CN110678256B - 用于传质塔的规整填料模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种波纹状规整填料片材，该波纹状规整填料片材具有可为凹陷结构和凸起结构的网格的形式的表面织构。每个凹陷结构通过凸起结构来与凹陷结构中的一些或所有相邻凹陷结构分开。凸起结构形成峰和互连鞍座的行。微通道沿着凹陷结构中的相邻凹陷结构和互连鞍座延伸，并且以20至75度范围内的角度与波纹谷相交。表面织构可为或包括与上边缘相邻的上边缘区域和与下边缘相邻的下边缘区域中的波浪形平行凹槽，并且可为或包括本体区域中与规整填料片材的上边缘和下边缘倾斜地取向的平行凹槽区段。

Description

用于传质塔的规整填料模块
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年6月9日提交的美国临时专利申请号62/517,368的优先权，其公开内容以引用方式并入本文。
背景技术
本发明整体涉及传质塔，并且更具体地讲，涉及用于促进此类塔中的流体之间的传质和传热的规整填料。
传质塔被配置为使至少两个流体流接触，以便提供具有特定组成和/或温度的产物流。如本文所用，术语“传质塔”旨在涵盖其中传质和/或传热为主要目标的塔。一些传质塔，诸如用于多组分蒸馏和吸收应用的传质塔，使气相流与液相流接触，而其他传质塔，诸如提取塔，可设计为促进两个不同密度的液相之间的接触。通常情况下，传质塔被配置为使上升的蒸气或液体流与下降的液体流接触，通常沿着设置在塔内的多个传质表面接触。通常，这些传递表面由设置在塔的内部体积中的结构限定，这些结构被配置为促进两个流体相之间的密切接触。作为这些传递表面的结果，增强了这两个相之间传质和传热的速率和/或程度。
规整填料在塔中用于提供传热和/或传质表面。一种类型的规整填料使用多个卷曲片材，多个卷曲片材形成由交替的峰和谷构成的波纹。波纹状规整填料片材以彼此成直立平行的关系定位，并且被布置为使得每个片材的波纹按与塔的纵向轴线所成的一定角度并且按相对于每个相邻片材的波纹所成的一定角度以纵横交错的关系延伸。这些规整填料片材接合在一起而形成规整填料模块，其中在纵横交错的波纹的谷中形成流体通路。规整填料模块可形成填充该塔的水平内部横截面的规整填料层，或者规整填料模块可呈单独砖块的形式，这些砖块首尾相连地并且并排地定位以形成规整填料层。多个规整填料层通常堆叠在彼此顶部上，其中一个层中的片材的取向相对于相邻规整填料层中的片材发生旋转。
已将各种类型的表面织构应用于规整填料片材，以便促进液相在规整填料片材的整个表面上的铺展，从而在气相和液相流过规整填料层时使气相和液相之间的传质和传能最大化。通常在规整填料片材的整个表面积内应用单种类型的表面织构。一种类型的表面织构使用凹槽，这些凹槽在与规整填料片材的顶边缘和底边缘平行的横向方向上延伸。如果规整填料片材不平整，则这些凹槽将从水平面倾斜并且沿着凹槽行进的液体将优先在一个方向上流动，从而导致液体分布不均和传质效率降低。
通常传质效率高于凹槽的另一种类型的表面织构包括凹陷结构和凸起结构的均匀网格，其中每个凹陷结构通过凸起结构来与相邻凹陷结构分开。规整填料片材的一面上的凹陷结构形成规整填料片材的相对面上的凸起结构，反之亦然。
围绕凹陷结构的凸起结构形成包括峰和互连鞍座的行，其中鞍座和凹陷结构形成微通道行，液体优先沿着这些微通道行流动。这些行和微通道发生倾斜并且以一定角度(诸如45度的角度)与规整填料片材的顶边缘和底边缘相交。已经发现，液体的铺展模式受到这些微通道的影响。当微通道与波纹谷大致对齐时，一旦液体进入波纹谷，液体就趋于跟随微通道并且保留在波纹谷内。理想情况下，液体将能够通过流过波纹峰并且进入其他波纹谷来离开波纹谷，从而促进液体的横向铺展。
因此需要改进的规整填料，在该规整填料上液体能够在整个规整填料表面上更均匀地铺展，这增加了发生液-气相互作用的活性和有效表面积，从而获得了传质效率的提高。
发明内容
在一个方面，本发明涉及规整填料模块，该规整填料模块包括以彼此成直立平行的关系定位的多个规整填料片材，每个规整填料片材具有相对面、上边缘、下边缘、上边缘与下边缘之间的本体区域以及由交替的峰和谷形成的波纹，这些交替的峰和谷由波纹侧壁互连并且在倾斜方向上延伸，该倾斜方向相对于规整填料片材的上边缘和/或下边缘形成斜倾角，这些规整填料片材被构造和布置为使得规整填料片材中的相邻规整填料片材的波纹彼此倾斜地延伸。规整填料模块还包括规整填料片材上的表面织构，该表面织构包括：本体区域中的凹陷结构和凸起结构的网格，其中每个凹陷结构通过凸起结构来与凹陷结构中的一些或所有相邻凹陷结构分开，这些凸起结构形成峰和互连鞍座的行；以及沿着凹陷结构中的相邻凹陷结构和互连鞍座延伸的微通道，这些互连鞍座定位在凹陷结构中的每个相邻凹陷结构之间。微通道以20至75度范围内的角度与波纹谷相交。
