CN104995475A - 热氧化器再生器的改进的块通道几何形状和布置 - Google Patents

Abstract

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。

Description

热氧化器再生器的改进的块通道几何形状和布置

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。

技术领域

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(blockchannel)几何形状和布置。

背景技术

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(plug resistance)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(Quantum Rice-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27I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-混合物形成生坯部分(green part)；使生坯部分干燥；以及最后固化或焙烧生坯部分以接收最终陶瓷产品。形成工艺可优选为挤压、冲压或粘结工艺。在挤压工艺中，将粘土-添加剂-混合物推送到模具上，以形成生坯部分，同时冲压模具工具或者将冲压工具压入粘土-添加剂-混合物的预形成且径向稳定的堆叠中，以形成生坯部分。对于示例性设备的一些特定设计，某些子部件被预成形(例如通过冲压或射成形技术)，稍后在粘结工艺中被粘结到一起(即，该子部件被粘结或胶接，以形成最终的生坯部分)。

影响粘土-添加剂-混合物的组合物的另一方面以及用于形成工艺和/或固化工艺的工艺参数来自设备的优选使用。为了用作热氧化器中的耐火元件或块，由粘土-添加剂-混合物制成的已固化的陶瓷部分应该优选包括以下物理属性：

·体积密度：1.5-3.5[g/cm³]

·热膨胀800C：1.8-13×10⁶[1/K]

·热容量：600-1400[J/kg/K]

·吸水率每{静水方法DIN VDE 0335/2}：0–10％

·导热系数：1.0-2.5[W/m/K]

一个所描述的方法包括：确定相关公式，以增加转换器中的通道的插头电阻；使用处理器，利用理论粒子形成来计算粒子形成；使用聚结时间的一般形式来计算堵塞时间；反复计算卡伯因子(kappa factor)；计算二次因子来确定通道的插头电阻结果；以及输出插头电阻结果和二次结果。

另一所描述的示例性方法包括：确定相关公式，以增加转换器中的通道的热效率；使用瞬态热对流方程来计算系统的瞬态效应；使用处理器，使用通道形态因子来计算对流系数；计算通道的润湿以及被占据的区域；计算二次参数，以确定通道的热效率结果；以及输出热效率结果和二次结果。

一些所描述的示例涉及包含耐火材料或在热氧化系统内发现的其它类似材料的块。耐火材料在高温下保持其形状和结构，并可包括陶瓷、粘土材料、二氧化硅、氧化锆、氧化铝和/或诸如石灰和氧化镁的氧化物。耐火材料的主要分类可包括粘土类、氧化铝类、氧化镁、白云石、碳酸盐、硅石、锆石等。也存在贵金属和铁类耐火材料。

热氧化块在块和通过该块的流的气体或液体流之间进行热交换。所述流在腔室中被加热，其中流体在放热反应(例如，放热氧化)中被化学转化。所公开的示例涉及块(例如，耐火元件)的横截面设计。所公开的示例还描述计算用于通道的尺寸特征(例如，蜂窝(cell)、流道(passage))，或任何其它相关的关键特征。用于限定流过该块的气体或液体流的参数可包括通道液压直径、内壁宽度和外壁宽度。这些参数涉及系统的流量和热特性的流体性质，也会影响该块的最终堵塞。液压直径涉及到其各自周界的横截面面积，并且通常用于计算管流的雷诺数。随着包含杂质的气体或液体将粒子施加到通道上，堵塞可能会发生，粒子可附着到通道的表面壁，并且最终这些粒子可能会堵塞(例如，阻塞)通道。通过使用抗粘合剂涂层(例如，硅电阻涂层)或催化涂层可减少堵塞。包含催化剂的催化涂层可应用在SCR工艺中，以进一步中和存在的有害化合物。

