產(chǎn)需要，如在脫胺塔中采用材質(zhì)SUS304(不銹鋼)制作的比表面積為250的填料，使用壽命只有三個月；即使材質(zhì)換成SUS316L(不銹鋼)，其使用壽命也不過六個月。為提高填料的使用壽命，目前國內(nèi)填料生產(chǎn)商一般只是通過提高材料的防腐等級來解決腐蝕問題，因而不得不去進口大量的鈦、鋯、哈氏合金等材料來加工成填料，如此費時又費錢。
申請人意識到，如果能夠解決將非金屬材料(尤其是四氟材料)加工成具有大比表面積外形的規(guī)整填料的問題，將使現(xiàn)有低溫化工反應(yīng)塔用填料使用壽命大幅增加，進而大幅提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。但據(jù)申請人所知，目前在用非金屬材料(尤其是四氟材料)加工規(guī)整填料中，由于現(xiàn)有制作工藝方法中存在一些解決不好的問題，如成形過程中的溫度控制及定形不好等，因此難以制作出合格的所需成形規(guī)整填料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有低溫化工反應(yīng)塔用規(guī)整填料存在的缺點及現(xiàn)有制作工藝方法存在的問題，提出一種四氟規(guī)整填料制作方法，采用該方法可以制作出所需成形規(guī)整填料，該規(guī)整填料相比現(xiàn)有低溫化工反應(yīng)塔用規(guī)整填料，具有更高的使用壽命和更低的使用成本。
為了達到以上目的，本發(fā)明的四氟規(guī)整填料制作方法包括以下步驟1、將厚度為0.8-2.0mm的四氟帶材輸入烘道，控制烘道內(nèi)溫度為250-300℃，1-1.5分鐘后輸出；2、在輸出后的四氟帶材表面滾壓花紋；3、對壓制花紋后的四氟帶材進行第一次水冷，冷卻時間1-2S；4、將第一次水冷后的四氟帶材靜置自然冷卻，時間1-2小時；5、將冷卻后的四氟帶材沖孔，沖孔孔徑4-6mm、開孔率6-15％；6、將沖孔后的四氟帶材再次輸入烘道，控制烘道內(nèi)溫度為250-300℃，2-2.5分鐘后輸出；7、滾壓輸出后的四氟帶材，使其成波紋狀；8、對滾壓呈波紋狀的四氟帶材進行第二次水冷，冷卻時間2-4S；9、將第二次水冷后的成形四氟帶材靜置自然冷卻，時間2-3小時；10、將成形冷卻后的四氟帶材裁成波紋板材。
經(jīng)上述步驟即可制成獨具特色的波紋狀四氟板材，再將該波紋狀四氟板材經(jīng)密排拼裝即制成的所需規(guī)格的四氟規(guī)整填料。
上述步驟中，先在四氟帶材表面滾壓花紋與后滾壓四氟帶材整體成波紋狀是關(guān)鍵工序，因此控制這兩次成形的前后工藝參數(shù)至關(guān)重要。本發(fā)明的制作方法中，使先滾壓四氟帶材表面花紋前后的加熱溫度和加熱時間、冷卻時間，比后滾壓四氟帶材整體成波紋狀的加熱溫度和冷卻時間分別要高和短，這樣既有利于滾壓四氟帶材表面花紋時能快速成形，又可以在后滾壓四氟帶材整體成波紋狀時不會破壞花紋。結(jié)果，由于杜決了后滾壓波紋對先滾壓花紋的破壞，因此可以保證滾壓花紋的凸凹度，使反應(yīng)液在四氟規(guī)整填料表面流動時具有充分的反應(yīng)接觸面積，同時因能保證滾壓花紋的凸凹度，可以適當(dāng)?shù)亟档屯拱级鹊臄?shù)值，又使反應(yīng)液在四氟規(guī)整填料表面流動時具有較低的流動阻力，從而最終提高填料在反應(yīng)中的傳質(zhì)效率。
實驗表明，上述步驟中四氟帶材制成波紋狀的規(guī)格為125-700Y(125-700表示比表面積、Y表示波紋與水平夾角度為45度)時，所制的四氟規(guī)整填料使用效果最為理想。
綜上所述，采用本發(fā)明的四氟規(guī)整填料制作方法，由于克服了現(xiàn)有四氟規(guī)整填料制作方法中成形不好的難題，因此能夠制作出所需的成形四氟規(guī)整填料；而該填料相比現(xiàn)有低溫化工反應(yīng)塔用填料，由于直接用四氟材料制成合格的表面花紋和整體波紋形狀，因此不僅具有大比表面積和低表面阻力，而且擁有理想的耐腐蝕性。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。
圖1是本發(fā)明實施例一中成形四氟板材的主視示意圖。
圖2是圖1的左視圖。
圖3是本發(fā)明實施例二中成形四氟板材的主視示意圖。
圖4是圖3的左視圖。
圖5是本發(fā)明實施例三中成形四氟板材的主視示意圖。
圖6是圖5的左視圖。
具體實施例方式
