热氧化器再生器的改进的块通道几何形状和布置制造技术

技术编号:12225256 阅读:99 留言:0更新日期:2015-10-22 02:30
一种用在热氧化器、选择性催化还原剂或过滤器械中的热再生器块(900)。所述块具有成蜂窝图案的多个通道(902),所述图案包括由至少一个中央通道(902)和五到十二个多个周围通道(902)组成的规则的子图案。每个通道(902)与加热腔室的开口流体连通,并且在所述流体和所述块(900)之间进行热交换。所述周围通道(902)到其各自的中央通道(902)的中心是基本等距的。通道轮廓是圆形轮廓、卵形轮廓、具有多个样条曲线的轮廓或椭圆形轮廓中的一者,由此优选地每个中央通道(902)是大致六边形、八边形或圆形的。通道(902)之间的内壁(910)可具有狭缝,以允许通道(902)的各部分之间的流体连通。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 相关申请 本专利要求2013年8月30日提交的第14/015, 544号美国专利申请的优先权。前 述美国专利申请的全部内容在此通过引用并入本文中。
本公开总体涉及包括热氧化器的转换器,并且更具体地涉及改进的块通道(block channel)几何形状和布置。
技术介绍
热氧化器具有包括耐火材料的块(例如,耐火元件),以在各块与气态或液体流之 间进行热交换。通常情况下,热效率和插头电阻(plugresistance)都是块带来的问题。【附图说明】 图1示出了具有一组塔架的示例性氧化系统。 图2是示例性块的标准块轮廓的视图。 图3是在沿着通道轴线的方向上观察的另一示例性块的视图。 图4是具有不同有效宽度的另一示例性块的视图。 图5描绘了示例性不规则形状的块,并且图示了有效的块高度。图6是具有四边形通道形状的另一示例性块的放大横截面视图。 图7是在另一示例性块中的四边通道的放大横截面视图。 图8是包含六边形通道的另一示例性块的放大横截面视图。 图9是包含六边形通道的另一示例性块的放大横截面视图。 图10A是具有圆形通道的另一示例性块的放大横截面视图。 图10B是根据本公开的教导具有圆形通道的另一示例性块的放大横截面视图。 图11是图1的氧化系统的视图,描绘了系统的代表区域限定。 图12是另一示例性氧化系统的视图,描绘了流动切换塔架。 图13是另一示例性氧化系统的视图,描绘了随着时间而交替入口的流动切换塔 架。 图14是描绘关于时间的一般粒子形成的图形。图15是使用量子 RRK(QuantumRice-Ramsperger-Kassel)("QRRK")理论描述关 于时间的一般粒子形成的另一图形。 图16是描绘粒子形成的第二状态的硅形成的图形。 图17是描绘滞流点的另一示例性块的另一示例性通道的放大横截面视图。 图18是另一示例性块的放大横截面视图。 图19是六边形结构化示例性通道的放大横截面视图。 图20描绘了另一示例性块的视图,图示了在块的入口和/或出口壁处环绕通道的 壁可能具有的修改。 图21是代表在150mm宽度的另一示例性块内发现的生产能力设计参数的表格。 图22是代表用于图21的示例性块的系统性能的合成块数据的表格。 图23是描绘可被实施来计算插头电阻值的示例性工艺的流程图。 图24是描绘可被实施来计算热效率值的另一示例性工艺的另一流程图。 图25图示了实施图23和图24的工艺的示例性系统。 图26图示了代表在执行图23和/或图24的示例性工艺的图25的示例性处理器 平台的输出装置上显示的输出数据的表格。 图27A至271是块的通道的示例性图案的横截面视图。 为了澄清多个层和区域,各层的厚度在附图中被放大。只要可能,相同的附图标记 将用于整个附图及相关书面说明中,以指代相同或相似的部分。【具体实施方式】 在本文中描述了用于改进热氧化器的块的插头电阻和/或热效率的设备和方法。 虽然描述了热氧化器,但是所描述的方法和设备可适用于其它的转换器块,包括选择性催 化还原剂("SCR")、催化剂等。一个所描述的示例性设备包括具有限定内壁的多个通道的 转换器的块,所述多个通道在该块的横截面视图中限定了蜂窝图案。该图案包括由至少一 个中央通道和多个周围通道组成的规则的子图案,所述至少一个中央通道靠近块的内部。 另外或替代地,规则的子图案还可具有两个或更多个中央通道(即,位于所述子图案的中 央区域中并且由多个周围通道环绕的通道)。优选地,至少两个、三个或更多个子图案形成 具有相邻布置的其它子图案的所述图案。