在另一个方面，本发明涉及以上规整填料模块中所述的规整填料片材。
在另外一个方面，本发明涉及规整填料片材，该规整填料片材包括相对面、上边缘、下边缘、上边缘与下边缘之间的本体区域以及由交替的峰和谷形成的波纹，这些交替的峰和谷由波纹侧壁互连并且在倾斜方向上延伸，该倾斜方向相对于上边缘和/或下边缘形成斜倾角，以及孔。规整填料片材还包括规整填料片材上的表面织构，该表面织构包括：与上边缘相邻的上边缘区域和与下边缘相邻的下边缘区域中的平行凹槽；本体区域中与上边缘和下边缘倾斜地取向的平行凹槽区段；处于本体区域中并且覆盖规整填料片材的总表面积的70％至95％的凹陷结构和凸起结构的网格，每个凹陷结构通过凸起结构来与凹陷结构中的一些或所有相邻凹陷结构分开，这些凸起结构形成峰和互连鞍座的行，其中凹陷结构按平行的行布置并且凸起结构的互连鞍座连接每个行内的相邻凹陷结构；以及沿着凹陷结构中的相邻凹陷结构和互连鞍座延伸的微通道，这些互连鞍座定位在凹陷结构中的每个相邻凹陷结构之间。
附图说明
在形成本说明书的一部分并且在各个视图中使用类似的附图标号来指示类似的部件的附图中：
图1是在竖直截面中截取的具有塔壳体的传质塔的截断侧正视图，以示出以堆叠布置方式定位在塔内的本发明的规整填料层；
图2是四个波纹状规整填料片材的侧透视图，这四个波纹状规整填料片材形成规整填料模块的一部分，并且具有孔以及表面织构的实施方案，该表面织构包括凹陷结构和凸起结构的网格，其中为便于观察和理解，该表面织构被代表性地示出为仅覆盖这些片材的某些部分，但实际上可覆盖全部片材；
图3是在经受卷曲操作而形成波纹之前的平坦材料片材的前透视图，该材料片材具有孔以及表面织构的实施方案，该表面织构包括凹陷结构和凸起结构的网格；
图4是四个波纹状规整填料片材的侧透视图，这四个波纹状规整填料片材形成规整填料模块的一部分，并且具有孔以及表面织构的实施方案，该表面织构包括凹槽和凹槽区段；
图5是在经受卷曲操作而形成波纹之前的平坦材料片材的前透视图，该材料片材具有孔以及表面织构的实施方案，该表面织构包括凹槽、凹槽区段以及凹陷结构和凸起结构的网格；
图6是凹陷结构和凸起结构的网格的实施方案的放大截断视图，该网格包括锥形峰和谷；
图6a是沿着图6的线6a-6a截取的剖视图；
图6b是沿着图6的线6b-6b截取的剖视图；
图7是凹陷结构和凸起结构的网格的实施方案的放大截断视图，该网格包括细长脊形峰和谷；
图7a是沿着图7的线7a-7a截取的剖视图；
图7b是沿着图7的线7b-7b截取的剖视图；
图8是凹陷结构和凸起结构的网格的实施方案的放大截断视图，该网格包括锥形峰和谷，并且具有峰行之间的高鞍座和峰列之间的低鞍座；
图8a是沿着图8的线8a-8a截取的剖视图；并且
图8b是沿着图8的线8b-8b截取的剖视图；
具体实施方式
现在转到更详细的附图并且首先转到图1，适用于在传质和换热过程中使用的传质塔通常由数字10表示。尽管包括多边形的其他构型为可能的并且在本发明的范围内，但是传质塔10包括大体上圆柱形构型的直立外部壳体12。壳体12具有任何合适的直径和高度并且由一种或多种刚性材料构造而成，该刚性材料对于在传质塔10的操作期间存在的流体和条件而言有利地为惰性或以其他方式与之相容。
传质塔10的壳体12限定了开放的内部区域14，在该开放的内部区域中，在流体流之间发生所需的传质和/或换热。通常，流体流包括一个或多个上升的蒸气流和一个或多个下降的液体流。另选地，流体流可包括上升的液体流和下降的液体流两者。流体流通过任意数量的进料管线(未示出)被引导到传质塔10中，这些进料管线沿着传质塔10的高度定位在适当的位置处。一个或多个蒸气流可也在传质塔10内生成，而不是通过进料管线被引入到塔10中。传质塔10通常将还包括用于移除蒸气产物或副产物的顶部管线(未示出)和用于从传质塔10中移除液体产物或副产物的底部流离开管线(未示出)。并未在附图中示出通常存在的其他塔部件，诸如进料点、侧排口(sidedraw)、回流料流管线、再沸器、冷凝器、蒸气喇叭口(vapor horn)、液体分布器等，因为这些部件的图示据信不是理解本发明所必需的。