實施例一本實施例的四氟規(guī)整填料制作方法包括以下步驟1、將厚度為2.0mm，寬度為125mm(如圖1所示)的四氟帶材輸入烘道，控制烘道內(nèi)溫度為285℃，1.5分鐘后輸出；2、在輸出后的四氟帶材表面滾壓菱形花紋1(如圖1所示)；3、采用噴射方式對滾壓菱形花紋1后的四氟帶材進行第一次水冷，噴射時間為2S，水溫0-20℃，水流量280Kg/h，水壓力2Kgf/cm2；4、將第一次水冷后的四氟帶材靜置自然冷卻，時間1.8小時；5、用高速沖床對四氟帶材進行沖制孔2，孔2的孔徑為5.5mm，開孔率為6％(如圖1所示)；6、將沖孔后的四氟帶材再次輸入烘道，控制烘道內(nèi)溫度為280℃，2.4分鐘后輸出；7、滾壓輸出后的四氟帶材，使其整體成波紋狀，波紋板的規(guī)格為200Y(如圖2所示)；8、采用噴射方式對滾壓成波紋狀后的四氟帶材進行第二次水冷，噴射時間3S，水流量320Kg/h，水壓力2Kgf/cm2；9、將第二次水冷后的四氟帶材靜置自然冷卻，時間2.8小時；10、用切割機裁剪四氟帶材成所需尺寸的板材3(如圖1所示)；11、將數(shù)塊四氟板材3疊裝拼貼在一起，用四氟材料制成的螺栓穿過板材，拼裝固定成所需尺寸和形狀的塊狀填料。
實施例二本實施例與實施例一基本相同，所不同的是1)、實施例一步驟1中四氟帶材的厚度為1.5mm，寬度為150mm(如圖3所示)，控制烘道內(nèi)的溫度為280℃，1.3分鐘后輸出；2)、實施例一步驟3中，噴射時間為1.5S，水流量260Kg/h；3)、實施例一步驟4中自然冷卻時間為1.5小時；4)、實施例一步驟5中，沖制孔2的孔徑為5mm，開孔率為8％(如圖3所示)；5)、實施例一步驟6中控制烘道內(nèi)的溫度為275℃，2.2分鐘后輸出；6)、實施例一步驟7中的波紋板的規(guī)格為450Y(如圖4所示)；7)、實施例一步驟8中，噴射時間為2.5S，水流量350Kg/h，水壓力1.5Kgf/cm2；8)、實施例一步驟9中自然冷卻時間2.5小時。
實施例三本實施例與實施例一基本相同，所不同的是1)、實施例一步驟1中四氟帶材的厚度為1.0mm，寬度為200mm(如圖5所示)，控制烘道內(nèi)的溫度為275℃，1.1分鐘后輸出；2)、實施例一步驟3中，噴射時間為1.5S，水流量240Kg/h；3)、實施例一步驟4中自然冷卻時間為1.2小時；4)、實施例一步驟5中，沖孔孔徑為4.5mm，開孔率為10％；5)、實施例一步驟6中控制烘道內(nèi)的溫度為270℃，2分鐘后輸出；6)、實施例一步驟7中的波紋板的規(guī)格為650Y(如圖6所示)；7)、實施例一步驟8中，噴射時間為2.2S，水流量380Kg/h，水壓力1.5Kgf/cm2；8)、實施例一步驟9中自然冷卻時間2.2小時。
上述實施例中，所述烘道的兩端開口尺寸為320×100mm，烘道采用電加熱方式，電熱元件由電熱燈管及電阻絲套管構(gòu)成；所述滾壓花紋或滾壓波紋采用的設(shè)備是含有表面呈齒狀對輥的滾壓成形裝置；所述四氟帶材的主要材料成分是四氟乙烯。
值得一提的是，上述實施例的四氟規(guī)整填料制作方法里除了前述解決二次滾壓成形的難題外，還含有經(jīng)申請人長期反復(fù)試驗得到的其它創(chuàng)造性技術(shù)點。例如，長期以來傳統(tǒng)制作的規(guī)整填料表面花紋一般是有一定凸度或凹度的平行線條狀，該形狀的填料表面在用于傳質(zhì)時，反應(yīng)液在填料表面的流道單一且阻力大，而申請人則一改傳統(tǒng)規(guī)整填料制作中，一味通過改變填料整體形狀使比表面積增加的單一思路，創(chuàng)造性地將規(guī)整填料表面形狀設(shè)計制作成菱形花紋，使反應(yīng)液在填料表面的流道大大增加，相當(dāng)于增大了填料的比表面積，而且因填料表面流道的大大增加，可以相應(yīng)通過適當(dāng)減小填料花紋紋路的凸度或凹度，因而成倍降低反應(yīng)液在填料表面流動的阻力，從而更有利于傳質(zhì)；再如，申請人通過反復(fù)試驗，找出上述三個實施例中諸如二次烘道加熱、噴射式水冷等獨創(chuàng)的方法及相應(yīng)各步驟配套控制時間、流量和壓力等優(yōu)化實施工藝參數(shù)，從而確保將四氟帶材制作出所需的形狀。
經(jīng)實際在多個化工反應(yīng)塔的使用證明，采用上述實施例制作方法制成的四氟規(guī)整填料，其使用壽命已達一年以上，而供貨周期由三個月降到三天，使用成本只有現(xiàn)有規(guī)整填料的三分之一。
綜上所述，采用本發(fā)明的四氟規(guī)整填料制作方法，可以生產(chǎn)出具有大比表面積、低表面阻力及擁有高耐腐蝕性的規(guī)整填料，不僅大大提高規(guī)整填料在化工反應(yīng)中的傳質(zhì)效果，進而提高化工生產(chǎn)效率，而且成倍延長填料自身的使用壽命和降低使用成本。