另外,该图案还可包括一些扭曲或废弃的子图案 (即,与多数规则的子图案至少偏离到某种程度而形成图案的子图案,由此偏离可能在于不 同数量的周围通道和/或具有不同尺寸和/或形状等的至少一个周围通道)。 另一示例性设备包括具有限定内壁的多个通道的转换器的块,所述多个通道在所 述块的横截面视图中限定了蜂窝图案。该图案包括由位于块的内部的至少一个中央通道和 靠近块的内部的多个周围通道组成的规则的子图案。每个中央通道由五个或更多个周围通 道环绕,并且内壁沿着每个中央通道的周界具有变化的厚度。另外或替代地,规则的子图案 还可具有两个或更多个中央通道(即,位于所述子图案的中央区域中并且由多个周围通道 环绕的通道)。优选地,至少两个、三个或更多个子图案形成具有相邻布置的其它子图案的 所述图案。另外,该图案还可包括一些扭曲或废弃的子图案(即,与多数规则的子图案至少 偏离到某种程度而形成图案的子图案,由此偏离可能在于不同数量的周围通道和/或具有 不同尺寸和/或形状等的至少一个周围通道)。 另一示例性设备包括转换器的块和多个通道,所述多个通道限定内壁并且延伸穿 过该块的深度,以允许流体从中流过。靠近块的内部的每个中央通道由五到十二个周围通 道环绕,并且每个中央通道具有形状大于四个边的轮廓。每个周围通道到其各自的中央通 道的中心是基本等距的。在一些示例中,每个通道在流体和该块之间进行热交换。另外或 替代地,规则的子图案还可具有两个或更多个中央通道(即,位于所述子图案的中央区域 中并且由多个周围通道环绕的通道)。优选地,至少两个、三个或更多个子图案形成具有相 邻布置的其它子图案的所述图案。另外,该图案还可包括一些扭曲或废弃的子图案(即,与 多数规则的子图案至少偏离到某种程度而形成图案的子图案,由此偏离可能在于不同数量 的周围通道和/或具有不同尺寸和/或形状等的至少一个周围通道)。 所描述的另一示例性设备包括转换器的块和多个通道,所述多个通道延伸穿过该 块,以允许流体从中流过。每个通道与加热腔室的开口流体连通,并且块的内部中的每个中 央通道由五到十二个周围通道环绕。每个周围通道到其各自中央通道的中心或各自图案或 子图案的各自中央区域是基本等距的,并且每个通道在流体和该块之间进行热交换。 所描述的另一设备包括多个通道,所述多个通道延伸穿过转换器的块,以允许流 体从中流过。块的内部中的每个中央通道具有大于四个边的形状,并且由五个或更多个周 围通道环绕。每个周围通道到其各自中央通道的中心是基本等距的,并且中央通道的液压 直径与通道之间的内壁厚度的比率大约等于从0. 58到6. 53的范围内的值。 优选的示例性设备由粘土制成,由此可相对于粘土以适当的浓度添加或混合各种 添加剂。这些添加剂可包括以下化合物或由以下化合物组成:碳化物,诸如碳、碳化硅、碳化 钽、碳化钛、碳化锆和/或碳化钨;和/或氧化物,诸如氧化铝、氧化镁、氧化钡、二氧化钛、氧 化铍、氧化钴、氧化铁、三氧化二铁、氧化镁、二氧化硅,氧化锌、二氧化锆、氧化钠和/或氧 化钾;和/或硫族化合物,诸如硫化镉、硫化铅、硫化锌和/或碲化铅;和/或氟化物,诸如 氟化钡、氟化钙、氟化锶、氟化锂和/或氟化钠;和/或用于陶瓷的其它添加剂材料,诸如溴 化铯、氯化铯、氯化钾、溴化钠、氯化钠、碘化钠、氯化铷、二硼化钛、二硼化锆和/或氮化硅。 在第一方面,添加剂的混合物取决于哪种粘土作为原材料,而另一方面是用于形成并产生 示例性装置的制造工艺的种类或类型,优选为耐火元件或块。制造工艺包括以下步骤:将粘 土与添加剂的适当混合物混合;由粘土-添加剂-混合物形成生还部分(greenpart本文档来自技高网...
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【技术保护点】
一种设备,所述设备包括:转换器的块,所述块具有限定内壁的多个通道,所述多个通道在所述块的横截面视图中限定出蜂窝图案,从而所述蜂窝图案包括由至少一个中央通道和多个周围通道组成的规则的子图案。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:D·韦德霍尔姆
申请(专利权)人:杜尔系统公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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