根据本发明，包括单独规整填料片材18的一个或多个规整填料层16定位在开放的内部区域14内，并且在传质塔10的整个水平内部横截面上延伸。在所示的实施方案中，四个规整填料层16以彼此竖直堆叠的关系设置，但应当理解，可提供更多或更少的规整填料层16。在一个实施方案中，规整填料层16中的每个规整填料层形成为在塔10的整个水平内部横截面上完全延伸的单个规整填料模块。在另一个实施方案中，每个规整填料层16形成为称为砖块的多个单独规整填料模块(未示出)，多个单独规整填料模块以首尾相连并且并排的关系定位以填充传质塔10的水平内部横截面。
规整填料层16各自适当地支撑在传质塔10内，诸如支撑在固定到壳体12的支撑环(未示出)上，支撑在规整填料层16的下伏规整填料层上，或由网格或其他合适的支撑结构支撑。在一个实施方案中，最低规整填料层16支撑在支撑结构上，并且上覆规整填料层16堆叠在彼此顶部上并且由最低规整填料层16支撑。连续规整填料层16通常相对于彼此旋转，以使得填料层16中的一个填料层中的单独规整填料片材18定位在竖直平面中，这些竖直平面以相对于由填料层16中的一个或多个相邻填料层中的单独规整填料片材18限定的竖直平面所成的一定角度延伸。该旋转角通常为45或90度，但如果需要，可为其他角度。可根据特定应用改变每个规整填料元件16的高度。在一个实施方案中，高度在约50至约400mm的范围内。
每个规整填料层16中的规整填料片材18以彼此成直立平行的关系定位。每个规整填料片材18由适当刚性的材料(诸如各种金属、塑料或陶瓷中的任何一种)构造而成，该材料具有足够的强度和厚度以承受传质塔10内经历的处理条件。
另外转到图2，每个规整填料片材18呈现相对的前面20和背面22、相对的上边缘24和下边缘26以及相对的侧边缘28和30。每个规整填料片材18具有沿着相关联的规整填料片材18的一部分或全部延伸的多个平行波纹32。波纹32由交替的峰34和谷36以及波纹侧壁38形成，这些波纹侧壁在峰34和谷36中的相邻峰和谷之间延伸。每个规整填料片材18的前面20上的峰34形成规整填料片材18的相对面或背面22上的谷36。同样，每个规整填料片材18的前面20上的谷36形成规整填料片材18的背面22上的峰34。
在所示的实施方案中，规整填料片材18中的每个规整填料片材的波纹32沿着规整填料片材18的整个高度和宽度延伸，并且大体上具有三角形或正弦形横截面。每个规整填料层16中的规整填料片材18中的相邻规整填料片材以面对关系定位，以使得规整填料片材18中的一个规整填料片材的前面20面向相邻规整填料片材18的背面22。相邻规整填料片材18进一步被布置为使得规整填料片材18中的每个规整填料片材中的波纹32以与规整填料片材18中的一个或多个相邻规整填料片材中的那些波纹32成纵横交错或交叉波纹状的方式延伸。作为该布置方式的结果，规整填料片材18中的每个规整填料片材中的波纹32以与规整填料片材18中的每个相邻规整填料片材的波纹所成的斜角延伸。规整填料片材18中的每个规整填料片材的前面20的波纹32的一些、所有或没有峰34可与规整填料片材18中的相邻规整填料片材的背面22上的峰34接触。
波纹32在一定方向上倾斜，该方向相对于规整填料片材18的上边缘24和/或下边缘26形成倾角。可针对将要使用规整填料片材18的特定应用的需求来选择倾角。在一个实施方案中，倾角可在25至75度的范围内。倾角的具体示例为大约30°、大约45°和大约60°。由于规整填料片材18的上边缘24和下边缘26与传质塔10的竖直轴线垂直地定位，因此波纹32也相对于传质塔10的竖直轴线倾斜。
通常通过将平坦片材39(诸如图3所示)进给到卷曲压机中而在自动化卷曲工艺中形成波纹32的峰34、谷36和波纹侧壁38。峰34和谷36大体上形成为弯曲弧，这些弯曲弧可由顶端半径限定。一般来讲，对于给定的比表面积而言，当顶端半径增加时，峰34和谷36的弯曲弧增加并且峰34和谷36之间的波纹侧壁38的长度相反地减小。每个波纹32的两个波纹侧壁38形成顶角。顶端半径、顶角、填料卷曲高度以及峰34到峰34长度是相互关联的，并且可改变而实现所需的几何形状和比表面积。一般来讲，当卷曲高度降低时，每个规整填料层16(或模块)中所含的规整填料片材18的数量和相关联的比表面积增加。
一些或所有规整填料片材18可设置有多个孔40，多个孔延伸穿过规整填料片材18以便促进规整填料层16内的蒸气和液体分布。每个孔40提供开放区域以便允许流体穿过相关联的填料片材18。孔40通常均匀地分布在规整填料片材18上。
