本发明专利技术涉及一种用于蒸发液体和将被蒸发液体加热到高温的设备。该设备具有热传递壁，该热传递壁具有用于接收热和将热传递到内表面的外表面。设置有虹吸材料，使得该虹吸材料的一部分与内表面接触，而另外一部分远离热传递壁。与对着热传递壁内表面的虹吸材料接触的虹吸支撑为虹吸材料提供结构支撑，并进一步为流自虹吸材料的蒸发液体提供路径。可蒸发液体被传送到虹吸材料远离热传递壁的部分，并允许移往与内表面接触的部分。来自内表面的热将液体转化为已蒸发液体。可选地，气体燃料可被引导到虹吸支撑中用于预热且与已蒸发液体混合。已蒸发液体通过虹吸支撑流出虹吸材料并进入下游的过热器，该过热器优选容纳有热交换装置。该热交换装置与热传递壁的内表面热连通，用于接收和传递热到已蒸发液体。该设备可以包括多个连接到共同和／或不同热源的蒸发单元。还公开了制造用于蒸发液体的设备的方法及用于蒸发液体的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于在高温下将液体转化为气体的蒸发器、蒸煮器和 热交换设备领域。特别地，本专利技术的设备和方法可以用于产生高质量 的高温蒸汽，以用于不同的应用中，包括但是不限于燃料加工应用。
技术介绍
蒸发液体尤其是水的蒸发是非常普通的技术。蒸发水的传统方法 涉及将一滩水加热到其沸点温度并获得从液体散发出来的蒸汽。普通 的蒸发技术使用壳和管式蒸发器设计。在更小的壳和管式蒸发器的例 子中，将要蒸发的水存在围绕热交换管的空间中。在更大的壳和管式蒸发器的例子中，水在内部流过热交换管，该管被其外部的热加热。不能响应于需求快速产生蒸汽，这对于大多数传统的蒸发技术来 说是共同的特点。为了快速启动应用，传统的蒸发器必须维持在热准 备模式。传统的蒸发器的其他缺点可以包括导致瞬间慢响应的液态水 大的热质量、蒸发器与多热流或热源热集成的有限能力和使用蒸发器 加热不同于需要汽化的液体的材料的有限能力。此外，关于传统蒸发器的另外一个熟知的缺点是液体遗留或重击 的发生，其中非汽化的液体夹带在已蒸发液体中。在要求的汽化产品 是高质量的蒸汽时，必须采取措施以从蒸汽中分离和移除未蒸发液体。 普遍用于从蒸汽中移除这种夹带的方法包括分离或蒸汽鼓。然而，对 于使用分离鼓的系统，开始产生蒸汽产品所需的启动时间极大地依赖 于分离鼓的大小，并且这样的时间可能延及几个小时。而且，用于从 已蒸发液体中分离和移除液体组分的方法将增加蒸发设备的大小、成 本和复杂性。
技术实现思路
本专利技术的一个方面，提供一种用于蒸发液体和将已蒸发液体加热 到高温的设备。该设备包括至少一个具有内表面和外表面的热传递壁， 该外表面能够接收热并将热传递到内表面。包括虹吸材料，该虹吸材 料用于接收可蒸发液体并将液体导入热传递壁的内表面。至少部分虹 吸材料与热传递壁的内表面接触，优选与内表面的上游部接触。该虹 吸材料可以包括编织或非编织结构的纤维，例如氧化铝纤维，使得能 够引导液体到内表面。包括虹吸支撑，其与对着内表面的虹吸材料接 触，并为来自虹吸材料的已蒸发液体提供路径。该虹吸支撑可以包括 延伸的表面区域，例如波紋金属肋片。过热器布置在虹吸支撑下游， 其与虹吸支撑流体连通，以接收已蒸发液体并将已蒸发液体加热到高 温。该过热器可以包括热传导器，例如波紋金属肋片，用于将来自热 传递壁内表面的热传导到已蒸发液体。在一些实施例中，至少一个热 传递壁可以包括两块互相间隔开的平坦的热传递壁，在这两个平坦壁 之间放置有虹吸支撑、虹吸材料和过热器。设备可以选择性地包括热源，用于提供到至少 一个热传递壁的外 表面的热。可选的热源可以包括辐射热源和/或一个或多个燃烧器或重 整反应器，以提供到热传递壁的外表面的热流体流。可以提供热传导 器，其与对着虹吸材料的热传递壁的至少部分外表面接触，用于将热传导到外表面。这样的热传导器可以包括波紋金属肋片。可以包括与 热传递壁外表面间隔开的外壁，用于在它们之间提供路径，使热流体 的流动能够将热传递到所述外表面。每个热传递壁和外表面可以包括 圆柱形壁或平坦壁。可选地，可以包括液体传送装置，用于将液体传 送到虹吸材料。该液体传送装置可以包括液体源和泵。可以提供与过 热器流体连接的蒸汽出口 ，用于从设备中移除高温下的已蒸发液体。本专利技术的另外一个方面提供用于蒸发液体的设备。该设备包括多 个蒸发单元。每个蒸发单元包括液体入口和虹吸材料，用于从液体入 口接收可蒸发液体并将液体引导到热传递壁。该热传递壁具有内表面 和外表面，该外表面能够接收热并将热传递到内表面。热传递壁的至少部分内表面与虹吸材料接触。每个蒸发单元包括对着热传递壁内表 面与虹吸材料接触的虹吸支撑，为流自虹吸材料的已蒸发液体提供通 道。