摘　要：峰穀搭片式波紋填料比常見的波紋填料效率高約10%，通量增大20%，壓降降低30%，綜合性能更為優良。峰穀搭片式波紋填料已成功地在茂名石油化工公司的四蒸餾減壓塔項目中得到應用。
關鍵詞：填料塔；波紋填料；峰穀搭片式波紋填料
分類號：TQ 053.5　文獻標識碼：A
文章編號：1000-7466(2000)02-0001-03

Developmentand application of Dapak packing

　　LIANGTai-an， ZHOUWei， DUJian-ting
(Tianjin University Modern Packed Tower Technology Company,Tianjin 300072,China)

Abstract：Theefficiency of Dapak rises 10%,the flux ris es 20%,the pres suredrop drops 30%,the synthetically function is more better.Dapak havebe en s uccessfully applied to the project of fourthdistillation-decompressed column o f Maoming PetrochemistryEngineering Company.
Key words： packedtower;ripple packing;Dapak▲

　　填料塔是化工分離過程中的一種重要氣液傳質設備，填料是填料塔的核心構件，它提供了氣液兩相傳熱、傳質的接觸表麵。
　　自從60年代初的金屬絲網波紋填料和70年代末的金屬孔板波紋填料問世以來，填料塔技術及其基礎理論研究不斷深入發展，瑞士蘇爾壽(Sulzer)公司的麥勒派克填料(Mellapak)代表了化工填料研究領域的世界先進水平。
　　隨著社會的進步，人們對於填料塔技術不斷地提出了更新、更高的要求，企盼著效率更高、通量更大、壓降更低及性能更為優良的化工填料不斷地被開發出來，國內外的專家為此付出了辛勤勞動。幾年來，天津大學填料塔新技術公司先後開發出數種新型化工填料，並已獲得了國家**，峰穀搭片式波紋填料就是其中的一種。

1　結構特點

　　峰穀搭片式波紋填料不同於常見的孔板波紋填料，它屬於新型的斷續波紋填料中的一種，外觀形狀見圖1。該填料是在常見波紋填料的基礎上，在波紋填料的每一完整波紋棱線上分段間隔、反向進行切割和衝壓，產生多個凹坑和切口，成為不完整的斷續波紋，生成了非同以往的新型結構形狀。

圖1　Dapak填料單片結構

　　該填料的結構特征：在其每一周期波紋的波峰上，規則間斷地開設截麵形狀呈三角形的穀段，構成穀段的每個穀麵為上小下大的梯形或平行四邊形，穀段的深度小於1/2波峰高度。且在該填料的每一周期波紋的波穀中，規則間斷地開設截麵形狀呈三角形的峰段，構成峰段的每個峰麵為上大下小的梯形或平行四邊形，峰段高度小於1/2波穀深度。
　　如上所述，峰穀搭片式波紋填料的波紋與眾不同，波峰上有穀，波穀中有峰，是1種具有新型結構形狀的斷續波紋填料，其正截麵形狀見圖2。

圖2　Dapak填料截麵形狀

　　該填料易於生產製造，填料上切割成的凹坑和切口並不影響整體填料片的剛度和強度，填料片之間也不存在“互咬現象”，組盤安裝使用方便。

2　實驗與結果

　　正能量网入口最新先後采用峰穀搭片式波紋填料Ⅰ型和常見的250Y孔板波紋填料進行了傳質性能和流體力學對比實驗。
　　峰穀搭片式波紋填料Ⅰ型的傳質性能實驗是采用氯苯-乙苯物係在減壓全回流下進行的，填料層高度為1.8m，實驗數據見圖3。流體力學實驗是采用空氣-水物係得到的，填料層高度為1.4 m，實驗數據見圖4。250Y孔板波紋填料的對比實驗數據見圖3和圖5。

