CN119546388A - 规整填料 - Google Patents

Abstract

一种波纹规整填料片材具有波纹和在规整填料片材的相反面上的表面织构的组合，该波纹包括在规整填料片材的下边缘区域中在波纹的几何形状中形成的弯道，该表面织构呈凹陷结构和凸起结构的网格的形式。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状部的行。微通道沿着凹陷结构中的相邻凹陷结构和互连鞍状部延伸。当与下边缘区域中的波纹的弯曲的几何形状一起使用时，表面织构引起意想不到的性能改善。

Description

规整填料

相关申请的交叉引用

本申请要求于2022年8月4日提交的美国临时专利申请63/394,976号的优先权，上述申请以引用的方式全文并入本文。

技术领域

本发明整体涉及传质塔，并且更具体地，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。

背景技术

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”旨在涵盖其中以传质和/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。由于这些传质表面的结果，增强了这两个相之间传质和传热的速率和/或程度。

规整填料是通常用于增强塔内的传热和/或传质性能的一种类型的传质表面。存在许多不同类型的规整填料，并且大多数类型包括多个波纹规整填料片材，这些波纹规整填料片材以直立平行的关系定位并且接合在一起，以形成具有沿着相邻片材的交叉波纹所形成的流体通道的规整填料模块。规整填料模块可自身形成填充传质塔的水平内部横截面的规整填料层，或者填料模块可呈端对端和并排式定位形成规整填料层的单独砖块形式。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。

当汽相和液相流过规整填料层时，通常希望使汽相与液相之间的传热和/或传质最大化。这通常通过增加可用于传质和能量传递的比表面积来实现。然而，通过具有较高比表面积的结构化填料层的流体将通常经历较高的压降，这从操作的角度来看是不可取的。

在不增加规整填料层的比表面积的情况下改善规整填料的传热和/或传质性能的一种方法是在规整填料片材上使用各种类型的表面织构。表面织构有利于液相在规整填料片材的表面上的扩散，这随后使得液相与汽相之间的传热和/或传质增加。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。

一种类型的已知表面织构使用凹槽，这些凹槽在与波纹状规整填料片材的顶边缘和底边缘平行的横向方向上延伸。这种类型的表面织构的潜在缺点是，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类型的表面织构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间隔开。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反面上的凸起结构，反之亦然。

围绕凹陷结构的凸起结构形成包括峰和互连鞍状部的行，其中鞍状部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成角度与规整填料片材的顶边缘和底边缘相交。已经发现，液体的铺展模式可能受到这些微通道的影响。

当汽相和液相在垂直相邻的规整填料层之间的界面处改变它们的流动方向时，规整填料层的容量还可能受到它们的行为的限制。由于流动方向的这种变化，液体可能倾向于积聚在界面处并且导致容量和性能的降低，特别是在较高的液体负荷下。

用于增加规整填料层的容量和/或减小界面处的压降的一种方法涉及对规整填料层的底部处的波纹的几何形状的修改。在一个这样的变型中，在规整填料层的底部部分和可选地上部部分中的波纹的几何形状中形成弯道，使得波纹相对于传质塔的竖直轴线的角度从存在于规整填料层的本体区域中的角度逐渐增大到在规整填料层的下边缘和可选地上边缘处的较大角度。波纹中的这种弯曲几何形状减少了液体在规整填料层的界面处的过早积聚，并且减少了如果不使用弯曲的几何形状则将在界面处出现的压降。

发明内容

在一个方面，本发明涉及一种规整填料模块，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以及该规整填料片材上的表面织构。每个规整填料片材包括：相反面；上边缘和下边缘；与下边缘相邻的下边缘区域；位于下边缘区域上方的本体区域；以及由交替的峰和谷形成的波纹，该峰和谷通过波纹侧壁相互连接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/或下边缘形成倾斜角度。规整填料片材被构造和布置成使得规整填料片材中的相邻规整填料片材的波纹彼此成角度交叉。每个规整填料片材还包括在下边缘区域中的波纹的几何形状中形成的弯道，使得波纹相对于下边缘的倾斜角度从本体区域穿过下边缘区域逐渐增大。规整填料片材上的表面织构包括：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间隔开，凸起结构形成峰和互连鞍状部的行；以及微通道，该微通道沿着凹陷结构中的相邻凹陷结构和互连鞍状部延伸，该互连鞍状部定位在凹陷结构中的相邻凹陷结构中的每个凹陷结构之间。