规整填料片材18的前面20和/或背面22含有一种或多种不同类型的表面织构以促进铺展，从而使上升的流体流和下降的流体流之间的接触最大化。在如图2所示的一个实施方案中，表面织构包括规整填料片材18的前面20和背面22的本体区域中的凹陷结构44和凸起结构46的网格。图2中仅示出了凹陷结构44和凸起结构46的网格的一些代表性区域以允许波纹32易于被看到，但应当理解，网格可覆盖规整填料片材18的整个表面积或其足够部分以实现所需的传质效率。在一个实施方案中，本体区域位于规整填料片材18的上边缘24和下边缘26之间。
每个凹陷结构44通过凸起结构46来与凹陷结构44中的一些或所有相邻凹陷结构分开。凹陷结构44按平行的行布置，并且可以正方形、菱形、三角形或其他图案定位。凸起结构46包括峰48和互连鞍座50。峰48可大体上呈锥形(如图6、图6a和图6b以及图8、图8a和图8b所示)或者它们可为细长的以形成脊形(如图7、图7a、图7b所示)。其他形状和/或构型是可能的并且在本发明的范围内。通常，前面20上的凸起结构46的至少一些部分由背面22上的凹陷结构44的至少一些部分形成，反之亦然。因此，每个锥形峰48可由规整填料片材18的相对面20或22上的凹陷结构44中的一个凹陷结构的锥形末端形成。同样，每个脊形峰48可由规整填料片材18的相对面20或22上的凹陷结构44中的一个凹陷结构的脊形末端形成。
表面织构包括沿着凹陷结构44中的相邻凹陷结构延伸的箭头52所指定的微通道，以及定位在凹陷结构44中的相邻凹陷结构之间的凸起结构46的互连鞍座50。这些微通道52与波纹谷36相交而非与波纹谷36平行或大体上平行地延伸，以促进液体在规整填料片材18的整个前面20和背面22上的铺展。微通道52与规整填料片材18的上边缘24和/或下边缘26的相交角以及因此微通道52相对于波纹谷36的取向被选择为优化前面20和背面22上的液体铺展。
在一个实施方案中，微通道52以20至75度范围内的角度与波纹谷36相交，其中相交角被理解为波纹谷36与微通道52之间形成的可能相交角中的最小相交角。在其他实施方案中，该角度可在25至70度或30至65度的范围内。从图3所示的实施方案中可以看出，在其经受卷曲操作而形成波纹状规整填料片材18中的一个波纹状规整填料片材之前的平坦材料片材54中，交叉微通道52可分别大体上平行于上边缘24和下边缘26以及侧边缘28和30进行取向。
微通道52中的两个微通道在每个凹陷结构44处以交叉角彼此倾斜地延伸。在一个实施方案中，交叉角可在50至140度的范围内。在其他实施方案中，交叉角可在70至130度或85至95度的范围内。微通道52可以线性地延伸(如图6所示)，它们可以锯齿方式延伸(如图7所示)，或它们可以其他方式延伸(如图8所示)。例如，在图8的实施方案中，凸起结构46的互连鞍座50在峰48的行之间较高(这在更大程度上形成流体流的屏障)并且在峰48的列之间较低(这在更小程度上形成流体流的屏障)，因此更多流体在峰48的行之间的微通道52中流动。
在另一个实施方案中，如图4所示，在规整填料片材18的与上边缘24相邻的上边缘区域和与下边缘26相邻的下边缘区域中的一者或两者中，表面织构包括平行凹槽56的一个或多个行。凹槽56用于在液体从上方规整填料层16接收到时并且在液体递送到下方规整填料层16时横向地分布液体。凹槽56的行与上边缘24和下边缘26对齐，并且可在侧边缘28和30之间连续地延伸。凹槽56可为波浪形的或以其他方式呈非线性的以促进液体的横向分布，即使在不论是由于规整填料层16的制造误差还是安装不完美而使上边缘24和下边缘26不完全水平地延伸的情况下。通过将凹槽56定位在上边缘区域处，可部分地或完全地纠正从一个规整填料层16传递到另一个规整填料层的液体的任何分布不均。类似地，凹槽56在下边缘区域处的定位用于在液体从一个规整填料层16下降到另一个规整填料层中之前纠正液体的任何分布不均。
在凹槽56的一个实施方案中，它们近似低振幅正弦波。上边缘区域中的凹槽56的数量可与下边缘区域中的数量相同或不同。在一个实施方案中，在上边缘区域和下边缘区域中的每一者中，凹槽56的行数在1至10的范围内。
在表面织构的另一个实施方案中，凹槽56可与凹陷结构44和凸起结构46的网格结合使用，或与任何其他类型的常规或非常规结构或其他表面织构结合使用。凹陷结构44和凸起结构46的网格一般具有比凹槽56更高的传质效率，并且规整填料片材18的大部分表面积可含有凹陷结构44和凸起结构46。在一个实施方案中，凹陷结构44和凸起结构46覆盖规整填料片材18的总表面积的70％至95％，并且凹槽覆盖总表面积的5％至30％。
