本发明专利技术涉及一种锯齿形波纹填料及其应用，Ｚｉｇｚａｇ－ｐａｋ。其特征是金属板状材料用磨具滚压成锯齿状波纹形状，锯齿一边与填料片伸展方向垂直，波纹轴线与垂直方向成一定夹角，波纹板经切割成长度不同、宽度相同的长方形状填料片，每相邻两片填料交错排列，多片填料包扎成圆盘。锯齿波纹峰高（ｈ）１．５－８ｍｍ、齿形角（α）１５－７５°、波纹倾角（β）１５－６０°。与现有技术相比，本发明专利技术具有分离效果高、成本低等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种化工精馏用新型波纹填料，尤其是同位素分离等难分离体系精 馏填料技术。
技术介绍
波纹填料由于具备阻力小、通量大、持液小、处理量大、放大容易等优点，在 工业上得到了广泛的应用。现有波纹填料的结构特点是波形呈等腰三角形，每两片填 料交错叠放，汽液两相在填料孔道内规则流动，较之传统散堆填料有极大的优点。然 而，随着对分离要求的提高，现有波纹填料的传递效率仍有待提高。比如日本Sanso公 司低温精馏分离18O的生产装置，采用他们自己开发的规整填料，由13座高60米的塔 组成庞大的级联(KAMBE Takashi，KIHARA Hitoshi，HAYASHIDA Shigeru, et al.， Development of oxygen-18 separation unit by oxygen distillation,大阳曰酸季 艮，No.23, 2004，20-25)。其生产装置建设费用及日常运行成本都高于理想的级联装置。美国Los Alamos实验室曾经建立的一座生产13C同位素的装置，由200米高的主塔级联及50米高 的苜1J 塔组成(B.B.Mclnteer.Isotope separation by distillation design of a carbon-13 plant, Separation Science and Technology, 1980, I5 (3) : ^l-5O8)。这些超高设备的设计，都 是因为受制于填料的传递效率。如果能够提高填料的汽液分布效率，生产装置将大大减 小，从而降低投资。可见，开发高效的新型填料，具有巨大的工程及经济需求。于是人 们不断通过增加填料比表面积的手段来提高波纹填料的分离效率。目前最高比表面积达 到了 1700m2/m3，几乎达到了制造设备的极限！而且，一味地依靠增加比表面积来提高 传递过程，也遇到了瓶颈当填料比表面积进一步增加时，分离效果反而变差！同时， 由于波纹填料内汽液通道当量直径仅有1.5-8mm，实际测量两相流动流场分布具有很大 难度，导致人们对填料表面两相流的微观现象了解甚少。对于制约波纹填料效率这一瓶 颈，如何进一步提高只能从其它途径实现。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种分离效果高、 成本低的锯齿形波纹填料及其应用。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现一种锯齿形波纹填料，其特征在 于，该填料由金属板滚压成锯齿状波纹填料片结构，锯齿一边与填料片伸展方向垂直， 波纹轴线与填料片伸展方向成一夹角，锯齿波纹峰高hl.5-8mm、齿形角α 15-75°、波 纹倾角β 15-60°。所述的金属板为不锈钢板、青铜板、铝合金板或塑料板。所述的金属板为不锈钢丝网。所述的填料片表面均勻冲孔，孔径为4_8mm，打孔率5_10%。一种锯齿形波纹填料的应用，其特征在于，将多个填料片包扎成填料盘，使相邻两片填料片交错排列，用于化工精馏塔内填充。所述的填料盘的直径为30-1000mm，盘高30_300mm。在精馏过程中，汽液两相在填料表面逆流交换。理想状况是液体在填料表面均勻成膜，实现最大的汽液接触面。然而通过对传统波纹填料的实际测量得出，液体在填 料表面并没有成膜，而是在填料一侧边缘以溪流流动，绝大部分填料表面并没有被液体 润湿。本专利技术提出的锯齿形通道结构设计，液体在填料表面以波浪式铺满填料，较之传 统等腰三角形结构传递面积提高了数倍，其分离效率也得到质的提高。本专利技术正是对传统波纹填料的结构进行创新，提出锯齿形波纹的新结构。在相 同比表面积时分离效率大大提高，实现了对现有技术的突破，取得了意想不到的效果。 