在另一个方面，本发明涉及一种规整填料片材，该规整填料片材包括：相反面；上边缘和下边缘；与下边缘相邻的下边缘区域；位于下边缘区域上方的本体区域；多个孔，多个孔延伸穿过该规整填料片材；由交替的峰和谷形成的波纹，该峰和谷通过波纹侧壁相互连接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/或下边缘形成倾斜角度；在下边缘区域中的波纹的几何形状中形成的弯道，使得波纹相对于下边缘的倾斜角度从本体区域穿过下边缘区域逐渐增大；以及在相反面上的表面织构。该表面织构包括：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间隔开，凸起结构形成峰和互连鞍状部的行；以及微通道，该微通道沿着凹陷结构中的相邻凹陷结构和互连鞍状部延伸，该互连鞍状部定位在凹陷结构中的相邻凹陷结构中的每个凹陷结构之间。

在又一个方面中，本发明涉及一种规整填料片材，该规整填料片材包括：相反面；上边缘和下边缘；与下边缘相邻的下边缘区域；位于下边缘区域上方的本体区域；多个孔，多个孔延伸穿过该规整填料片材；由交替的峰和谷形成的波纹，该峰和谷通过波纹侧壁相互连接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/或下边缘形成倾斜角度；在下边缘区域中的波纹的几何形状中形成的弯道，使得波纹相对于下边缘的倾斜角度从本体区域穿过下边缘区域逐渐增大；以及在相反面上的表面织构。该表面织构包括：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间隔开，凸起结构形成峰和互连鞍状部的行；以及微通道，该微通道沿着凹陷结构中的相邻凹陷结构和互连鞍状部延伸，该互连鞍状部定位在凹陷结构中的相邻凹陷结构中的每个凹陷结构之间。

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传质塔内的本发明的四个规整填料层；

图2是本发明的波纹规整填料片材的侧透视图，该波纹规整填料片材形成规整填料模块的一部分，并且具有孔以及包括凹陷结构和凸起结构的网格的表面织构的实施方案，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该片材的某些部分，但实际上可覆盖整个片材；

图3是具有表面织构的一个实施方案的规整填料片材的放大截断视图，该表面织构包括呈锥形峰和谷形式的凹陷结构和凸起结构的网格；

图3a是沿着图3的线3a-3a截取的剖视图；

图3b是沿着图3的线3b-3b截取的剖视图；

图4是具有表面织构的另一实施方案的规整填料片材的放大截断视图，该表面织构包括呈长形脊状峰和谷形式的凹陷结构和凸起结构的网格；

图4a是沿着图4的线4a-4a截取的剖视图；

图4b是沿着图4的线4b-4b截取的剖视图；

图5是具有表面织构的又一实施方案的规整填料片材的放大截断视图，该表面织构包括呈锥形峰和谷形式的凹陷结构和凸起结构的网格，其中在峰的行之间具有较高鞍状部并且在峰的列之间具有较低鞍状部；

图5a是沿着图5的线5a-5a截取的剖视图；

图5b是沿着图5的线5b-5b截取的剖视图；并且

图6是本发明的波纹状规整填料片材的另一实施方案的前透视图，并且类似于图2所示的规整填料片材，不同之处在于该规整填料片材除了如图2所示的在下边缘区域处的弯曲的波纹之外，还在上边缘区域处具有弯曲的波纹。

具体实施方式

现在转到更详细的附图并且首先转到图1，适用于在传质和传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限定开口内部区域14，在该开口内部区域中，在流体流之间发生期望的传质和/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。一个或多个蒸气流也可在传质塔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）。并未在附图中例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。

