用于构造物质和/或热量交换装置的元件、具有两个元件的组件、及使用组件的交换方法制造方法及图纸

一种可堆叠模块化元件(10)包括平行六面体箱(2)，该箱包括至少一个隔热层(3)，该至少一个隔热层的厚度小于该箱的宽度的三分之一，该隔热层至少覆盖该箱的侧面和正面并且在该箱内围成了具有平行六面体体积的至少一个腔室(4)，该腔室包括能够允许物质和/或热量交换的材料的至少一个本体，该本体具有平行六面体形状并且填充了该腔室的至少一部分，该腔室在该上面上具有开口和/或在下面上具有开口，以允许流体从该元件之外传递到该本体、和/或从该本体传递到该元件之外。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于构造物质和/或热量交换装置的元件、具有两个元件的组件、及使用组件的交换方法本专利技术涉及一种用于构造物质和/或热量交换装置的模块化元件、具有至少两个此类模块化元件的组件、以及利用此类组件进行物质和/或热量交换的方法。本专利技术还涉及一种至少部分地由具有至少两个此类模块化元件的此类组件构造的装置。本专利技术尤其涉及一种至少部分地由根据本专利技术的模块化元件的组件构造的低温蒸馏装置，例如空气分离装置，并且涉及一种用于修改此类装置的方法。另一方面，本专利技术同样适用于其他物质和/或热量交换装置，比如热交换器、吸附净化装置或蒸馏塔。根据本专利技术的装置可以快速地安装和调试。一旦安装好，就可以容易地增大或减小其能力和/或其能量效率。其维修的复杂性较低，并且如果有必要，容易将其重新定位。此外，容易通过修改根据本专利技术的装置的能力、和/或其必须产生的产物的内容物来修改该装置。可以同样地添加或移除产物。目前，空气分离装置可以由多个包构成，这些包各自包括该装置的整个设备单元，例如完整的塔、完整的热交换器、完整的吸附型空气头净化单元。每个包的尺寸由其所必须包括的设备单元决定，并且因此，这些包均具有不同的尺寸。这些包中的大多数是直接放在地上的。已经提出将空气分离装置的设备单元布置在包、例如集装箱中，这些包各自包括完整的设备单元。各自包括设备单元的多样化的包的组件的组装(焊接、布线等)和调试(验证、测试)需要大量的人力。从US-A-4872955和US-A-3281334中已知用多个待堆叠的部分来制造蒸馏塔。在并非在环境温度下执行的蒸馏、例如低温蒸馏的情况下，一旦塔已经组装好，就必须围绕塔构造外壳并且用隔热材料来填充。从EP-A-913653中还已知，将以一个压力运行的第一蒸馏塔放置在该隔热外壳中、并且将以另一个压力运行的另一个蒸馏塔布置在该第一塔上方的另一个隔热外壳中。这种类型的构造需要使用起重机，并且这两个外壳的组装是复杂的。EP2657633描述了一种模块化元件，其中两个热交换本体布置在隔热包壳中。这两个本体在其上表面中具有小开口，以允许导管穿过。本专利技术的目的是便于构造一种用于处理气体、例如来自工业过程或采用低温蒸馏的空气分离装置或此类装置的一部分的残余气体的装置。因而可以更快速并且用相对不熟练的工人来构造装置。此外，可以容易地更换包含缺陷元件的模块化元件，而不必更换整个设备单元。根据本专利技术的一个目的，提供了一种用于构造物质和/或热量交换装置的可堆叠模块化元件，该可堆叠模块化元件包括具有长度、宽度和高度的平行六面体箱，该箱具有相反的水平上面和下面、两个相反的竖直端面、以及两个相反的竖直侧面，该箱的上面和下面是由该箱的长度和宽度限定，该箱的两个端面是由该箱的长度和高度限定，并且该箱的两个侧面是由该箱的宽度和高度限定，该箱包括至少一个隔热层，该至少一个隔热层的厚度小于该箱的宽度的三分之一，该隔热层至少覆盖该箱的侧面和端面、并且可能覆盖该上面和下面、并且在该箱内围成了具有平行六面体体积的至少一个腔室，该至少一个腔室具有长度、宽度和高度，该腔室具有：相反的水平上面和下面，该腔室的上面和/或下面是至少部分地开放的；两个相反的竖直端面；以及两个相反的竖直侧面，该腔室的上面和下面是由该腔室的长度和宽度限定，该腔室的两个端面是由该腔室的长度和高度限定，并且该腔室的两个侧面是由该腔室的宽度和高度限定，该腔室包括能够实现物质和/或热量交换的材料的至少一个本体，该本体具有平行六面体形状并且填充了该腔室的至少一部分，该腔室在该上面上具有开口和/或在该下面上具有开口，该开口分别与该箱的上面中的开口和/或该箱的下面中的开口连通，以使得能够将流体从该元件之外传递至该本体、和/或从该本体传递至该元件之外。根据其他可选方面：-该至少一个本体填充了该箱内的腔室的至少一部分，并且i)能够实现物质和/或热量交换的另一个本体填充了该腔室的另一部分或甚至其余部分或另一个腔室，和/或ii)至少一个材料传递导管穿过该腔室的其他部分或甚至其余部分或另一个腔室，以使得材料能够穿过该箱，或iii)该腔室的该其他部分或甚至其余部分或该另一个腔室构成了使得材料能够传递穿过该箱的装置。