CN212215529U - 复合结构环形填料及喷淋塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种复合结构环形填料，包括环形筒体、连接在环形筒体内部的架桥组件，环形筒体上开设有孔，孔开设有多排，每排孔沿环形筒体的上下方向分布，孔呈等腰三角形，每排相邻两个等腰三角形孔的顶角一个朝上，另一个朝下，架桥组件连接在每排孔之间的环形筒体上。一种喷淋塔，包括塔体、喷淋层、填料层，填料层包括多个复合结构环形填料。本实用新型改善了液体在填料层内的分布情况，减小喷淋塔整体压降，提高环内空间利用率，增大了气体通量减小了阻力，改善了液体在填料上的分布，提高传热、传质效率及反应效率，在相同公称尺寸下比表面积和孔隙率更大，堆积个数更少，质量更轻，表面润湿性能更好。

Description

复合结构环形填料及喷淋塔

技术领域

本实用新型涉及填料领域，特别是涉及一种复合结构环形填料及喷淋塔。

背景技术

近些年来随着世界工业化进程的不断推进，因工业发展带来的环境污染问题日益加剧，其中废气污染是迫切需要治理的一个重要污染源，随着国家对大气污染物排放管控日益严格，越来越多的企业开始不断对烟气净化技术进行更新和优化以满足超低排放的要求。

喷淋塔以其脱硫、脱硝效率高、设备结构简单、维护费用低廉等优点被广泛应用于电力和化工行业的废气处理，通常废气与喷淋水逆流布置，喷淋层的下方堆放有填料，用于增大气-液接触表面积，废气和喷淋浆液在填料上发生热、质交换。填料按堆放形式可以分为散装填料和整装填料，散装填料又可根据结构特点不同分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料和球形填料。环形填料主要可分为拉西环、鲍尔环和阶梯环三种，拉西环已经很少使用，目前被广泛应用的主要是鲍尔环和阶梯环。传统的环形填料主要存在的问题是填料之间的接触通常为线性接触，因此填料间空隙较小，且填料表面利用率较低，气液分布较差，气液之间传质、传热效率不高，同时气体绕填料外壁的平均路径很长，气体通过填料层的阻力较大，导致喷淋塔整体压损较大。

发明内容

本实用新型的一个目的是提供一种复合结构环形填料，填充于喷淋塔内部用于增大气-液接触表面，使其发生强烈混合和反应的填料。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种复合结构环形填料，包括环形筒体、连接在所述的环形筒体内部的架桥组件，所述的环形筒体上开设有孔，所述的孔开设有多排，每排所述的孔沿所述的环形筒体的上下方向分布，所述的孔呈等腰三角形，每排相邻两个等腰三角形孔的顶角一个朝上，另一个朝下，所述的架桥组件连接在每排所述的孔之间的环形筒体上。

优选地，所述的孔开设的排数为N，所述的架桥组件设置的数量为N-1。

优选地，所述的架桥组件包括十字形架桥，所述的十字形架桥连接在每排所述的孔之间的环形筒体上。

进一步优选地，所述的架桥组件还包括环形架桥，所述的环形架桥连接在所述的十字形架桥上。

进一步优选地，所述的十字形架桥、环形架桥的中心重合。

进一步优选地，上下相邻两个所述的十字形架桥不相重合。

优选地，所述的环形筒体的上边和/或下边向外侧翻出形成翻边。

进一步优选地，所述的翻边上开设有槽体。

进一步优选地，所述的槽体为方形槽体。

优选地，所述的环形填料为PP材料、316不锈钢。

本实用新型的另一个目的是提供一种喷淋塔。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种喷淋塔，包括塔体、设置在所述的塔体内部的喷淋层、位于所述的喷淋层下方的填料层，所述的填料层包括多个环形填料，所述的环形填料为复合结构环形填料。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

本实用新型改善了液体在填料层内的分布情况，减小喷淋塔整体压降，提高环内空间利用率，增大了气体通量减小了阻力，改善了液体在填料上的分布，提高废气和喷淋浆液在填料层的传热和传质效率，提高了反应效率，与传统的环形填料相比，在相同公称尺寸下比表面积和孔隙率更大，堆积个数更少，质量更轻，表面润湿性能更好。