布置在虹吸支撑下游的过热器，其与虹吸支撑流体连通，用于接 收已蒸发液体并将已蒸发液体加热到高温。每个蒸发单元包括与过热 器流体连通的蒸汽出口。该设备包括能够提供到一个或多个蒸发单元 的热传递壁的外表面的热流体流的热源入口支管，和能够将热流体流 引导出一个或多个蒸发单元的出口支管。可选地，该设备可以包括能 够提供到一个或多个蒸发单元的第二热流体流的第二热源入口支管， 和能够将第二热流体流引导出所述一个或多个蒸发单元的第二出口支 管。该设备可以包括用于传送液体到液体入口的液体传送装置，该液 体传送装置包括液体源、泵和用于传送均匀液体流到液体入口的计量 装置。在本专利技术的生产过程方面，提供了制造用于蒸发液体的设备的方法。该方法包括这样的步骤使虹吸材料覆盖具有延伸表面区域的虹 吸支撑的至少上游部；邻接虹吸支撑下游部放置热传导器；并用至少 一个热传递壁包围虹吸支撑、虹吸材料和热传导器。热传递壁具有内 表面和外表面，当虹吸支撑、虹吸材料和热传导器被包围时，部分虹 吸材料与内表面的上游部接触，热传导器邻接内表面的下游部。可选 地，该方法可以进一步包括在虹吸材料上提供用于引导气体进入虹吸 支撑的开口。第二热传导器可选地邻接热传递壁外表面布置。该方法 可以进一步包括一个或多个如下可选步骤选择虹吸材料接收可蒸发 液体的预期的流量；提供虹吸材料，该虹吸材料能够在远离至少一个 热传递壁处接收预期的可蒸发液体流，并将该可蒸发液体引导到虹吸 材料的与至少一个热传递壁接触的部分；和/或为所述至少一个热传递 壁、虹吸材料和/或虹吸支撑选择材料，该材料将提供这样的热传递系 数，使其能够从外表面传递充足的热到内表面以用于蒸发预期的可蒸 发流体流，从而防止未蒸发液体与热传导器接触；和在虹吸材料和热 传递壁的内表面之间提供充足的接触面积，用于蒸发预期的可蒸发液 体流，从而防止未蒸发液体与热传导器接触。本专利技术的另外一个生产过程方面提供汽化液体的方法。该方法包括有步骤提供到热传递壁的外表面的热，该热传递壁能够将热从外 表面传递到内表面，用于蒸发可蒸发液体并将已蒸发液体加热到高温； 将可蒸发液体传送到虹吸材料远离热传递壁的部分，该虹吸材料将可 蒸发液体引导到虹吸材料与热传递壁内表面接触的部分，在那里将可 蒸发液体加热而产生已蒸发液体；在已蒸发液体和与热传递壁内表面 热连通的热传导器之间提供接触，以将已蒸发液体加热到高温。可以 提供充足量的热到热传递壁外表面，用于蒸发可蒸发液体并防止未蒸 发液体与热传导器接触。可以通过一个或多个部位与热流体流的接触和/或从辐射热源接收热为热传递壁的外表面提供热。该热流体流可以 包括一种或多种燃烧器排气和/或热重整油，并且沿着热传递壁的热流 体流是能够与已蒸发液体流相反方向的。该方法还可以包括将燃料与 已蒸发液体混合以提供热燃料和已蒸发液体的混合物。燃料可以通过 将其引导进入虹吸支撑而与已蒸发液体混合。在优选实施例中，该可 蒸发液体包括水。附图说明本专利技术可以通过参考下面结合相应附图的说明得以理解。 图1示意性地说明燃料处理系统，其中使用了本专利技术的能够产生 高温流/燃料混合物以提供给重整反应器的设备。 图2是本专利技术的设备的截面图。图3a是本专利技术的设备的虹吸材料和过热器的详细图。图3b是本专利技术的设备的热传导器的详细图。图3c是本专利技术的虹吸材料覆盖虹吸支撑的透视图。图3d是本专利技术的虹吸支撑的端部视图。图3e是本专利技术的虹吸支撑的正视图。图4是本专利技术的能够产生高温流/燃料混合物供料的设备的透视图。图5是图4本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于蒸发液体的设备，该设备包括： 具有内表面和外表面的至少一个热传递壁，该外表面能够接收热并将热传递到内表面； 虹吸材料，该虹吸材料用于接收液体并将液体导入内表面，至少部分虹吸材料与内表面接触； 虹吸支撑，该虹吸支撑与对着内表面的虹吸材料接触，且为流自虹吸材料的已蒸发液体提供路径； 过热器，该过热器布置在虹吸支撑下游，且与虹吸支撑流体连通，用以接收已蒸发液体并将已蒸发液体加热到高温。
【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：B克里希纳穆尔蒂，PD史密斯，BS拉泽布尼克，JD巴尔迪克，DP布卢姆菲尔德，
申请(专利权)人：德士古发展公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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