圖3　DapakⅠ型填料性能

圖4　DapakⅠ型填料流體力學性能

圖5　250Y孔板波紋填料流體力學性能

　　實驗結果表明，峰穀搭片式波紋填料Ⅰ型的傳質效率比250Y孔板波紋填料高約10%，其通量比250Y孔板波紋填料增大20%，而其壓降比250Y孔板波紋填料降低30%，綜合性能更優良。事實說明，峰穀搭片式波紋填料是一種傳質效率更高、通量更大、壓降更低和抗髒堵能力更強的新型填料，應用前景非常廣闊。

3　機理分析

　　峰穀搭片式波紋填料與常見的孔板波紋填料比較，具有如下獨有的特點。
　　(1)比表麵積100%充分利用　填料的比表麵積對其效率有著直接影響。為使常見波紋填料雙麵表層均勻產生液膜，通常在填料片上均勻加工出一些圓孔，不僅大幅度增加了加工製造成本，而且使得比表麵積減少約8%，致使填料效率受到一定的影響。在峰穀搭片式波紋填料上設有眾多的凹坑和切口，可以代替常見波紋填料表麵的圓孔，不僅節約了原有衝壓工藝中8%的下腳料，還相對增加了填料的比表麵積，進而明顯地提高了峰穀搭片式波紋填料的效率。
　　(2)三度空間的氣體網絡通道　由於峰穀搭片式波紋填料片上眾多凹坑和切口的存在，形成了特有的上下、前後和左右三度空間氣體網絡通道，與常見波紋填料的單一方向汽相通道相比具有更大的優勢，因而使得峰穀搭片式波紋填料比常見波紋填料通量增大20%，壓降降低30%。
　　(3)雙向流體的高效切割功能　峰穀搭片式波紋填料上存在的大量切口好似萬把尖刀，可把向上的氣流和向下的液流千萬次地切割分解，能夠更有效地促進液流和氣流的均勻分布。
　　(4)瀑布濺射的噴霧效果　峰穀搭片式波紋填料上存在的大量凹坑和切口，造成了每一束液流的無數個落差，每個落差都形成了一個小的瀑布，每束液流在瀑布處向四麵八方濺射，生成無數微小的液滴，產生良好的噴霧效果，更加有利於液流和氣流的充分混合。
　　(5)液體流動的扇形擴散軌跡　在常見波紋填料中，當一束液流從上端流入，經過填料片後一般可擴散成2～3束流出，分流係數K₁=2.5；在峰穀搭片式波紋填料中，當一束液流從上端流入，經過填料片後可擴散成6～7束流出，分流係數K₂=6.5，擴散倍數N=K₂/K₁=2.6，相對增加了1.6倍。
　　(6)減少壁流的有效途徑　峰穀搭片式波紋填料將常見的傳統長波紋斷開縮短，使得靠近塔壁的液流經過擴散之後，在液流自重的作用下，其中有一部分不再流向塔壁，致使影響填料效率的壁流狀況減小30 %左右。

4　應用

　　峰穀搭片式波紋填料於1997年研製成功，現已獲得國家** ，**號：ZL97220464．4。該填料於1997年**應用於茂名石油化工公司的四蒸餾減壓塔，塔徑8 400 mm，是目前國內蒸餾裝置中自行設計的塔徑*大、難度*高的大型混合式塔器。由茂名石油化工公司設計院與天津大學化學工程研究所、天津大學填料塔新技術公司合作，於1997年完成設計、製造和安裝，並於1998年8月12日投料試車，8月13日產出合格產品，取得一次性開車成功。
　　峰穀搭片式波紋填料還先後在鎮海、中原油田和克拉瑪依等地廠礦推廣應用，均已獲得成功。該填料到目前為止已累計生產、銷售約3000 m，經濟效益顯著，其應用前景非常廣闊。
　　在1999年4月5日於北京舉辦的第7屆中國**技術博覽會上，峰穀搭片式波紋填料項目榮獲金獎，並得到**、金杯和獲獎證書。峰穀搭片式波紋填料必將在煉油、石油化工、精細化工、食品、醫藥及環保等領域得到廣泛應用。

(王編)■

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峰穀搭片式波紋填料開發與應用