专利名称：一种金属骨架—高分子材质的复合填料及其生产方法
技术领域：
本发明涉及化工填料塔技术领域，是一种耐腐蚀、抗压强度高的用于精馏、吸收操作塔等中的一种金属骨架一高分子材质的复合填料。
背景技术：
填料塔是一种综合性能优良，与板式塔相比，具有生产能力大，分离效率高、压降低、操作弹性大、持液量小等优点。目前，填料塔已经改变了板式塔长期占据统治地位的局面，并在炼油、石油化工、精细化工、食品、医药、环保等行业得到了广泛应用。填料是填料塔中装填的一种重要介质，在塔内为气液相接触提供场所。填料形式、尺寸的不同，将直接影响体处理能力和分离效率，尤其是填料材质的不同将直接影响到填料的更换周期、投资费用和运行成本。目前，按填料的制作材质分类可大致分为金属填料、塑料填料和陶瓷填料。金属填料有很大一部分被加工成规整填料，如孔板波纹填料、板网波纹填料、丝网波纹填料及环型波纹填料，具有比表面积大，孔隙率大，气相通路倾角小、有规则，压降低；径向扩散良好，气液接触充分；具有很高的抗冲击性能，能在高温、高压、高冲击强度下使用。但是金属本身不耐腐蚀而且自重大，某些耐腐蚀金属材料如紫铜等价格还较高，尤其是处理酸性、碱性物料时，对材料的要求就更高。陶瓷填料由许多具有相同几何形状的陶瓷填料单元体构成。不仅具有和规整填料相同的优点，而且陶瓷填料表面具有良好的亲水性能，可使料液在表面上形成极薄的液膜，促进气液快速流动，一定程度上能降低物料过热、聚合和结焦的机会。但是陶瓷填料本身的加工不容易，并且因其质脆、易碎、不宜在高冲击强度下使用。塑料填料具有耐腐蚀、价廉、重量轻、不易破碎等优点。材质主要有聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯等，为提高传质效率，板上可开孔。但是塑料填料表面润湿不易，不耐高温、抗压能力一般，聚丙烯填料在低温(低于0°c)时具有冷脆性，在低于o°c的条件下使用要慎重。本发明考虑到填料塔在处理酸性、碱性和特殊溶液等物料时，现有的填料存在以下问题
(1)金属材质填料价格相对较高，自重大；
(2)陶瓷填料抗压、抗冲击载荷时，强度不足；
(3)塑料填料，抗压能力一般，热敏性大。
发明内容
本发明基于现有填料产品类型的应用缺陷，提出将金属填料和高分子材料相结合的一种金属骨架一高分子材质的复合填料规整填料及其生产方法，这种金属骨架填料以金属作为基本骨架，上面附着一层优质高分子材料制成。同时具有承载和抗冲击能力，耐腐蚀性能等特点。采用的技术方案如下一种金属骨架一高分子材质的复合填料，包括复合填料本体，复合填料本体由内层金属骨架和外层高分子材料组成，金属骨架是由金属板片压制成的填料单元结构。上述内层金属骨架可为板波纹填料板片或孔板波纹填料板片，也可为鞍型、拉西环、鲍尔环等散堆填料；内层金属骨架的材质可根据制作工艺选择低碳钢、低合金钢、高碳钢、不锈钢等，高分子材料3可以根据处理物料的性质不同选择有针对性的塑料、橡胶、纤维等合成材料；
上述填料单元结构可开孔，孔道可不限于圆形，可为三角形、多边形或不规则孔，或者以上孔型的混合。上述内层金属骨架的厚度为O. 3 O. 5mm,外层高分子材质厚度范围在O. 2
O.5mm之间ο
本发明的一种金属骨架一高分子材质的复合填料的生产方法，包括以下过程
I、制作散堆填料时，首先用金属制作成与散堆填料型式相同的金属骨架，金属骨架浸入高分子浓溶液或高分子熔融液中，使金属骨架表面附着一层均匀的高分子材料，再通过降温或凝固剂的作用使高分子在金属骨架上粘结成型；2、制作规整填料时，先将金属制作成与规整填料型式相同的金属骨架，然后根据填料在塔中具体安装尺寸裁剪，最后浸入高分子浓溶液或高分子熔融液中，使金属骨架表面附着一层均匀的高分子材料，再通过降温或凝固剂的作用使高分子在金属骨架上粘结成型。本发明的金属骨架一高分子材质的复合填料由里层的金属骨架和外表附着的高分子材料组成。里层的金属骨架是为了提高填料的强度，外表的高分子材料是为了抗溶液的酸碱腐蚀性；里层的金属骨架可选择碳素钢、低碳合金钢等价格较低廉材料，外表的高分子材料可根据具体处理物料的性质，选择适当的高分子材料，灵活性很强。本发明的金属一塑料复合填料与同能体积和尺寸的陶瓷或塑料材质填料相比，抗压强度能增大50% 200%左右。耐酸碱腐蚀性由于优质不锈钢、紫铜等。本发明的创新之处在于融合了金属填料抗高压强度高的性能和高分子材料的质轻、价廉、耐腐蚀优点。其灵活性较大，使用范围广泛，可根据具体的使用场合选择金属骨架的形式和表面高分子材料的类型，因此填料本身可制成一般适用型和特殊针对型。本发明为精馏和吸收操作中处理特殊物料场合提供了一条崭新的处理途径，满足一些需要同时具备两种材质特性填料的特殊场合需求。