在表面织构的另一个实施方案中，平行凹槽区段58的行的一个或多个区域可定位在本体区域中以在液体流过本体区域时促进校正液体的任何分布不均。在一个实施方案中，这些凹槽区段58被取向为使得它们相对于规整填料片材18的上边缘24和/或下边缘26倾斜地延伸。凹槽区段58相对于上边缘24和/或下边缘26进行取向。在一个实施方案中，凹槽区段58以相对于上边缘24和/或下边缘26所成的0至25度、5至15度、或7至10度的角度进行取向。平行凹槽区段的行数在1至10的范围内，并且含有平行凹槽区段58的行的区域数在1至5的范围内。凹槽区段58在一些应用中可与凹陷结构44和凸起结构46的网格以及凹槽56两者结合使用。在其他应用中，凹槽区段58可仅与凹陷结构44和凸起结构46的网格一起使用。在这些应用中，凹槽区段58的区域可占原本由凹陷结构44和凸起结构46所占的本体区域的表面积的5％至30％。
在一个实施方案中，规整填料片材18的下边缘26可还包括扇形轮廓以促进液体分布。
从上述内容可看出，本发明非常适于实现上文阐述的所有目的和目标，并且具有结构所固有的其他优点。
应当理解，某些特征和子组合具备实用性并且可被采用，而无需参考其他特征和子组合。这是本发明所预期的并且在本发明的范围内。
由于多种可行实施方案在不脱离本发明的范围的情况下可根据本发明作出，因此应当理解，在本文中阐述或在附图中示出的所有内容均被理解为具有示例性而非限制性的意义。
1.一种规整填料模块，包括：
多个规整填料片材，所述多个规整填料片材以彼此成直立平行的关系定位，每个规整填料片材具有相对面、上边缘、下边缘、所述上边缘与所述下边缘之间的本体区域以及由交替的峰和谷形成的波纹，所述交替的峰和谷由波纹侧壁互连并且在倾斜方向上延伸，所述倾斜方向相对于所述规整填料片材的所述上边缘和/或所述下边缘形成斜倾角，所述规整填料片材被构造和布置为使得所述规整填料片材中的相邻规整填料片材的所述波纹彼此倾斜地延伸；和
所述规整填料片材上的表面织构，所述表面织构包括：
所述本体区域中的凹陷结构和凸起结构的网格，其中每个凹陷结构通过所述凸起结构来与所述凹陷结构中的一些或所有相邻凹陷结构分开，所述凸起结构形成峰和互连鞍座的行；和
微通道，所述微通道沿着所述凹陷结构中的相邻凹陷结构和所述互连鞍座延伸，所述互连鞍座定位在所述凹陷结构中的每个所述相邻凹陷结构之间，其中所述微通道以20至75度范围内的角度与所述波纹谷相交。
2.根据权利要求1所述的规整填料模块，其中所述表面织构包括与所述上边缘相邻的上边缘区域和与所述下边缘相邻的下边缘区域中的一者或两者中的平行凹槽。
3.根据权利要求2所述的规整填料模块，其中所述平行凹槽呈波浪形并且存在于所述上边缘区域和所述下边缘区域两者中。
4.根据权利要求3所述的规整填料模块，其中所述凹陷结构按平行的行布置并且所述凸起结构的所述互连鞍座连接每个行内的相邻凹陷结构。
5.根据权利要求4所述的规整填料模块，其中所述凸起结构的所述峰中的每一者呈锥形并且由所述规整填料片材的相对面上的所述凹陷结构中的一个凹陷结构的锥形末端形成。
6.根据权利要求4所述的规整填料模块，其中所述凸起结构的所述峰中的每一者呈脊形并且由所述规整填料片材的相对面上的所述凹陷结构中的一个凹陷结构的脊形末端形成。
7.根据权利要求4所述的规整填料模块，其中所述微通道以25至70度范围内的角度与所述波纹谷相交。
8.根据权利要求4所述的规整填料模块，其中所述微通道中的两个微通道在每个凹陷结构处以50至140度范围内的交叉角彼此倾斜地延伸。
9.根据权利要求8所述的规整填料模块，其中所述交叉角在70至130度的范围内。
10.根据权利要求4所述的规整填料模块，其中所述微通道线性地延伸。
11.根据权利要求4所述的规整填料模块，其中所述微通道以锯齿方式延伸。
12.根据权利要求1所述的规整填料模块，其中所述表面织构包括所述本体区域中与所述上边缘和所述下边缘倾斜地取向的平行凹槽区段。
13.根据权利要求1所述的规整填料模块，其中所述下边缘呈扇形。
14.根据权利要求1所述的规整填料模块，包括所述规整填料片材中的孔。
15.根据权利要求1所述的规整填料模块，其中每个凹陷结构通过所述凸起结构来与所述凹陷结构中的所有所述相邻凹陷结构分开。
16.根据权利要求1所述的规整填料模块，其中所述凹陷结构和凸起结构的网格覆盖每个规整填料片材的总表面积的70％至95％。
17.一种规整填料片材，包括：
相对面、上边缘、下边缘、所述上边缘与所述下边缘之间的本体区域以及由交替的峰和谷形成的波纹，所述交替的峰和谷由波纹侧壁互连并且在倾斜方向上延伸，所述倾斜方向相对于所述上边缘和/或所述下边缘形成斜倾角；和
所述规整填料片材上的表面织构，所述表面织构包括：