附图说明

附图1为本实施例的立体图；

附图2为本实施例的侧视图；

附图3为本实施例的俯视图。

以上附图中：1、环形筒体；10、孔；11、翻边；110、槽体；20、十字形架桥；21、环形架桥。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

一种喷淋塔，包括塔体、设置在塔体内部的喷淋层、位于喷淋层下方的填料层，填料层包括多个环形填料，环形填料为复合结构环形填料，环形填料为PP材料。

如图1-3所示：在本实施例中：复合结构环形填料，包括环形筒体1、连接在环形筒体1内部的架桥组件。环形筒体1规格：直径×高度×壁厚＝50mm×50mm×1.5mm。环形筒体1上开设有孔10，孔10开设有四排，每排孔10沿环形筒体1的上下方向分布，孔10呈等腰三角形，每排相邻两个等腰三角形孔10的顶角一个朝上，另一个朝下。本实用新型在传统鲍尔环结构的基础上将环形填料上的矩形孔结构改为三角形孔结构，提高了单个环形填料的结构强度和韧性，同时大大提高了环内空间和环内表面的利用率。

环形筒体1的上边和下边向外侧翻出形成弧形翻边11，且翻边11上开设有方形槽体110。该结构增加了填料的机械强度，使填料之间的线性接触变为点接触，并增加了填料之间的空隙，降低了气体流通的阻力，减小了喷淋塔整体的压降；同时弧形翻边11成为液体沿填料表面流动的集散点，方形槽体110不断破坏液膜流动边界层，促进液膜表面更新，提高了传质和传热效率。

架桥组件设置有三组，连接在每排孔10之间的环形筒体1上。架桥组件包括十字形架桥20、环形架桥21，十字形架桥20连接在每排孔10之间的环形筒体1上，环形架桥21连接在十字形架桥20上，十字形架桥20、环形架桥21的中心重合，上下相邻的两个十字形架桥20不相重合，即下一个十字形架桥20相对上一个十字形架桥20旋转如45°。十字形架桥20规格：高×宽＝2mm×3mm；环形架桥21规格：高×宽＝2mm×2mm，上、中、下三层环形架桥21的外径分别为30mm，22mm，30mm。内部的桥架组件增大了气液接触的表面积，增强了气液反应效果。

本实施例中环形填料特性参数：

1、比表面积：单位堆积体积填料所具有的表面积总和，本实施例经试验和计算得出的比表面积为118m²/m³。

2、孔隙率：干燥状态下喷淋塔内填料层中空隙部分所占体积与填料层体积之比，本实施例通过测算得出的孔隙率为97。

3、堆重：单位体积填料所具有的重量，本实施例通过实地试验得出的填料堆重为57kg/m³。

4、堆积个数：单位体积的填料个数，本实施例通过实地试验得出的堆积个数为5890个。

5、干填料因子：填料未被液体湿润时的比表面积与孔隙率三次方的比值，经测算本专利填料的干填料因子为129.3。

本专利与鲍尔环性能参数对比：

。

通过对比可以看出，本实施例比鲍尔环比表面积更大，孔隙率更大，单位体积填料堆重更轻，堆积个数更少，干填料因子相当，因此具有更优异的流体力学性能，阻力更小，传热、传质效果更好。

本实施例的工作原理是：将复合结构环状填料散堆在喷淋塔内，填料层布置于喷淋层下方，喷淋浆液喷淋在填料上，废气从塔底向上流动，在填料上与喷淋浆液发生化学反应进行气液的传热和传质。

实施例一：

根据本实施例采用PP材料(聚丙烯)制作填料实物，以烟气脱硝吸收实验对填料吸收反应效果进行考察，具为体内容如下：

本实施例将实验室用于实验的模拟烟气气体作为待处理气体，烟气体积流量qv为380mL/min，其中NO含量为200mg/m³，NO₂含量为30mg/m³，烟气温度为45℃，气体首先进入小型氧化室进行强制氧化反应，目的是将NO氧化为NO₂，然后将被氧化后的烟气通入与真实喷淋塔比例为1:12的吸收塔反应器中进行反应，本实施例填料堆放在喷淋层下方20cm处，吸收塔反应器出口测定的脱硝效率为94％，出口烟气中NOx含量为12.4mg/m³，进出口压降为62Pa。

