[发明专利]热交换方法和装置

权利要求书

1.一种加热或冷却一定量固体物料的方法，该方法包括以下步骤：提供该定量物料，使其在一过程容器(process vessel)中形成一固体填充层(packedbed)，该容器具有一个或多个通道，热交换流体能通过通道流动；将热交换流体流过一个或多个通道；向所述容器提供工作流体；以及使工作流体通过所述层循环，该循环步骤包括：从容器的一个或多个部分移走至少部分工作流体，然后使工作流体返回容器的其它部分，由此间接热交换发生于热交换流体和定量物料之间，并发生于热交换流体和工作流体之间，并且当工作流体通过该层循环时，由此直接热交换发生于所述工作流体和定量物料之间。

2.按照权利要求1中的方法，其中包括控制工作流体的质量流速，由此增加质量流速而增大定量物料的有效导热率。

3.按照权利要求2的方法，其中包括通过控制一个或多个工作流体的速度、容器内的压力以及工作流体的密度，来控制工作流体的质量流速。

4.按照上述的权利要求的任意一项的方法，其中工作流体是一种气体。

5.按照权利要求4的方法，其中包括控制工作气体的质量流速，由此增加质量流速而增大定量物料的有效导热率。

6.按照权利要求5的方法，其中包括通过控制一个或多个工作气体的流速、容器内的压力以及工作气体的密度，来控制工作气体的质量流速。

7.按照权利要求4至6中任意一项的方法，其中包括控制工作气体的速度，使其小于当该层中的定量物料流体化时的速度。

8.按照上述权利要求中的任何一项的方法，其中定量物料具有低的导热率。

9.一种用于加热或冷却定量固体物料的装置，该装置包括：

(i)一过程容器，它具有一个外壳，该外壳限定一个用于包含定量物料成为一固体填充层的内部容积；和一个间接热交换装置，它位于内部容积里，用于加热或冷却定量物料；

(ii)一用于向容器提供工作流体的装置；和

(iii)一用于通过该层循环工作流体的装置。

10.按照权利要求12的装置，其中用于通过容器循环工作流体的装置包括从容器中移走工作流体的一个入口或多个入口；将工作流体返回到容器内的一个或多个出口；和一个泵或其它合适的装置，用于使工作流体流经过该层向一个或多个入口，和从一个或多个入口向一个或多个出口进行循环。

11.按照权利要求10的装置，其中一个或多个入口位于容器的上部，一个或多个出口位于容器的下部。

12.按照权利要求9到11中任何一项的装置，其中间接热交换装置包括多个由可导热材料制成的板，它们位于内部容积内，并且每个板包括一个或多个通道，热交换流体可通过通道流动。

13.按照权利要求12的装置，其中每个使用的板限定一个或多个导热旁路管，该导热旁路管处于热交换流体和板区域中的物料之间，于是在使用中，利用发生于经过板的热交换流体和物料之间的热交换，基本上将所有定量物料加热或冷却到所要求的温度范围。

14.按照权利要求13的装置，其中板彼此相对地设置，因此在使用中，在容器的装置和卸料过程中，物料能在相邻板之间的空间中流动。

15.按照权利要求9至14中任何一项的装置，其中容器包括一个入口装置，用于将定量物料引进容器，还包括一个出口装置，用于从容器中移走定量物料。

16.按照权利要求9至15中任何一项的装置，其中该定量物料具有低的导热率。