包括多个单独规整填料片材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。在例示的实施方案中，四个规整填料层16以彼此竖直堆叠的关系定位，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中的每一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角度延伸。该旋转角度通常为45度或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50mm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。规整填料片材18中的每个规整填料片材由适当刚性的材料（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的相反面或背面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。

在例示的实施方案中，规整填料片材18中的每一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。

如下文更详细描述的，在一个实施方案中，诸如图2所示，与每个规整填料片材18的下边缘26相邻的下边缘区域40中的波纹32的几何形状不同于形成规整填料片材18的剩余部分的相邻本体区域中的波纹32的几何形状。在一些实施方案中，下边缘区域40可跨越从每个规整填料片材18的下边缘26到上边缘24的垂直距离的5%至30%、5%至25%、或5%至20%。在其他实施方案中，下边缘区域40可跨越从每个规整填料片材18的下边缘26到上边缘24的距离的20%至60%、20%至50%、25%至45%、或30%至40%。

在其他实施方案中，诸如图6所示，在下边缘区域40和与规整填料片材18的上边缘24相邻的上边缘区域42两者中的波纹32的几何形状不同于其余本体区域中的波纹32的几何形状。在例示的实施方案中，下边缘区域40比上边缘区域42跨越更大的垂直距离。例如，下边缘区域40可跨越从每个规整填料片材18的下边缘26到上边缘24的距离的5%至35%、5%至25%、5%至20%、或30%至35%，并且上边缘区域42可跨越从每个规整填料片材18的下边缘26到上边缘24的距离的5%至30%、5%至20%、5%至10%、或20%至25%。在其他实施方案中，下边缘区域40和上边缘区域42可跨越相同的距离。例如，在其他实施方案中，下边缘区域40和上边缘区域42可各自跨越从每个规整填料片材18的下边缘26到上边缘24的垂直距离的5%至35%、5%至25%、5%至20%、或30%至35%。

相邻规整填料片材18还被布置为使得规整填料片材18中的每一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。由于这种布置，在本体区域中和在下边缘区域40的全部或一部分中，规整填料片材18中的每一个规整填料片材中的波纹32与规整填料片材18中的每一个相邻规整填料片材的波纹32成角度交叉。在一个实施方案中，规整填料片材18中的每一个规整填料片材的前面20上的波纹32的所有峰34与规整填料片材18中的相邻的规整填料片材的背面22上的波纹32的峰34在本体区域中和在下边缘区域40的全部或一部分中接触。规整填料片材18中的前面20上的波纹32的一些峰34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22的峰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。

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形成锐角、或者在靠近下边缘26的区域中形成垂直倾斜角度。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斜角度。在一个实施方案中，本体区域中的倾斜角度可在25度至75度的范围内。倾斜角度的具体示例为大约30度、大约45度和大约60度。由于规整填料片材18的上边缘24和下边缘26相对于传质塔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。在规整填料片材18上的每个位置处，波纹32相对于规整填料片材18的上边缘24和/或下边缘26的倾斜角度以及波纹32相对于传质塔10的竖直轴线倾斜的锐角是互补角度。

在与规整填料片材18的下边缘26相邻的下边缘区域40中的波纹32的几何形状以增加规整填料层16的容量和/或减小当流体流在竖直相邻的规整填料层16之间的界面处穿过过渡区时的压降的方式进行修改。在一个实施方案中，诸如图2所示，在下边缘区域40中的波纹32的几何形状中形成弯道44，使得波纹32相对于规整填料片材18的下边缘26的倾斜角度从本体区域穿过规整填料片材18的下边缘区域40逐渐增大。波纹32的倾斜角度在规整填料片材18的下边缘26处增大到65度至90度、75度至90度或85度至90度范围内的倾斜角度。

类似地，如图6所示，也可在规整填料片材18的上边缘区域42中的波纹32的几何形状中形成弯道46。上边缘区域42中的弯道46以与下边缘区域40中的弯道44类似的方式形成。