根据其他可选方面：-该元件的高度小于该元件的长度、或甚至小于或等于该元件的宽度。-该本体的高度如果不等于该元件的高度，则等于该元件的高度的至少一半。-至少一个本体是吸附材料本体。-至少一个本体由竖直定向金属板的堆叠体构成，这些板被鳍片分开。-至少一个本体由竖直定向波纹板的堆叠体构成，这些波纹以与水平面成10°与80°之间的角度定向。-元件大小的范围已经预先限定，该模块化元件的尺寸被选择为与是该范围的一部分的元件大小相对应。-该腔室在该箱的上面和下面上开放，并且该腔室的高度基本上等于该箱的高度。-该腔室在该箱的上面或下面上开放、并且在该箱的相反面上关闭。-该箱的竖直面中的至少一个采取平面表面的形式。-该箱的至少上面和/或下面包括用于在相邻元件之间实现连接的连接方式。-该至少一个腔室具有基本上方形、矩形或圆形形状的水平截面。-该腔室在该腔室的整个高度上具有均一水平截面。-该腔室离该箱的一个侧壁比离该箱的相反侧壁更近。-该箱是由金属、优选地铝或不锈钢或碳钢或殷钢制成。-该至少一个腔室的壁是由金属、优选地铝或不锈钢或殷钢制成。-该元件是自支撑的。-该元件具有的长度在3与30米之间。-该元件具有的高度在1与5米之间。-该元件具有的宽度在1与5米之间。-该隔热层的厚度小于500mm、或小于300mm、或小于150mm、或甚至100mm。-该或这些腔室的体积构成该元件的体积的至少30％。-该元件包括四个竖直梁，这些竖直梁将该箱的上面在拐角处连接至该箱的下面，使得经由这些面的拐角来传递机械力。-该箱由例如根据标准ISO668的标准化集装箱构成，该标准化集装箱优选地具有标准化拐角。-该腔室的上面中的开口与该箱的上面中的开口连通，这两个开口优选地具有基本上相同的尺寸。-该腔室的下面中的开口与该箱的下面中的开口连通，这两个开口优选地具有基本上相同的尺寸。-该箱的下面和/或上面中的开口占该箱的相应面的表面的至少20％。-该腔室的下面和/或上面中的开口占该腔室的相应面的表面的至少20％、优选地占该腔室的相应面的整个表面。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种具有堆叠在彼此上并且彼此相接触的至少一个第一模块化元件和至少一个第二模块化元件第二元件的组件，该第一元件和第二元件是如上文所描述的，这些元件被布置成使得该第一元件的至少一个本体被布置在该第二元件的至少一个本体上方，该第一元件的本体和该第一元件的本体被布置在其上方的第二元件的本体均由以下各项构成：i)吸附材料，或ii)竖直定向金属板的堆叠体，这些板被鳍片分开，或iii)竖直定向波纹板的堆叠体，这些波纹以与水平面成10°与80°之间的角度定向，并且该第一元件的模块化元件具有与该第二元件的模块化元件相同的长度和宽度。该第一元件的箱优选地具有与该第二元件的箱相同的长度和宽度。该第一元件的腔室优选地具有与该第二元件的腔室相同的长度和宽度。该第一元件和该第二元件的腔室的中心点优选地位于共同的竖直轴线上。该第一元件的本体优选地具有与该第二元件的本体相同的长度和宽度。根据本专利技术的其他可选的方面：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种构造用于物质和/或热量交换的装置的模块化可堆叠元件(10，11，11a，11b，11c，12，12a，12b，12c，13，20，21，22，22a，22b，23，23a，23b，24，31，31a，31b，32，32a，32b，33，41，42，43，44，45，46，47，48，51，52，53，54，55，56，57，58，59，60，61，62，A，B，C，D，E，F，G，H，I，J，K，L，M，N，O，P)，该模块化可堆叠元件包括具有长度、宽度和高度的平行六面体箱(2)，该箱具有相反的水平上面和下面、两个相反的竖直端面、以及两个相反的竖直侧面，该箱的上面和下面是由该箱的长度和宽度限定，该箱的两个端面是由该箱的长度和高度限定，并且该箱的两个侧面是由该箱的宽度和高度限定，该箱包括至少一个隔热层(3)，该至少一个隔热层的厚度小于该箱的宽度的三分之一，该隔热层至少覆盖该箱的侧面和端面、并且可能覆盖该上面和下面、并且在该箱内围成了具有平行六面体体积的至少一个腔室(4，5，6，6’)，该至少一个腔室具有长度、宽度和高度，该腔室具有：相反的水平上面和下面，该腔室的上面和/或下面是至少部分地开放的；两个相反的竖直端面；以及两个相反的竖直侧面，该腔室的上面和下面是由该腔室的长度和宽度限定，该腔室的两个端面是由该腔室的长度和高度限定，并且该腔室的两个侧面是由该腔室的宽度和高度限定，该腔室包括能够实现物质和/或热量交换的材料的至少一个本体，该本体具有平行六面体形状并且填充了该腔室的至少一部分，该腔室在该上面上具有开口和/或在该下面上具有开口，该开口分别与该箱的上面中的开口和/或该箱的下面中的开口连通，以使得能够将流体从该元件之外传递至该本体、和/或从该本体传递至该元件之外。