图I为是本发明的结构示意图。图2是图I的A-A剖面图。图3是图2的局部放大图。
具体实施例方式本发明的一种金属骨架一高分子材质的复合填料，包括复合填料本体I,复合填料本体I由内层金属骨架2和外层高分子材料3组成，内层金属骨架2是由金属板片压制成的孔板波纹填料板片。内层金属骨架2的材质选择低碳钢，高分子材料3选择橡胶材料。内层金属板厚度为O. 4mm,外层高分子材质厚度范围在O. 3mm。
本发明的一种金属骨架一高分子材质的复合填料的生产方法，包括以下过程制作散堆填料时，首先用金属制作成与散堆填料型式相同的骨架金属骨架浸入高分子浓溶液或高分子熔融液中，使金属骨架表面附着一层均匀的高分子材料，再通过降温或凝固剂的作用使高分子在金属骨架上粘结成型；制作规整填料时，先将金属制作成与规整填料型式相同的金属骨架，然后根据填料在塔中具体安装尺寸裁剪，最后浸入高分子浓溶液或高分子熔融液中，使金属骨架表面附着一层均匀的高分子材料，再通过降温或凝固剂的作用使高分子在金属骨架上粘结成型。 使用时，可在精馏塔内预先安装填料支撑、填料压圈等设备。实施例I :
填料塔直径200mm，内装一种金属骨架一高分子材质的复合填料，填料型式和尺寸与板波纹填料250Y相同，金属骨架由厚度为O. 3mm的Q235碳钢材质的组成的，表层覆盖一层聚乙烯材料，厚度O. 5mm。每盘填料高2米，共装填四米高度填料。塔顶安放4000KN的重物，并确保承压部件为填料。检验填料的承压实验结果与其材质对比结果见下表所示。
权利要求
1.一种金属骨架一高分子材质的复合填料，包括复合填料本体，复合填料本体由内层金属骨架和外层高分子材料组成，内层金属骨架是由金属板片压制成的填料单元结构。
2.根据权利要求I所述的一种金属骨架一高分子材质的复合填料，其特征在于所述的内层金属骨架为板波纹填料板片或孔板波纹填料板片，其形状为鞍型、拉西环或鲍尔环，内层金属骨架的材质为低碳钢、低合金钢、高碳钢或不锈钢，高分子材料为塑料、橡胶、或纤维材料。
3.根据权利要求I所述的一种金属骨架一高分子材质的复合填料，其特征在于所述的填料单元结构开有孔，孔道为圆形、三角形、多边形或不规则孔或者以上孔型的混合。
4.根据权利要求I所述的一种金属骨架一高分子材质的复合填料，其特征在于所述的内层金属骨架的厚度为O. 3 O. 5mm,外层高分子材质厚度范围在O. 2 O. 5mm之间。
5.一种金属骨架一高分子材质的复合填料的生产方法，其特征在于包括以下过程制作过程分为两种，制作散堆填料时，首先用金属制作成与散堆填料型式相同的骨架金属骨架浸入高分子浓溶液或高分子熔融液中，使金属骨架表面附着一层均匀的高分子材料，再通过降温或凝固剂的作用使高分子在金属骨架上粘结成型；制作规整填料时，先将金属制作成与规整填料型式相同的金属骨架，然后根据填料在塔中具体安装尺寸裁剪，最后浸入高分子浓溶液或高分子熔融液中，使金属骨架表面附着一层均匀的高分子材料，再通过降温或凝固剂的作用使高分子在金属骨架上粘结成型。
全文摘要
本发明涉及一种金属骨架－高分子材质的复合填料，由内层金属骨架和外层高分子材料组成，金属骨架是由金属板片压制成的板波纹填料板片、孔板波纹填料板片等规整填料，也可为鞍型、拉西环、鲍尔环等散堆填料；高分子材料可以根据处理物料的性质不同选择塑料、橡胶和纤维等；本发明融合了金属填料抗高压强度高的性能和高分子材料的质轻、价廉、耐腐蚀优点。其灵活性较大，使用范围广泛，可根据具体的使用场合选择金属骨架的形式和表面高分子材料的类型，因此填料本身可制成一般适用型和特殊针对型。
文档编号B01J19/30GK102941055SQ201210460669
公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月16日 优先权日2012年11月16日
发明者张敏革, 秦青, 聂凡, 陈若钊, 王雷 申请人:沈阳理工大学