[发明专利]具有间隔特征的堆叠填充物

说明书

发明背景： 

1.发明领域 

本发明涉及用于填充式传质塔的流体接触结构。 

2.相关技术的描述 

填充塔被用于传质操作中，比如吸收、解吸、提取、洗涤及类似操作。填充物的作用是促进通常相互逆向行进的两股流体流之间的传质。通过在填充物中提供大的表面积以促进流体的接触和通过使液体分裂成极其细的液滴以增强与气相的传质来提高传质的效率和速率。 

许多高性能的、对称的、开放容积的填充物主体(packing body)已经被描述在现有技术中。这些高性能的填充物主体表现良好且已经占领了相当大的市场份额。开放的、非堵塞性的结构提供低的压力降，同时将流分散且散布在纵向和横向两个方向上。 

尽管填充物主体内部结构的空隙容积低于之前的高效填充物主体，但垂直于纵轴的结构仍然难于提供，并且制造需要进行数次弯曲操作和卷曲操作来使片状材料形成填充物主体。 

在1996年3月12日授权的美国专利第5,498,376号中公开了改进的填充物主体，通过引用将所述专利的公开内容明确地并入本文中。材料的穿孔长条被简单地卷曲成螺旋形结构或同心的圆柱体结构。改进的填充物主体具有从30％到98％的高程度的开放空间。意外地，发现卷曲的填充物主体提供比之前的填充物主体结构好的传质和效率。 

现有技术还公开了具有基本上开放结构的填充物主体，该开放结构具有通过沿着折线折叠且弯曲相邻的穿孔板来形成填充物主体所形成的良好的阻碍作用，其中板基本上相互平行。 

因此，相对于上文所公开的现有技术的填充物，存在对提供高表面积和高传质效率的简单、便宜的填充物的需要。 

发明概述：

通过具有多个液滴状物(drip-point)和连接器的单独的板状构件来组装改进的填充物主体。板可以具有从0.1到15mm的厚度。在金属的情况下，厚度通常为从0.2到0.4mm。在塑料的情况下，厚度通常为从0.5到3mm，优选地1到2mm，且在陶瓷的情况下，板优选地具有从2到8mm的厚度。 

本发明的填充物主体适合用于传质操作，比如其中目前使用类似波状刷子的填充物的生物膜反应器。在这些应用中，类似波状刷子的填充物的高表面积被一层细菌覆盖。为了除去细菌，通过剥离且处理掉细菌的空气剪切(air shearing)来定期清洁反应器。在生物膜反应器中，用本文所公开的方形的堆叠填充物来进行初步测试。本发明的堆叠填充物的表现在大多数情况下大致相同，而在一些情况下更好(取决于水中的污染物的类型)。然而，与刷子式填充物相比，尤其是在大的反应器中，本发明的堆叠填充物更便宜且显著更容易安装。因此基于成本/性能，堆叠填充物是明显优越的。 

当结合附图考虑时，由于通过参考下面的详细描述本发明被更好地理解，本发明的这些及很多其它特征和伴随的益处将变得明显。 

附图描述： 

图1是由单独的板10组装成的本文所描述的填充物100的垂直横截面表示。 

图2是图1的填充物100的平面视图表示。 

图3A是图2的单独的板10的第一实施方式的垂直横截面表示。 

图3B是图2的单独的板10的第二实施方式的垂直横截面表示。 

图4A是用于将如图3A或图3B所示的单独的板10组装成图1的填充物100的连接器10c的第一实施方式的垂直横截面表示。 

图4B是用于将如图3A或图3B所示的单独的板10组装成图1的填充物100的连接器10c的第二实施方式的垂直横截面表示。 

图5是由圆形板15组装成的填充物150的可选择的实施方式的平面视图表示。 

图6是由六边形板16组装成的填充物160的可选择的实施方式的平面视图表示。 

图7是由六边形板17组装成的填充物170的可选择的实施方式的平面视图表示。 

详述：

现在参考图1，改进的堆叠填充物100由至少两个单独的板10构成。板10通过连接器10c组装成填充物100，连接器10c被定位在每一个板10上，如下文进一步描述的。优选地，板10由对传质塔中的液体和气体介质惰性的软塑料制成。 

这样的塑料将包括聚丙烯或各种可注射成型的弹性的氟聚合物比如Teflon PFA(全氟烷基乙烯基醚-四氟乙烯共聚物)和Teflon FEP(四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)或其它这样的材料。期望的是，用于填充物100的塑料是弹性的且是稍微可变形的。