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.06 FR 1655111;2016.06.06 FR 1655112;2016.01.一种构造用于物质和/或热量交换的装置的模块化可堆叠元件(10，11，11a，11b，11c，12，12a，12b，12c，13，20，21，22，22a，22b，23，23a，23b，24，31，31a，31b，32，32a，32b，33，41，42，43，44，45，46，47，48，51，52，53，54，55，56，57，58，59，60，61，62，A，B，C，D，E，F，G，H，I，J，K，L，M，N，O，P)，该模块化可堆叠元件包括具有长度、宽度和高度的平行六面体箱(2)，该箱具有相反的水平上面和下面、两个相反的竖直端面、以及两个相反的竖直侧面，该箱的上面和下面是由该箱的长度和宽度限定，该箱的两个端面是由该箱的长度和高度限定，并且该箱的两个侧面是由该箱的宽度和高度限定，该箱包括至少一个隔热层(3)，该至少一个隔热层的厚度小于该箱的宽度的三分之一，该隔热层至少覆盖该箱的侧面和端面、并且可能覆盖该上面和下面、并且在该箱内围成了具有平行六面体体积的至少一个腔室(4，5，6，6’)，该至少一个腔室具有长度、宽度和高度，该腔室具有：相反的水平上面和下面，该腔室的上面和/或下面是至少部分地开放的；两个相反的竖直端面；以及两个相反的竖直侧面，该腔室的上面和下面是由该腔室的长度和宽度限定，该腔室的两个端面是由该腔室的长度和高度限定，并且该腔室的两个侧面是由该腔室的宽度和高度限定，该腔室包括能够实现物质和/或热量交换的材料的至少一个本体，该本体具有平行六面体形状并且填充了该腔室的至少一部分，该腔室在该上面上具有开口和/或在该下面上具有开口，该开口分别与该箱的上面中的开口和/或该箱的下面中的开口连通，以使得能够将流体从该元件之外传递至该本体、和/或从该本体传递至该元件之外。2.如权利要求1所述的元件，其中，该至少一个本体填充了该箱(2)内的腔室(4)的至少一部分，并且i)能够实现物质和/或热量交换的另一个本体填充了该腔室的另一部分或甚至其余部分或另一个腔室(5，6，6’)，和/或ii)至少一个材料传递导管穿过该腔室的其他部分或甚至其余部分或另一个腔室(5，6，6’)，以使得材料能够穿过该箱，或iii)该腔室的其他部分或甚至其余部分或另一个腔室(5，6，6’)构成了使得材料能够传递穿过该箱的装置。3.如以上权利要求中任一项所述的元件，其中，i)至少一个本体是吸附材料本体，和/或ii)至少一个本体由竖直定向金属板的堆叠体构成，这些板被鳍片分开，和/或iii)至少一个本体由竖直定向波纹板的堆叠体构成，这些波纹以与水平面成10°与80°之间的角度定向。4.如以上权利要求中任一项所述的元件，其中，该腔室(4)在该箱的上面和下面上开放，并且该腔室的高度基本上等于该箱(2)的高度。5.如权利要求1至3中任一项所述的元件，其中，该腔室(4)在该箱(2)的上面或下面上开放、并且在该箱的相反面上关闭。6.如以上权利要求中任一项所述的元件，其中，该腔室(4)的上面中的开口与该箱(2)的上面中的开口连通，这两个开口优选地具有基本上相同的尺寸，和/或该腔室的下面中的开口与该箱的下面中的开口连通，这两个开口优选地具有基本上相同的尺寸。7.如权利要求6所述的元件，该元件在该腔室(4)的面中和该箱(2)的面中的这些连通开口之间的空间内不包括隔热物。8.如权利要求6或7所述的元件，该元件在该腔室(4)的面中和该箱(2)的面中的这些连通开口之间的空间内具有空的空间。9.如以上权利要求中任一项所述的元件，其中，该箱(2)的下面和/或上面中的开口占该箱的相应面的表面的至少20％。10.如以上权利要求中任一项所述的元件，其中，该腔室(4)的下面和/或上面中的开口占该腔室的相应面的表面的至少20％、优选地占该腔室的相应面的整个表面。11.一种具有彼此上下堆叠且彼此接触的至少一个第一元件和至少一个第二元件(10，11，11a，11b，11c，12，12a，12b，12c，13，20，21，22，22a，22b，23，23a，23b，24，31，31a，31b，32，32a，32b，33，41，42，43，44，45，46，47，48，51，52，53，54，55，56，57，58，59，60，61，62，A，...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕特里斯·卡瓦恩，伯诺瓦·达维迪安，伯纳德·索尼耶，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR