[发明专利]用于交替流装置的原位汽化器和同流换热器

权利要求书

1.一种用于将液体进料流转换成气体蒸汽流的装置，所述装置包括：

（a）具有第一端和第二端的通道构件，所述通道构件具有多个连接所述第一端和第二端的通道，所述通道构件具有大致实体的区域和空隙区域，

（b）进口构件，所述进口构件用于将所述液体进料流导引至所述多个通道的第一端，以及

（c）出口构件，所述出口构件用于导引来自所述多个通道的气体蒸汽流，其中所述通道在所述进口与出口之间的任意距离d处具有垂直于所述进料流方向的几何结构，其特征在于：1.空隙面积A′(x)以及，2.通道总横截面积A(x)，其中作为所述总面积A(x)的一部分的所述空隙面积A′(x)是

以及沿着装置的长度L的平均空隙率

所述平均空隙率是约0.3至约0.95。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，沿着所述装置的长度，所述空隙率从在所述进口构件处的约0.5至约0.995的空隙率变化至在所述出口构件处的约0.2至约0.7的空隙率。

3.根据权利要求2所述的装置，其中沿着所述装置长度的空隙率变化是每线性英寸长度约0.01至约0.5空隙率下降。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述变化是每线性英寸长度约0.15至约0.35空隙率下降。

5.根据权利要求1所述的装置，其中在数量为大于一且小于二十的连续恒定的空隙率区域中的所述空隙率从所述进口构件到所述出口构件而下降。

6.根据权利要求5所述的装置，其中恒定空隙率区域的数量是三至十。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述通道的特征还在于具有如下的通道水力直径dH和通道长度，所述通道水力直径dH是从在所述进口处的约0.1至约10.0毫米至在所述出口处的约0.2至约0.5。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述通道水力直径是从在所述进口处的约0.3至约5.0毫米至在所述出口处的约0.4至约2.0毫米。

9.根据权利要求7所述的装置，其中所述通道水力直径与通道长度的比是约0.5至约10,000。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述比是约10至约5000。

11.根据权利要求10所述的装置，其中所述比是约40至约200。

12.根据权利要求1所述的装置，其中所述通道的特征还在于，具有约10in²/in³至约2000in²/in³的平均单位体积表面积S_v，平均。

13.根据权利要求12所述的装置，其中S_v，平均是约20in²/in³至约1000in²/in³。

14.根据权利要求13所述的装置，其中S_v，平均是约50in²/in³至约250in²/in³。

15.根据权利要求1所述的装置，其中所述通道由热容量至少100J/Kg-K、热导率至少约10W/m-K、并且密度至少约2500Kg/m³的材料制成。

16.根据权利要求15所述的装置，其中所述热容量为至少约500J/Kg，热导率为至少约50W/m-K，并且密度为至少约5000Kg/m³。

17.根据权利要求16所述的装置，其中所述热容量为至少约100J/Kg，热导率为至少约200W/m-K，并且密度为至少约7000Kg/m³。

18.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置在大于约500的气时空速下运行。

19.根据权利要求18所述的装置，其中所述装置在大于约1000的气体空速下运行。

20.根据权利要求1所述的装置，其中所述通道具有小于约5psi/英寸的压降，Δp。

21.根据权利要求20所述的装置，其中Δp小于约1psi/英寸。