所述本体区域中的凹陷结构和凸起结构的网格，其中每个凹陷结构通过所述凸起结构来与所述凹陷结构中的一些或所有相邻凹陷结构分开，所述凸起结构形成峰和互连鞍座的行；和
微通道，所述微通道沿着所述凹陷结构中的相邻凹陷结构和所述互连鞍座延伸，所述互连鞍座定位在所述凹陷结构中的每个所述相邻凹陷结构之间，其中所述微通道以20至75度范围内的角度与所述波纹谷相交。
18.根据权利要求17所述的规整填料片材，其中所述表面织构包括与所述上边缘相邻的上边缘区域和与所述下边缘相邻的下边缘区域中的一者或两者中的平行凹槽。
19.根据权利要求18所述的规整填料片材，其中所述平行凹槽呈波浪形并且存在于所述上边缘区域和所述下边缘区域两者中。
20.根据权利要求17所述的规整填料片材，其中所述凹陷结构按平行的行布置并且所述凸起结构的所述互连鞍座连接每个行内的相邻凹陷结构。
21.根据权利要求20所述的规整填料片材，其中所述凸起结构的所述峰中的每一者呈锥形并且由所述规整填料片材的相对面上的所述凹陷结构中的一个凹陷结构的锥形末端形成。
22.根据权利要求20所述的规整填料片材，其中所述凸起结构的所述峰中的每一者呈脊形并且由所述规整填料片材的相对面上的所述凹陷结构中的一个凹陷结构的脊形末端形成。
23.根据权利要求20所述的规整填料片材，其中所述微通道以25至70度范围内的角度与所述波纹谷相交。
24.根据权利要求20所述的规整填料片材，其中所述微通道中的两个微通道在每个凹陷结构处以50至140度范围内的交叉角彼此倾斜地延伸。
25.根据权利要求20所述的规整填料片材，其中所述微通道线性地延伸。
26.根据权利要求20所述的规整填料片材，其中所述微通道以锯齿方式延伸。
27.根据权利要求17所述的规整填料片材，其中所述表面织构包括所述本体区域中与所述上边缘和所述下边缘倾斜地取向的平行凹槽区段。
28.根据权利要求17所述的规整填料片材，其中所述下边缘呈扇形。
29.根据权利要求17所述的规整填料片材，包括所述规整填料片材中的孔。
30.根据权利要求17所述的规整填料片材，其中每个凹陷结构通过所述凸起结构来与所述凹陷结构中的所有所述相邻凹陷结构分开。
31.根据权利要求17所述的规整填料模块，其中所述凹陷结构和凸起结构的网格覆盖所述规整填料片材的总表面积的70％至95％。
32.一种规整填料片材，包括：
相对面、上边缘、下边缘、所述上边缘与所述下边缘之间的本体区域以及由交替的峰和谷形成的波纹，所述交替的峰和谷由波纹侧壁互连并且在倾斜方向上延伸，所述倾斜方向相对于所述上边缘和/或所述下边缘形成斜倾角，以及孔；和
所述规整填料片材上的表面织构，所述表面织构包括：
平行凹槽，所述平行凹槽在与所述上边缘相邻的上边缘区域和与所述下边缘相邻的下边缘区域中；
平行凹槽区段，所述平行凹槽区段在所述本体区域中与所述上边缘和所述下边缘倾斜地取向；
处于所述本体区域中且覆盖所述规整填料片材的总表面积的70％至95％的凹陷结构和凸起结构的网格，每个凹陷结构通过所述凸起结构来与所述凹陷结构中的一些或所有相邻凹陷结构分开，所述凸起结构形成峰和互连鞍座的行，其中所述凹陷结构按平行的行布置并且所述凸起结构的所述互连鞍座连接每个行内的相邻凹陷结构；和
微通道，所述微通道沿着所述凹陷结构中的相邻凹陷结构和所述互连鞍座延伸，所述互连鞍座定位在所述凹陷结构中的每个所述相邻凹陷结构之间。
33.根据权利要求32所述的规整填料片材，其中所述平行凹槽呈波浪形并且与所述上边缘和所述下边缘对齐。
34.根据权利要求32所述的规整填料片材，其中所述凸起结构的所述峰中的每一者呈锥形并且由所述规整填料片材的相对面上的所述凹陷结构中的一个凹陷结构的锥形末端形成。
35.根据权利要求32所述的规整填料片材，其中所述凸起结构的所述峰中的每一者呈脊形并且由所述规整填料片材的相对面上的所述凹陷结构中的一个凹陷结构的脊形末端形成。
36.根据权利要求32所述的规整填料片材，其中所述微通道中的两个微通道在每个凹陷结构处以15至140度范围内的交叉角彼此倾斜地延伸。
37.根据权利要求32所述的规整填料片材，其中所述微通道线性地延伸。
38.根据权利要求32所述的规整填料片材，其中所述微通道以锯齿方式延伸。
39.根据权利要求32所述的规整填料片材，其中所述下边缘呈扇形。
40.根据权利要求32所述的规整填料片材，其中所述微通道以20至75度范围内的角度与所述波纹谷相交。

Claims (40)

1.一种规整填料模块，包括：