与现有技术相比，具有以下优点1.液体在填料表面分布面积是传统波纹填料表面的数倍。由于液体在Zigzag-pak 填料表面能够更好地润湿，较之传统波纹填料有效利用率大大提高，有效面积数倍于传 统填料。2.同样比表面积的填料，本专利技术比传统技术分离效率提高数倍。由于液体分布 性能远优于传统填料，所以同样比表面积的填料，本专利技术的分离效率数倍于传统填料。3.新的Sgzag-pak填料提高了波纹填料传递效率，便于工程推广应用。 Zigzag-pak填料是一种新的波纹填料，其结构的变化带来使用效果质的变化，工业中现 有波纹填料均可以用更为高效的Zigzag-pak填料替代。4.可以有效降低精馏塔高度、降低投资费用。Zigzag-pak填料分离效率的提高， 可以大幅度降低填料用量，从而降低精馏塔高度、降低建设费用。5.降低了塔内持液、利于热敏性物料分离、降低同位素分离浓缩时间。 Zigzag-pak填料降低了精馏塔高度，也同样减少了塔内持液量及汽液停留时间，这将极 为有利于热敏性物料的分离；对于浓缩时间动则数个月的同位素分离来说，可以显著降 低这一平衡时间，节约能耗。附图说明图1为传统波纹填料波形结构示意图；图2为本专利技术Zigzag-pak填料的锯齿形波纹结构示意图；图3为本专利技术波纹填料片结构示意图。图中α -齿形角；b_波长；h_峰高；β _波纹倾角。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1 如图2-3所示，用厚度为Imm的不锈钢板冲直径5mm的孔，冲孔率为10%， 然后滚压成峰高h = 4mm、齿形角α = 60°、波纹倾角β =30°的锯齿形Zigzag-pak 波纹填料，切割组合成直径800mm、盘高300mm的填料盘。取代传统的峰高4mm、波 距8mm的波纹填料用于二甲苯精馏，分离效率大大提高。实施例2 用100目的不锈钢丝网，冲直径5mm的孔，冲孔率为5%，然后滚压成峰高h =2.5mm、齿形角α =45°、波纹倾角β = 45°的锯齿形Zigzag-pak波纹填料，切割 组合成直径30mm、盘高30mm的填料盘。安装在分离同位素13C的CO低温精馏塔中。 其分离效率高于同样峰高2.5mm、比表面积为IlOOm2An3的传统波纹填料。 实施例3 用厚度为0.8mm的铝合金板，滚压成峰高h = 3mm、齿形角α = 15°、波纹 倾角β =60°的锯齿形Zigzag-pak波纹填料，切割组合成直径400mm、盘高200mm的 填料盘。安装在分离同位素18O的O2低温精馏塔中。其分离效率高于同样峰高3mm的 传统Sulzer波纹填料。实施例4 用厚度为0.5mm的青铜板，滚压成峰高1ι = 5_、齿形角α = 75°、波纹倾 角β = 30°的锯齿形Zigzag-pak波纹填料，切割组合成直径200mm、盘高50mm的填 料盘。安装在提取维生素的精馏塔中。其分离效率高于同样峰高为5mm的传统等腰三 角形结构的波纹填料。实施例5 用厚度为Imm的不锈钢板冲直径4mm的孔，冲孔率为10%，然后滚压成峰高h =1.5mm,齿形角α =75°、波纹倾角β =60°的锯齿形Zigzag-pak波纹填料，切割 组合成直径1000mm、盘高30mm的填料盘。取代传统的峰高4mm、波距8mm的波纹填 料用于二甲苯精馏，分离效率大大提高。实施例6 用厚度为Imm的不锈钢板冲直径8mm的孔，冲孔率为5%，然后滚压成峰高h = 8mm、齿形角α = 15°、波纹倾角β = 15°的锯齿形Z本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锯齿形波纹填料，其特征在于，该填料由金属板滚压成锯齿状波纹填料片结构，锯齿一边与填料片伸展方向垂直，波纹轴线与填料片伸展方向成一夹角，锯齿波纹峰高（ｈ）１．５－８ｍｍ、齿形角（α）１５－７５°、波纹倾角（β）１５－６０°。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李虎林，袁家均，许保云，龙磊，吉永喆，蔡扬，
申请(专利权)人：上海化工研究院，
类型：发明
国别省市：31
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