除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其它實施方式。例如，烘道也可以是兩座，波紋板規(guī)格中的波折角度也可以是30度或其它角度等。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種四氟規(guī)整填料制作方法，其特征在于，包括如下制作步驟1)、將厚度為0.8-2.0mm的四氟帶材輸入烘道，控制烘道內(nèi)溫度為250-300℃，1-1.5分鐘后輸出；2)、在輸出后的四氟帶材表面滾壓花紋；3)、對壓制花紋后的四氟帶材進行第一次水冷，冷卻時間1-2S；4)、將第一次水冷后的四氟帶材靜置自然冷卻，時間1-2小時；5)、將冷卻后的四氟帶材沖孔，沖孔孔徑4-6mm、開孔率6-15％；6)、將沖孔后的四氟帶材再次輸入烘道，控制烘道內(nèi)溫度為250-300℃，2-2.5分鐘后輸出；7)、滾壓輸出后的四氟帶材，使其成波紋狀；8)、對滾壓呈波紋狀的四氟帶材進行第二次水冷，冷卻時間2-4S；9)、將第二次水冷后的成形四氟帶材靜置自然冷卻，時間2-3小時；10)、將成形冷卻后的四氟帶材裁成波紋板材。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述四氟規(guī)整填料制作方法，其特征在于，所述水冷采用噴射方式，水溫0-20℃，水壓力1-2Kgf/cm2；所述第一次水冷的水流量為200-300Kg/h，第二次水冷的水流量為300-400Kg/h。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述四氟規(guī)整填料制作方法，其特征在于，所述步驟8)中的波紋帶材的比表面積為125-700，波紋與水平夾角度為45度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述四氟規(guī)整填料制作方法，其特征在于，所述步驟10)后還有拼裝成規(guī)整填料步驟，該步驟是將數(shù)塊四氟板材疊拼貼在一起，用四氟材料制成的螺栓穿過板材，拼裝固定成所需尺寸和形狀的塊狀填料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述四氟規(guī)整填料制作方法，其特征在于，所述四氟帶材的寬度為120-200mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述四氟規(guī)整填料制作方法，其特征在于，所述步驟1)中，四氟帶材厚度為2.0mm，控制烘道內(nèi)溫度為285℃，1.5分鐘后輸出；所述步驟6)中，控制烘道內(nèi)溫度為280℃，2.4分鐘后輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述四氟規(guī)整填料制作方法，其特征在于，所述步驟1)中，四氟帶材厚度為1.5mm，控制烘道內(nèi)溫度為280℃，1.3分鐘后輸出；所述步驟6)中，控制烘道內(nèi)溫度為275℃，2.2分鐘后輸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述四氟規(guī)整填料制作方法，其特征在于，所述步驟1)中，四氟帶材厚度為1.0mm，控制烘道內(nèi)溫度為275℃，1.1分鐘后輸出；所述步驟6)中，控制烘道內(nèi)溫度為270℃，2分鐘后輸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述四氟規(guī)整填料制作方法，其特征在于，所述四氟的主要材料成分是四氟乙烯。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種四氟規(guī)整填料制作方法，屬于化工用規(guī)整填料技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括利用烘道和滾壓成形裝置，將四氟帶材經(jīng)第一次加熱軟化后在其表面滾壓菱形花紋，接著經(jīng)第一次水冷和自然冷后在四氟帶材上沖孔，再經(jīng)第二次加熱軟化后滾壓四氟帶材使其成波紋狀，再接著經(jīng)第二次水冷和自然冷后將四氟帶材裁剪成四氟板材，最后將四氟板材拼裝成所需塊狀填料。采用本發(fā)明的四氟規(guī)整填料制作方法，可以生產(chǎn)出既具有大比表面積和低表阻又擁有高耐腐蝕性的填料，從而提高化工反應(yīng)生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。
文檔編號B01J19/32GK101024158SQ20071001927
公開日2007年8月29日 申請日期2007年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月11日
發(fā)明者顧益均, 秦松 申請人:秦松