[发明专利]用于交换热和物料的设备的制造方法

说明书

一种用于交换物料和热的设备的制造方法，该设备由多个柱(200)和一系列至少三块具有矩形截面的实心金属板(300)组成，通过一组空心金属柱使每块板与相邻的板分隔开，这些金属柱是对齐的并且具有多边形截面，每组的柱是彼此平行的，每组的柱都与该组两侧的两块金属板接触，一组的柱中的至少一些柱包含用于交换热和物料的器件(230)，至少这些板的与这些柱接触的部分涂有钎焊材料，其中，通过将该交换设备放置在炉中、并且加热该炉以便对该设备进行钎焊以形成平行六面体块(100)，来将这些板固定到这些柱上。

本发明涉及一种物料和热交换设备的制造方法。本发明还涉及一种通过该工艺制造的交换设备。

物料和/或热交换柱如今广泛应用于多种工艺。例如，这些物料和/或热交换柱允许实施洗涤工艺、冷却工艺、加热工艺或蒸馏工艺。

所有这些工艺都基于单一基本原理，即两种流体之间的物料和/或热交换。这两种流体例如可以是两种液体、两种气体、或者一种液体和一种气体。

因此，这种柱包括至少一种物料和/或热交换器件，两种流体通过该器件，并且在该器件中发生两种流体之间的物料和/或热交换。

通常，通过将以块状的方式组合在一起从而形成规整填料的波纹片放置在圆柱形外壳内部来制造物料和/或热交换柱。由于这些柱的尺寸、还由于填料的制造和安装的复杂性，这种方法是慢而昂贵的。

还已知可以通过以下方式制成热交换器主体，即形成通过多孔翅片分隔开的矩形板的堆叠、随后对堆叠进行钎焊以便形成具有多条通道的主体。这种类型的主体随后用于将热量从一种流体传递到另一种流体，具有翅片的通道中的流体通过该板将其热量传递到相邻的具有翅片的通道中的流体。

尽管这种类型的主体被广泛用作热交换器，但其从未在工业规模上用于在0℃以下的温度下对流体进行分离。

本发明旨在提出一种以快速且高效的方式制造物料和/或热交换设备的方法。还可以制成与用作分馏塔的简单板翅式热交换器相比易于制造的、性能提高的用于分离的设备。

使用包含允许物料和热交换的器件的多个柱允许流过各板之间的空间的流体变得均匀。这些柱使得当流体通过更大空间时遇到的边缘效应最小化。全部或基本上全部供有相同流体流的柱都允许进行流体的分离或混合(例如，洗涤或蒸馏)。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于制造热和物料交换设备的方法，该设备由多个柱以及一系列至少三块具有矩形截面的金属板构成，这些板基本上都具有相同的形状和尺寸，通过一组空心金属柱使每块板与相邻的板分隔开，这些金属柱是对齐的并且具有多边形的、优选为矩形的截面，每组的柱是彼此平行的，可选地该设备的所有柱都是彼此平行的，每组的柱各自与该组两侧的两块金属板接触，一组的或者甚至每组的柱中的一些柱、或者甚至一组的所有柱都包含物料和热交换器件、例如填料、比如散堆金属填料，至少是这些板的与这些柱接触的部分涂有钎焊材料，其中，通过将该交换设备放置在炉中、并且加热该炉以便对该设备进行钎焊以形成平行六面体块，来将这些板固定到这些柱上。

根据其他可选方面：

·该设备在钎焊期间经受的最高温度低于板的熔点，低于柱的熔点，并且优选地低于物料和热交换器件的熔点。

·这些板、柱以及可选地物料和热交换器件均由以下形成：i)同一金属，或ii)同一合金，或iii)具有同一主要金属的合金。

·板和/或柱和/或物料和热交换器件由以下金属之一制成：铝、不锈钢、镍、铜或钛。

·物料和热交换器件由不锈钢制成。

·这些柱中的至少一些柱具有矩形或方形截面。

·柱的截面边缘的最小尺寸大于2cm，优选地大于10cm。

·柱的截面边缘的最小尺寸小于10cm。

·板的长度至少等于1m。