[发明专利]一种超重力旋转床用填料及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种超重力旋转床用填料，该填料由基底填料以及基底填料表面的复合涂层组成；所述复合涂层包括与基底填料结合的底漆和底漆上的低表面能物质。该填料具有好的表面润湿性效果，有助于液相的分散、提高液相的传质效率。本发明还公开了该超重力旋转床用填料的制备方法及用途。

技术领域

本发明涉及超重力技术领域。更具体地，涉及一种超重力旋转床用填料及其制备方法和用途。

背景技术

十九世纪七十年代，英国帝国化学公司研究人员首次提出了超重力技术，并且发明了超重力技术的核心装置—超重力旋转床(Rotating Packing Bed，简称旋转床)。超重力旋转床通过电机提供动力，模拟地球上达不到的超重力环境。在强大的离心力的作用下，气液相经过填料剪切、破碎，气液相面积急剧增大，气液两相的混合以及传质得到极大的提高。鉴于其独特的优势，超重力旋转床已经应用于包括纳米材料制备、MDI制造以及以脱硫等工业过程。

填料在超重力旋转床中扮演着至关重要的作用，液相经过液体分布器后，均匀的喷射到填料内表面，填料在电机的带动下，产生强大的离心力，附着在填料表面的液体在此离心力的作用下克服自身的表面张力，破碎成大量液体微元，由填料外缘甩出。与此同时，气相与液体微元接触，大大提高了填料的有效比表面积，显著提高了液相传质系数。在这个过程中，机械能通过旋转床转化为液体微元的表面能，所以填料在旋转床的结构中扮演着重要的、无可替代的作用。

丝网填料具有孔隙率高，比表面积大的特点，受到了研究人员的青睐。但是某些特殊的工业应用中，丝网填料存在易堵塞，传质效率不高的问题。特别是在工业实践中，不锈钢丝网填料对液体的剪切作用尚需进一步提高。即通过提高填料对液体微元的破碎作用，提高能量的转化效率，从而达到能量的利用的最大化；并且由于工业中高腐蚀性物系的存在，普通的不锈钢丝网填料存在被破坏的风险。

在以往的研究中，研究者对不锈钢丝网填料孔径大小，丝径粗细对于液体分散以及传质的影响进行了讨论，并且将不锈钢丝网应用于不同的体系进行工业实践研究。以上工作均是基于不锈钢丝网固有的结构进行研究，且通过对不锈钢丝网填料结构的调整对液体分散及传质效果改善有限。

针对以上问题，需要提供一种新的用于超重力旋转床的丝网填料。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种超重力旋转床用填料，该填料表面润湿性效果好，有效比表面积高，更有助于改善液相的分散、提高传质效率，且该填料具有防粘防堵等自清洁功能。

本发明的第二个目的在于提供一种超重力旋转床用填料的制备方法。

本发明的第三个目的在于提供超重力旋转床用填料的用途。

为达到上述第一个目的，本发明采用以下技术方案：

一种超重力旋转床用填料，所述填料由基底填料以及基底填料表面的复合涂层组成；所述复合涂层包括与基底填料结合的底漆和底漆上的低表面能物质。

根据本发明的优选实施方式，所述基底填料为不锈钢丝网填料。优选地，不锈钢丝网填料选自平网不锈钢丝网填料、波纹不锈钢丝网填料。

根据本发明的优选实施方式，所述不锈钢丝网填料规格为10～400目。

根据本发明的优选实施方式，所述底漆为氟树脂涂料。氟树脂涂料具有好的疏水性以及耐腐蚀性，可较好的解决基地填料被腐蚀以及容易堵塞的问题，同时氟树脂涂料能较好的与基底填料结合。更优选地，所述氟树脂涂料为PTFE涂料、FEP涂料、PFA涂料、ETFE涂料、PCTFE涂料中的一种。此时的氟树脂涂料具有较低的表面能，并且与基底填料间的结合性好，且有助于与低表面能物质牢固结合。

根据本发明的优选实施方式，所述低表面能物质选自PTFE、PEP、PFA、ETFE粉末。此种物质具有较低的表面能，能与基地填料较好的而结合，并且原料易于获得，形成的薄膜具有较好的稳定性。