用于规整填料的填料层制造技术

本发明专利技术涉及一种用于规整填料的填料层（１０），其具有波纹，其中波纹形成了多个敞开的通道（１２，１４，１６），其中通道包括第一波谷（２２）、第一波峰（３２）和第二波峰（４２）。第一波峰（３２）和第二波峰（４２）界定了第一波谷（２２），其中第一波峰和第二波峰具有第一顶端（３３）和第二顶端（４３）。在第一波峰（３２）的第一顶端（３３）上形成了在第一顶端（３３）方向上延伸的隔离元件（３４）。第一波谷（２２）具有谷底（２３），其中隔离元件（３４）具有边缘（３５），与第一波峰（３２）的顶端（３３）相比，边缘（３５）离波谷（２２）的谷底（２３）具有更大的垂直间距。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种规整填料和包含这种规整填料的塔，特别是吸收塔。本专利技术特别 地涉及这样一种规整填料该规整填料减少了压力损失，并且特别适用于利用含水吸收剂 的吸收应用，例如从烟气中吸收CO2。
技术介绍
规整填料的原理在吸收中已经使用了几十年(cf. K. Sattler ‘‘ Thermische Trennverfahren “ ，VCH Verlag, Weinheim 1995)，因为由此可节省将要输入的能量和吸收塔的结构高度。规整填料在一个商业实施例中被制成彼此相继地布置的褶皱的金属片，其结构具 有彼此持续地交叉的倾斜通道。这些通道对于填料中的气相和液相流具有正面影响，并促 进了相态之间的质量传递。也就是说，气相和液相在填料通道中发生接触，并因而促进了在 相态之间的质量传递。为了提高规整填料的分离能力，通常扩大规整填料的表面，这通常通过更高的层 数和/或更紧密的通道几何结构来实现。通过计算填料层的几何面积之和来得出总表面 积。然而，这些方法导致规整填料中的压力降增大。然而，由此引起的是，必须提供较少的 填料表面，以便减少压力降，由此分离能力(其是填料的效率)劣化。另外，可提供更加敞 开的交叉通道。更加敞开的交叉通道意味着通道相对于主流动方向的倾斜角应选择更低。 这就意味着必须取决于应用在压力降和可能的最佳分离能力之间找到最佳值。然而交叉通道具有大量的接触点，这在某些应用中可能具有正面效应，但在其它 应用中也可能具有负面效应。在利用具有良好湿润性的液流的应用中，例如在关于有机流体的精馏工艺中，接 触点具有使冲击液流分开并偏转至通道侧旁的效应。因此放大了液体的横向分布，并改进 了效率。接触点此外还具有使气流主要在通道方向上而非与主流动方向平行而流动的效 应，由此可改善气体侧质量传递。在接触点周围可能形成死区，在该区域中，液体在比定位在规整填料上的其余液 体更小的程度上参与质量传递。这种现象已经从US6，378，332B1中获知，在该专利中描述 了用于低温精馏的填料，其意图减少这种死区的出现率。根据US 6，378，332B1的方案在于 通过各个单独的填料层的交替地高起和平坦的褶皱来减少填料层之间的接触点的数量。然 而，在这个方面考虑该系统，该系统的小的表面张力依然导致理想的总表面积的湿润性，即 接触点之后的区域仍被液体润湿。由此断定有效地可用的质量传递面积只在理想的情况下 相差接触点所需要的接触面积。因此，只有接触点会导致有效地可用的质量传递面积的损 失。有效地可用的质量传递面积是被较不易挥发性流体(在大多数情况下为液体)润湿的 总表面积的一部分。因而从US 6，378，332B1中知晓了一种精馏工艺，在该工艺中，使用具有交叉通道 结构的规整填料，也就是说，该填料由交叉地放置在彼此上的波纹状或褶皱的金属片制成。相邻的金属片沿着波峰或沿着边缘而彼此接触。较易挥发性的液体可在褶皱的金属片之间 与较不易挥发性的流体反向流动，使得质量传递能够发生。在us 6，378，332B1中显示了一 种用于减少两个相邻的金属片之间的接触点数量的工艺。为此目的采取措施以改变波峰的 或边缘的高度，使得各个金属片的仅一些波峰或边缘具有最大高度。金属片因而只是在沿 着波峰或边缘的最大高度处彼此接触。在液体控制的系统中，质量传递受到质量传递面积的决定性影响。当在液相下发 生化学反应时，这特别适用。EP 0671963B1为此目的建议将填料层进一步更紧密地组合起 来，以便在单位体积内容纳比 正常惯例更多的填料层。在这方面，更高的材料消耗和增大的 压力损失则是不利的。现在已经意外地发现具有较少接触点的填料对于液体控制的系统中的吸收能力 具有正面效应，当在液相下发生化学反应时尤其如此，这种填料以不同的方式布置，并且一 方面降低了气体侧的压力损失，且另一方面减少了总表面积。因此，这种填料结构将优选用于液体控制的系统中，并且有利地用于用来从气流 中吸收CO2的系统中。