对比例一：

采用与本实施例规格相同的PP材质鲍尔环进行对比试验，以烟气脱硝吸收实验对鲍尔环填料吸收反应进行考察，具体内容如下：

将实验室用于实验的模拟烟气气体作为待处理气体，烟气体积流量qv为380mL/min，其中NO含量为200mg/m³，NO₂含量为30mg/m³，烟气温度为45℃，气体首先进入小型氧化室进行强制氧化反应，目的是将NO氧化为NO₂，然后将被氧化后的烟气通入与真实喷淋塔比例为1:12的吸收塔反应器中进行反应，鲍尔环填料堆放在喷淋层下方20cm处，吸收塔反应器出口测定的脱硝效率为91％，出口烟气中NOx含量为16.1mg/m³，吸收塔反应器进出口压降为74Pa。

实施例二：

根据本实施例采用316不锈钢制作填料实物，以烟气脱硝吸收实验对填料吸收反应效果进行考察，具体内容如下：

本实施例将实验室用于实验的模拟烟气气体作为待处理气体，烟气体积流量qv为380mL/min，其中NO含量为200mg/m³，NO₂含量为30mg/m³，烟气温度为45℃，气体首先进入小型氧化室进行强制氧化反应，目的是将NO氧化为NO₂，然后将被氧化后的烟气通入与真实喷淋塔比例为1:12的吸收塔反应器中进行反应，本实施例填料堆放在喷淋层下方20cm处，吸收塔反应器出口测定的脱硝效率为92％，出口烟气中NOx含量为13.6mg/m³，进出口压降为55Pa。

对比例二：

采用与本实施例规格相同的316不锈钢鲍尔环进行对比试验，以烟气脱硝吸收实验对鲍尔环填料吸收反应进行考察，具体内容如下：

将实验室用于实验的模拟烟气气体作为待处理气体，烟气体积流量qv为380mL/min，其中NO含量为200mg/m³，NO₂含量为30mg/m³，烟气温度为45℃，气体首先进入小型氧化室进行强制氧化反应，目的是将NO氧化为NO₂，然后将被氧化后的烟气通入与真实喷淋塔比例为1:12的吸收塔反应器中进行反应，鲍尔环填料堆放在喷淋层下方20cm处，吸收塔反应器出口测定的脱硝效率为89.4％，出口烟气中NOx含量为17.3mg/m³，吸收塔反应器进出口压降为68Pa。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合结构环形填料，包括环形筒体、连接在所述的环形筒体内部的架桥组件，所述的环形筒体上开设有孔，其特征在于：所述的孔开设有多排，每排所述的孔沿所述的环形筒体的上下方向分布，所述的孔呈等腰三角形，每排相邻两个等腰三角形孔的顶角一个朝上，另一个朝下，所述的架桥组件连接在每排所述的孔之间的环形筒体上。

2.根据权利要求1所述的复合结构环形填料，其特征在于：所述的孔开设的排数为N，所述的架桥组件设置的数量为N-1。

3.根据权利要求1所述的复合结构环形填料，其特征在于：所述的架桥组件包括十字形架桥，所述的十字形架桥连接在每排所述的孔之间的环形筒体上。

4.根据权利要求3所述的复合结构环形填料，其特征在于：所述的架桥组件还包括环形架桥，所述的环形架桥连接在所述的十字形架桥上。

5.根据权利要求4所述的复合结构环形填料，其特征在于：所述的十字形架桥、环形架桥的中心重合。

6.根据权利要求1所述的复合结构环形填料，其特征在于：所述的环形筒体的上边和/或下边向外侧翻出形成翻边。

7.根据权利要求6所述的复合结构环形填料，其特征在于：所述的翻边上开设有槽体。

8.根据权利要求7所述的复合结构环形填料，其特征在于：所述的槽体为方形槽体。

9.根据权利要求1所述的复合结构环形填料，其特征在于：所述的环形填料为PP材料、316不锈钢。

10.一种喷淋塔，包括塔体、设置在所述的塔体内部的喷淋层、位于所述的喷淋层下方的填料层，所述的填料层包括多个环形填料，其特征在于：所述的环形填料为权利要求1至9中任意一项权利要求所述的复合结构环形填料。

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