多个规整填料片材，所述多个规整填料片材以彼此成直立平行的关系定位，每个规整填料片材具有相对面、上边缘、下边缘、所述上边缘与所述下边缘之间的本体区域以及由交替的峰和谷形成的波纹，所述交替的峰和谷由波纹侧壁互连并且在单一的倾斜方向上延伸，所述倾斜方向相对于所述规整填料片材的所述上边缘和/或所述下边缘形成单一的斜倾角，所述规整填料片材被构造和布置为使得所述规整填料片材中的相邻规整填料片材的所述波纹彼此倾斜地延伸；和
所述规整填料片材上的表面织构，所述表面织构包括：
所述本体区域中的凹陷结构和凸起结构的网格，其中每个凹陷结构通过所述凸起结构来与所述凹陷结构中的一些或所有相邻凹陷结构分开，所述凸起结构形成峰和互连鞍座的行；以及
微通道，所述微通道由所述凹陷结构中的相邻凹陷结构和所述互连鞍座形成并且沿着所述凹陷结构中的相邻凹陷结构和所述互连鞍座延伸，所述互连鞍座定位在所述凹陷结构中的每个所述相邻凹陷结构之间，其中所述微通道以20至75度范围内的角度与所述波纹谷相交，并且所述微通道相对于所述波纹谷的取向被选择为优化所述相对面上的液体铺展，
其中，交叉的微通道分别实质上平行于所述规整填料片材的所述上边缘和所述下边缘以及侧边缘进行取向，并且所述微通道延伸使得所述凸起结构的所述互连鞍座在峰的行之间较高以在更大程度上形成对于流体流的屏障、并且在峰的列之间较低以在更小程度上形成对于流体流的屏障。
2.根据权利要求1所述的规整填料模块，其中所述表面织构包括与所述上边缘相邻的上边缘区域和与所述下边缘相邻的下边缘区域中的一者或两者中的平行凹槽。
3.根据权利要求2所述的规整填料模块，其中所述平行凹槽呈波浪形并且存在于所述上边缘区域和所述下边缘区域两者中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的规整填料模块，其中所述凹陷结构按平行的行布置并且所述凸起结构的所述互连鞍座连接每个行内的相邻凹陷结构。
5.根据权利要求1所述的规整填料模块，其中所述凸起结构的所述峰中的每一者呈锥形并且由所述规整填料片材的相对面上的所述凹陷结构中的一个凹陷结构的锥形末端形成。
6.根据权利要求1所述的规整填料模块，其中所述凸起结构的所述峰中的每一者呈脊形并且由所述规整填料片材的相对面上的所述凹陷结构中的一个凹陷结构的脊形末端形成。
7.根据权利要求1所述的规整填料模块，其中所述微通道以25至70度范围内的角度与所述波纹谷相交。
8.根据权利要求1所述的规整填料模块，其中所述微通道中的两个微通道在每个凹陷结构处以50至140度范围内的交叉角彼此倾斜地延伸。
9.根据权利要求8所述的规整填料模块，其中所述交叉角在70至130度的范围内。
10.根据权利要求1所述的规整填料模块，其中所述微通道线性地延伸。
11.根据权利要求1所述的规整填料模块，其中所述微通道以锯齿方式延伸。
12.根据权利要求1所述的规整填料模块，其中所述表面织构包括所述本体区域中与所述上边缘和所述下边缘倾斜地取向的平行凹槽区段。
13.根据权利要求1所述的规整填料模块，其中所述下边缘呈扇形。
14.根据权利要求1所述的规整填料模块，包括所述规整填料片材中的孔。
15.根据权利要求1所述的规整填料模块，其中每个凹陷结构通过所述凸起结构来与所述凹陷结构中的所有所述相邻凹陷结构分开。
16.根据权利要求1所述的规整填料模块，其中所述凹陷结构和凸起结构的网格覆盖每个规整填料片材的总表面积的70％至95％。
17.一种规整填料片材，包括：
相对面、上边缘、下边缘、所述上边缘与所述下边缘之间的本体区域以及由交替的峰和谷形成的波纹，所述交替的峰和谷由波纹侧壁互连并且在单一的倾斜方向上延伸，所述倾斜方向相对于所述上边缘和/或所述下边缘形成单一的斜倾角；和
所述规整填料片材上的表面织构，所述表面织构包括：
所述本体区域中的凹陷结构和凸起结构的网格，其中每个凹陷结构通过所述凸起结构来与所述凹陷结构中的一些或所有相邻凹陷结构分开，所述凸起结构形成峰和互连鞍座的行；
以及微通道，所述微通道由所述凹陷结构中的相邻凹陷结构和所述互连鞍座形成并且沿着所述凹陷结构中的相邻凹陷结构和所述互连鞍座延伸，所述互连鞍座定位在所述凹陷结构中的每个所述相邻凹陷结构之间，其中所述微通道以20至75度范围内的角度与所述波纹谷相交，并且所述微通道相对于所述波纹谷的取向被选择为优化所述相对面上的液体铺展，
其中，交叉的微通道分别实质上平行于所述规整填料片材的所述上边缘和所述下边缘以及侧边缘进行取向，并且所述微通道延伸使得所述凸起结构的所述互连鞍座在峰的行之间较高以在更大程度上形成对于流体流的屏障、并且在峰的列之间较低以在更小程度上形成对于流体流的屏障。
18.根据权利要求17所述的规整填料片材，其中所述表面织构包括与所述上边缘相邻的上边缘区域和与所述下边缘相邻的下边缘区域中的一者或两者中的平行凹槽。