下边缘区域40中的波纹32的几何形状中的弯道44以及上边缘区域42中的波纹32的几何形状中的弯道46（如果存在的话）在上升蒸气流在相邻的规整填料层16之间过渡并进入和离开规整填料片材18的本体区域时提供上升蒸气流的方向的平滑变化。蒸气流方向的这种平滑过渡降低了液体在规整填料层16的界面处的过早积聚，并且降低了如果不使用弯曲的几何形状则将在界面处出现的压降。

一些或所有规整填料片材18可设置有多个孔48，该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。在一个实施方案中，孔40设置在每个规整填料层16中的每个规整填料片材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49以促进铺展，从而使上升流体流和下降流体流之间的接触最大化。在如图3所示的一个实施方案中，表面织构49包括规整填料片材18的前面20和背面22上的凹陷结构50和凸起结构52的网格。图3仅示出了凹陷结构50和凸起结构52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，网格在上边缘24和下边缘26之间以及侧边缘28和30之间延伸，使得网格覆盖规整填料片材18的整个表面区域。在另一个实施方案中，网格覆盖每个规整填料片材18的总表面积的70%至95%。

每个凹陷结构50通过凸起结构52来与凹陷结构50中的一些或所有相邻凹陷结构间隔开。凹陷结构50按平行的行布置，并且可以以正方形、菱形、三角形或其他图案定位。凸起结构52包括峰54和互连鞍状部56。峰54可大体上呈锥形（如图3、图3a和图3b以及图5、图5a和图5b所示）或者它们可为长形的以形成脊形（如图4、图4a、图4b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52的至少一些部分由背面22上的凹陷结构50的至少一些部分形成，反之亦然。因此，每个锥形峰54可由规整填料片材18的相反面20或22上的凹陷结构50中的一个凹陷结构的锥形末端形成。同样，每个脊形峰54可由规整填料片材18的相反面20或22上的凹陷结构50中的一个凹陷结构的脊形末端形成。

表面织构49包括沿着凹陷结构50中的相邻凹陷结构延伸的由箭头所指定的微通道58，以及定位在凹陷结构50中的相邻凹陷结构之间的凸起结构52的互连鞍状部56。这些微通道58可与波纹谷36相交或者与波纹谷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58与规整填料片材18的上边缘24和/或下边缘26的取向以及因此微通道58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，一些微通道58以平行于波纹谷26的方式延伸。例如，三分之一或二分之一的微通道58可以以平行于波纹谷26的方式延伸。在其他实施方案中，微通道58以20度至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。在一些实施方案中，该角度可在25度至70度或30度至65度的范围内。

微通道58中的两个微通道在每个凹陷结构50处以交叉角彼此交叉地延伸。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58可线性地延伸（如图3所示），它们可以以锯齿方式延伸（如图4所示），或它们可以以其他方式延伸（如图5所示）。例如，在图6的实施方案中，凸起结构52的互连鞍状部56在峰54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54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54的行之间的微通道58中流动。

使用在规整填料片材中具有两种类型的波纹并且在规整填料片材上具有两种类型的表面织构的规整填料层进行比较测试。在一组测试中，将商业上用于MONTZ-PAK^™ B1型规整填料片材上的表面织构施加到直的波纹规整填料片材上，并且相对于施加到相同类型的直的规整填料片材上的上述表面织构49进行测试。

在另一组测试中，将商业上用于MONTZ-PAK^™ B1型规整填料片材上的表面织构施加到在下部区域40中具有弯道44的规整填料片材18上，并且相对于施加到在下边缘区域40中具有弯道44的相同类型的波纹规整填料片材18上的上述表面织构49进行测试。通常，商业上用于MONTZ-PAK^™B1型规整填料片材上的表面织构具有三角形节距图案，并且具有比上述表面织构49更精细、更密集地填充的凹陷结构和凸起结构。

在进行测试之前，预期表面织构对规整填料层性能的影响与规整填料片材中波纹的几何形状无关。换句话说，商业上用于MONTZ-PAK^™ B1型规整填料片材上的表面织构的性能与在直的波纹规整填料片材上的表面织构49相比，被预期推进到在波纹32中具有弯道44的规整填料片材。