在这种系统中，质量传递受到液相下的化学反应的决定性的影响。这 种CO2产生于例如发电厂中所产生的排气中。在下游吸收系统中通过吸收而从排气流中分 离出CO2，其被压缩并接下来储存于例如地下。对于这种吸收作用，需要一种产生尽可能小 的压力降并且另外还容许有高的分离能力的规整填料。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是提供这样的一种规整填料其在相同数量或较少数量的接触 点的条件下具有改进的稳定性。本专利技术的又一目的是选择接触点的布置，使得存在最小的由于接触点引起的质量 传递变化。因此本专利技术的又一目的是减少填料中的压力损失，因为由此可节省产生气流的能 量，其中分离能力应尽可能少地偏离可达到的最佳值。这些目的通过使用隔离元件以及通过接触点的布置来实现，该布置容许(尤其在 吸收应用中)对总表面积有最大的液体润湿度。用于规整填料的填料层具有波纹，其中由 波纹形成了多个敞开的通道。通道包括第一波谷、第一波峰和第二波峰，其中第一波峰和第 二波峰界定了第一波谷，其中第一波峰和第二波峰具有第一顶端和第二顶端。在第一顶端 方向上延伸的隔离元件形成于第一波峰的第一顶端上，其中第一波谷具有谷底，其中隔离 元件具有边缘，与第一波峰的第一顶端相比，该边缘离波谷谷底具有更大的垂直间距。根据一个优选实施例，在第二顶端上布置了第二隔离元件。作为备选或附加，在第 一谷底上可布置第三隔离元件。当然在填料层上可提供多个第一、第二或第三隔离元件。各个填料层可包括第一边界和第二边界，其中第一边界布置成基本上平行于第二 边界。隔离元件可特别地布置在第一边界的附近和/或第二边界的附近。因此，本专利技术的另一目的是提供这样的一种规整填料该填料在相同数量或较少 数量的接触点的条件下具有改进的稳定性。填料层具有用于改进稳定性的波纹，其中波纹 高度是基本恒定的。根据一个优选实施例，顶端的至少一部分被制成为边缘，和/或波谷中的至少一些被制成为V形形状。因而，规整填料包括根据前述实施例中的一个的第一填料层以及第二填料层，其中第二填料层具有与第一填料层相似的波纹，其中第一填料层和第二填料层布置成使得第 一填料层的通道与第二填料层的通道相交。第一填料层通过隔离元件而与第二填料层相接 接触。隔离元件可布置在第一填料层和第二填料层的其中各个上。第一填料层的隔离元 件可与第二填料层的隔离元件相接接触。特别是可将隔离元件彼此上下地布置，以使第一填料层和第二填料层竖直地对 准。这种间隔元件可在第一填料层和第二填料层竖直地对准的情况下彼此相邻地设置。根据本专利技术的填料层由规整填料层制成，规整填料层的褶皱全部具有相等的高 度。因此产生了填料的高稳定性，这在具有大直径的塔中尤其特别重要。在单独的填料层 之间的相交点的数量根据本专利技术通过在填料层之间引入隔离元件来实现。这些隔离元件可 制成棒，其例如由在特定点上应用于褶皱的填料层并因而以限定的间隔且在限定的点处将 填料层彼此分开的线材或窄的片状金属条制成。将隔离元件整合到填料层中并因而在制造过程中须要执行较少的工艺步骤看起 来似乎进一步更为有利。为此目的，通过在限定的点处，例如在填料层的上边缘和下边缘处 进行深冲压，可由金属片加工出隔离元件。当单独的填料层彼此上下放置时，通道仅仅在填 料层的上边缘和下边缘处的边界本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种至少包括具有第一波纹的第一填料层（１０）的规整填料（１），其中，所述第一波纹形成了多个敞开的通道（１２，１４，１６），其中所述通道包括第一波谷（２２）、第一波峰（３２）和第二波峰（４２），其中所述第一波峰（３２）和所述第二波峰（４２）界定了所述第一波谷（２２），其中所述第一波峰和所述第二波峰具有第一顶端（３３）和第二顶端（４３），其特征在于，在所述第一波峰（３２）的第一顶端（３３）上形成了在所述第一顶端（３３）的方向上延伸的隔离元件（３４），并且所述第一波谷（２２）具有谷底（２３），所述隔离元件（３４）具有边缘（３５），与所述第一波峰（３２）的第一顶端（３３）相比，该边缘离所述波谷（２２）的谷底（２３）具有更大的垂直间距，由此所述规整填料包括第二填料层（１００），该第二填料层（１００）具有第二波纹，由此所述第一填料层（１０）的第一波纹设置成使得与所述第二填料层（１０）的第二波纹产生交叉布置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：I奥斯纳，M杜斯，
申请(专利权)人：苏舍化学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]