热氧化器块一般使用具有方形通道设计的块。方形通道的边缘通常被对准(即，各组的排不彼此偏移)。与已知的液压直径和方形通道设计相比，下面描述的公式和比率涉及改进的通道(例如，蜂窝)设计。由所描述示例看到的系统性能改进可以是效率、流线形或抗堵塞(例如，阻塞)、热对流、流动滞流、压力差和破坏去除效率(“DRE，destruction removal efficiency”)的组合中的一个或多个。该DRE是有害气体(例如，挥发性有机化合物(“VOC”))的破坏的量度。VOC的破坏发生在VOC随着它们被加热而氧化(例如，变成其它化合物)的时候。通过将排出的VOC的质量或体积除以进入氧化器的VOC的质量或体积来计算该DRE(例如10磅的VOC进入同时1磅的VOC排出，导致相应的90％的DRE)。块的关键特征可能被目前的生产技术限制，该技术可包括挤压和冲压(例如，限制可包括通道的布置、通道的大小、限定区域中通道的量等)。

本文所描述的示例提高了系统效率和/或抗堵塞(例如，增加了块被堵塞或阻塞之前的时间)连同至少一个其它系统性能因素。一个所描述的示例性块采用传热再生质量，并且具有多个通道用于流体和块之间的热交换。块通道的几何形状被设计成提高效率和/或抗堵塞，并被制造成提供横截面结构，以提高系统性能因素。块的内部通道壁厚度可由多个因素来限定，以在已知制造限制内增强块的性能。另外，该块本身的边界(例如，外壁)的几何形状可被调整，以进一步提高该块的整体性能。

通道的几何形状的设计以及通道之间的间距对块以及因此对热氧化器的整体性能可具有显著效果。另外，通道的形状(例如，圆形、六边形、八边形、方形、平行四边形、椭圆形、卵形等)也可能显著影响热效率、抗堵塞和众多其它性能测量。利用至少六个其它周围通道所环绕的圆形轮廓通道可显著改进热效率而优于其它通道布置。在一些示例中，优选的是，每个中央通道基本为六边形、八边形或圆形。

同样，使用由六个其它周围通道所环绕的六边形或八边形轮廓可显著提高抗堵塞。堵塞时间是有必要结合热效率说明的变量。粒子生长模型提供了说明粒子聚结以及因此说明堵塞的能力。根据本公开的教导所描述的示例描述了通道几何形状和布置，其可充分提高热效率和/或插头电阻。

虽然对通道的某些几何形状进行了描述，但是通道的几何形状可变化，并且包括诸如形状大于四个边的形状(可包含尖锐和/或圆整的边缘)。其它通道几何形状可包括：可包含始终小于90度的相交切线角度的形状，由直线或样条曲线段组成的形状，包含具有样条曲线的组合的多边形的形状，和/或允许流体流过通道的任何其它适当的形状。

本文所描述的任何示例可用于热氧化器、转换器、选择性催化还原剂、催化剂或过滤设备中。一些示例性设备可用于回收、存储和/或释放所回收的或存储的热量或执行再生热工艺的器械中的热能。再生热工艺可包括选自下述的组中的一个：再生热排气净化；该设备与气态或液体流之间的再生热交换；通风空气甲烷、矿场或窒息气、加载VOC的气流和/或被其它可燃物或可进入热解毒的其它组分污染的气流的再生热焚烧。

一些氧化器系统可能涉及在与燃烧腔室流体连通的块的堆(例如，塔架)之间切换或反转。在随着流体或气体被提供到燃烧腔室期望将流体或气体保持在相对升高的温度下的方案中，在使方向反转(例如，前一周期的出口变成下一周期的入口)之后，各块本身可在第二周期加热流体或气体。在一些示例中，各块可具有邻近块的入口和/或出口的尖锐(例如，“刀状”)边缘，以进一步提高块的插头电阻。

图1示出了具有一组塔架的示例性氧化系统100。系统100也可表示为旋转或圆形的系统，或任何其它结构或结构类型的适当组合。在任何情况下，床101由可基本相同或不同的一组块102和块104构成。块102与入口106相邻，并且块104与出口108相邻。块102、104利用单向传热路径(例如，流体在块102、104中被加热和冷却，而不使用另一流)，并且可具有耐火材料并包括陶瓷材料、砖、金属、贵金属金属、硅石、粘土、碳化物、石墨或由在高温下稳定的任何适当材料制成。在氧化系统100中可使用不同类型的块102、104。另外，块102、104可由冲压、挤压、模制或任何其它适当的制造工艺生产。与块102、104相反，热交换器利用双向流(例如，在逆流布置中，两种或更多种流体横过路径)。