令人惊奇的是，该预期没有被比较测试数据所证实。相反，数据表明，当与波纹22中的弯道44组合使用时，表面织构49的表现出乎意料地优于基于与直的波纹几何形状一起使用时两个表面织构的比较性能所预测到的表现。因此，比较测试数据表明，表面织构49根据规整填料片材上的波纹的几何形状而表现不同，通过表面织构49和在下边缘区域40中具有弯道44的波纹规整填料片材18的组合而实现了改善的协同性能。

这种意想不到的性能改进可在下表中呈现出的标准化的比较测试数据中看出，其中直的波纹规整填料片材是KOCH-GLITSCH^™ FLEXIPAC^® 250Y规整填料片材，弯曲的波纹规整填料片材18仅在下边缘区域40中具有弯道44，并且具有在可商购的MONTZ-PAK^™ B1-250MN规整填料中发现的波纹结构，MONTZ^™表面织构是商业上用于MONTZ-PAK^™ B1型规整填料片材上的表面织构，KOCH-GLITSCH^™表面织构是在图3、图3a和图3b中总体例示出的并且商业上用于KOCH-GLITSCH^™ FLEXIPAC^® 250Y规整填料片材上的上述表面织构49。

在表1所描绘的比较测试结果中，具有MONTZ^™表面织构的规整填料层的性能在十一个流速中的六个流速下优于具有KOCH-GLITSCH^™表面织构的规整填料层的性能，并且在十一个流速中的两个流速下相同。预期当使用在下边缘区域40中具有弯道44的规整填料层进行测试时，也将看到两个表面织构之间的这种比较性能。换句话说，当波纹的几何形状在下边缘区域中改变时，具有MONTZ^™表面织构的规整填料层预期表现优于具有KOCH-GLITSCH^™表面织构的规整填料层。

相反，如表2中出乎意料地示出的，当弯道44被添加到下边缘区域40中的波纹22时，具有KOCH-GLITSCH^™表面织构的规整填料层在十一个流速中的八个流速下表现优于具有MONTZ^™表面织构的规整填料层，并且在十一个流速中的两个流速下相同。这种性能改进表明，当表面织构49与规整填料片材18的下边缘区域40中的弯道44组合使用时，发生某种类型的协同相互作用。

表1

表2

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例示性而非限制性的意义。

Claims (20)

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，每个规整填料片材包括：

相反面；

上边缘和下边缘；

与所述下边缘相邻的下边缘区域；

位于所述下边缘区域上方的本体区域；

多个孔，所述多个孔延伸穿过所述规整填料片材；以及

由交替的峰和谷形成的波纹，所述峰和所述谷通过波纹侧壁相互连接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/或所述下边缘形成倾斜角度，所述规整填料片材被构造和布置成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成角度交叉，

弯道，所述弯道形成在所述下边缘区域中的所述波纹的几何形状中，使得所述波纹相对于所述下边缘的倾斜角度从所述本体区域穿过所述下边缘区域逐渐增大；以及

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状部的行；以及微通道，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状部延伸，所述互连鞍状部定位在所述凹陷结构中的相邻凹陷结构中的每个凹陷结构之间。

2.根据权利要求1所述的规整填料模块，其中所述波纹在所述下边缘处的所述倾斜角度在65度至90度的范围内。

3.根据权利要求1所述的规整填料模块，其中所述波纹在所述下边缘处的所述倾斜角度在75度至90度的范围内。

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，每个行内的所述凸起结构的所述互连鞍状部连接相邻凹陷结构。

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个峰呈锥形并且由所述规整填料片材的所述相反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个峰呈脊形并且由所述规整填料片材的所述相反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，其中所述微通道中的一些微通道以与波纹谷平行的方式延伸。