19.根据权利要求18所述的规整填料片材，其中所述平行凹槽呈波浪形并且存在于所述上边缘区域和所述下边缘区域两者中。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的规整填料片材，其中所述凹陷结构按平行的行布置并且所述凸起结构的所述互连鞍座连接每个行内的相邻凹陷结构。
21.根据权利要求17所述的规整填料片材，其中所述凸起结构的所述峰中的每一者呈锥形并且由所述规整填料片材的相对面上的所述凹陷结构中的一个凹陷结构的锥形末端形成。
22.根据权利要求17所述的规整填料片材，其中所述凸起结构的所述峰中的每一者呈脊形并且由所述规整填料片材的相对面上的所述凹陷结构中的一个凹陷结构的脊形末端形成。
23.根据权利要求17所述的规整填料片材，其中所述微通道以25至70度范围内的角度与所述波纹谷相交。
24.根据权利要求17项所述的规整填料片材，其中所述微通道中的两个微通道在每个凹陷结构处以50至140度范围内的交叉角彼此倾斜地延伸。
25.根据权利要求17所述的规整填料片材，其中所述微通道线性地延伸。
26.根据权利要求17所述的规整填料片材，其中所述微通道以锯齿方式延伸。
27.根据权利要求17所述的规整填料片材，其中所述表面织构包括所述本体区域中与所述上边缘和所述下边缘倾斜地取向的平行凹槽区段。
28.根据权利要求17所述的规整填料片材，其中所述下边缘呈扇形。
29.根据权利要求17所述的规整填料片材，包括所述规整填料片材中的孔。
30.根据权利要求17所述的规整填料片材，其中每个凹陷结构通过所述凸起结构来与所述凹陷结构中的所有所述相邻凹陷结构分开。
31.根据权利要求17所述的规整填料片材，其中所述凹陷结构和凸起结构的网格覆盖所述规整填料片材的总表面积的70％至95％。
32.一种规整填料片材，包括：
相对面、上边缘、下边缘、所述上边缘与所述下边缘之间的本体区域以及由交替的峰和谷形成的波纹，所述交替的峰和谷由波纹侧壁互连并且在单一的倾斜方向上延伸，所述倾斜方向相对于所述上边缘和/或所述下边缘形成单一的斜倾角，以及孔；和
所述规整填料片材上的表面织构，所述表面织构包括：
平行凹槽，所述平行凹槽在与所述上边缘相邻的上边缘区域和与所述下边缘相邻的下边缘区域中；
平行凹槽区段，所述平行凹槽区段在所述本体区域中与所述上边缘和所述下边缘倾斜地取向；
处于所述本体区域中且覆盖所述规整填料片材的总表面积的70％至95％的凹陷结构和凸起结构的网格，每个凹陷结构通过所述凸起结构来与所述凹陷结构中的一些或所有相邻凹陷结构分开，所述凸起结构形成峰和互连鞍座的行，其中所述凹陷结构按平行的行布置并且所述凸起结构的所述互连鞍座连接每个行内的相邻凹陷结构；和
微通道，所述微通道由所述凹陷结构中的相邻凹陷结构和所述互连鞍座形成并且沿着所述凹陷结构中的相邻凹陷结构和所述互连鞍座延伸，所述互连鞍座定位在所述凹陷结构中的每个所述相邻凹陷结构之间，并且所述微通道相对于所述波纹谷的取向被选择为优化所述相对面上的液体铺展，
其中，交叉的微通道分别实质上平行于所述规整填料片材的所述上边缘和所述下边缘以及侧边缘进行取向，并且所述微通道延伸使得所述凸起结构的所述互连鞍座在峰的行之间较高以在更大程度上形成对于流体流的屏障、并且在峰的列之间较低以在更小程度上形成对于流体流的屏障。
33.根据权利要求32所述的规整填料片材，其中所述平行凹槽呈波浪形并且与所述上边缘和所述下边缘对齐。
34.根据权利要求32或33所述的规整填料片材，其中所述凸起结构的所述峰中的每一者呈锥形并且由所述规整填料片材的相对面上的所述凹陷结构中的一个凹陷结构的锥形末端形成。
35.根据权利要求32或33所述的规整填料片材，其中所述凸起结构的所述峰中的每一者呈脊形并且由所述规整填料片材的相对面上的所述凹陷结构中的一个凹陷结构的脊形末端形成。
36.根据权利要求32所述的规整填料片材，其中所述微通道中的两个微通道在每个凹陷结构处以15至140度范围内的交叉角彼此倾斜地延伸。
37.根据权利要求32所述的规整填料片材，其中所述微通道线性地延伸。
38.根据权利要求32所述的规整填料片材，其中所述微通道以锯齿方式延伸。
39.根据权利要求32所述的规整填料片材，其中所述下边缘呈扇形。
40.根据权利要求32所述的规整填料片材，其中所述微通道以20至75度范围内的角度与所述波纹谷相交。
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