8.根据权利要求4所述的规整填料模块，包括：

与所述上边缘相邻的上边缘区域；以及

在所述上边缘区域中的所述波纹的几何形状中形成的另一弯道，使得所述波纹相对于所述上边缘的倾斜角度从所述本体区域穿过所述上边缘区域逐渐增加。

9.根据权利要求1所述的规整填料模块，其中所述下边缘区域跨越从所述规整填料片材的所述下边缘到所述上边缘的距离的5%至30%、5%至25%、5%至20%、20%至60%、20%至50%、25%至45%或30%至40%。

10.根据权利要求1所述的规整填料模块，其中所述多个孔均匀地分布在所述规整填料片材上。

11.一种规整填料片材，包括：

相反面；

上边缘和下边缘；

与所述下边缘相邻的下边缘区域；

位于所述下边缘区域上方的本体区域；

多个孔，所述多个孔延伸穿过所述规整填料片材；

由交替的峰和谷形成的波纹，所述峰和所述谷通过波纹侧壁相互连接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/或所述下边缘形成倾斜角度；

弯道，所述弯道形成在所述下边缘区域中的所述波纹的几何形状中，使得所述波纹相对于所述下边缘的倾斜角度从所述本体区域穿过所述下边缘区域逐渐增大；以及

在所述相反面上的表面织构，所述表面织构包括：

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隔开，所述凸起结构形成峰和互连鞍状部的行；以及微通道，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状部延伸，所述互连鞍状部定位在所述凹陷结构中的相邻凹陷结构中的每个凹陷结构之间。

12.根据权利要求11所述的规整填料片材，其中所述波纹在所述下边缘处的所述倾斜角度在65度至90度的范围内。

13.根据权利要求11所述的规整填料片材，其中所述波纹在所述下边缘处的所述倾斜角度在75度至90度的范围内。

14.根据权利要求11所述的规整填料片材，其中所述凹陷结构按平行的行布置，每个行内的所述凸起结构的所述互连鞍状部连接相邻凹陷结构。

15.根据权利要求11所述的规整填料片材，其中所述凸起结构的所述峰中的每个峰呈锥形并且由所述规整填料片材的所述相反面上的所述凹陷结构中的一个凹陷结构的锥形末端形成。

16.根据权利要求15所述的规整填料片材，其中所述凸起结构的所述峰中的每个峰呈脊形并且由所述规整填料片材的所述相反面上的所述凹陷结构中的一个凹陷结构的脊形末端形成。

17.根据权利要求16所述的规整填料片材，其中所述微通道中的一些微通道以与所述波纹谷平行的方式延伸。

18.根据权利要求16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度至140度范围内的交叉角度彼此交叉地延伸。

19.根据权利要求11所述的规整填料片材，其中所述下边缘区域跨越从所述规整填料片材的所述下边缘到所述上边缘的距离的5%至30%、5%至25%、5%至20%、20%至60%、20%至50%、25%至45%或30%至40%。

20.一种规整填料片材，包括：

相反面；

上边缘和下边缘；

与所述下边缘相邻的下边缘区域，其中所述下边缘区域跨越从所述规整填料片材的所述下边缘到所述上边缘的距离的25%至45%；

位于所述下边缘区域上方的本体区域；

多个孔，所述多个孔延伸穿过所述规整填料片材；

由交替的峰和谷形成的波纹，所述峰和所述谷通过波纹侧壁相互连接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/或所述下边缘形成倾斜角度；

弯道，所述弯道形成在所述下边缘区域中的所述波纹的几何形状中，使得所述波纹相对于所述下边缘的倾斜角度从所述本体区域穿过所述下边缘区域逐渐增大，所述下边缘处的所述倾斜角度在65度至90度的范围内；以及

在相反面上的表面织构，所述表面织构包括：

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隔开，所述凸起结构形成峰和互连鞍状部的行；以及微通道，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状部延伸，所述互连鞍状部定位在所述凹陷结构中的所述相邻凹陷结构中的每个凹陷结构之间，其中所述凹陷结构按平行的行布置，每个行内的所述凸起结构的所述互连鞍状部连接相邻凹陷结构。