在操作中，流体从入口106流动并流入块102。随着流体移过块102，热量从块102传递至该流体。在流体穿过块102之后，流体流入燃烧腔室110，在那里流体被加热。虽然示出了燃烧腔室110，但是可使用任何适当类型的加热腔室。加热流体会使流体氧化，并且允许一些杂质(例如，VOC)被取出(例如，烧尽)。在被加热之后，流体然后移动到块104中。随着流体移过块104，热量从流体传递至块104。最后，流体经由出口108流出氧化系统100。

图2是块200的标准块轮廓的视图，其在此处用来表示大量不同的块轮廓。块高度202(例如，“Z”或“H-块”)是该块的有效高度，并且块宽度204(例如，“X”)是该块的有效宽度并等于深度(例如，“Y”，未示出)。在切口或开口存在于块200中的方案中，或者如果块200具有不规则的形状，则将必须关于流参数来考虑改变的质量重心。主流动方向(例如，“Z”)由箭头206表示。

图3是在沿着通道302的轴线的方向上观察的块300的视图。块可能由于由客户和/或责任方限定的制造可行性和/或系统需求而变化，并且基于包括所需的热效率、堵塞时间、可制造性、成本、空间约束等因素而变化。块300具有与上文结合图2所描述的X和Y一致的宽度。块300还可具有使通道302封闭的周围壁304，并且可具有大于或等于由通道302限定的内壁厚度的厚度。虽然块300被描绘为具有方形形状，但是它可具有任何适当的形状，包括但不限于圆形、卵形、六边形、八边形、楔形、矩形、平行四边形等。块300也可具有位于块300外部或内部的狭缝306和/或凹槽307，以流体联接通道302的一部分。狭缝306可具有大约0.25毫米(mm)的最小宽度和0.1mm的最小深度。狭缝306的推荐尺寸为大约小于0.5mm的宽度和小于50mm的长度，以适当地允许通道302之间的流体连通，或任何其它适当的大小。狭缝306和/或凹槽307的宽度可大约大于或等于内壁厚度的三分之一，以允许狭缝306之间的适当的流体流动。这些尺寸是加工和流体动力学分析的结果。在液压直径为内壁厚度的数量级的示例中，相对较高的压力可驱动所述流穿过正常路径，然而，如果穿过正常路径的所述流被阻塞，则所述流可行进穿过狭缝306和通道302之间。另外或替代地，耐硅涂层(例如，石蜡等)可施加到通道302，以便进一步阻止堵塞。

图4是在Z(进入页面的方向)上具有一致的质量和流量分布而在方向402和方向404上偏移的块400的视图。这些偏移量对应于在方向402、404上具有不同有效宽度的块400。注意，块的变化可能存在于耐火通道的质量内的任何点，并且可具有包括样条曲线、线和/或曲线的任何形状。用下面描述的示例可说明块形状的几何变化和不规则性。

图5描绘了不规则形状的块502和504，并且图示了有效的块高度。箭头506表示流体流的方向。分别用于块502、504的有效的块高度508、510图示了可如何说明不规则性，诸如圆形廓线512和凹口514。如上文结合图4提到的，块的变化可能存在于耐火材料的质量内的任何点，并且可具有可由样条曲线、线和/或曲线的组合代表的任何形状。

图6是块600的放大横截面视图，其包含代表四边形的通道602，用作用于比较的基线。流动方向垂直于页面。尺寸604表示液压直径(例如，“D_h”)。滞流线606描绘了相邻通道或在流中引起滞流点的其它特征，并且是通道602的几何形状的函数。滞流面积608是滞流线606和液压流610之间的区域，表示主流动区域，并且不受流体与通道602的表面接触的边界的影响。

图7是块702中的四边形通道700的放大横截面视图，四边形通道700通常被称为方形通道，并且具有基本方形的形状(即，由“X”表示的尺寸704基本上等于由“Y”表示的尺寸706)。尺寸708表示由通道700限定的内壁的厚度，并且尺寸710表示块702的外壁厚度。

图8是包含六边形通道802的块800的放大横截面视图。液压流量804代表穿过通道802的相对较低的平均速度。相对较低的平均速度在于它与或是可比较的，涉及到其周界的可能流动的液压直径(这通过公式(4)中找到)在下面结合图23描述。这种计算适用于0.1米每秒(m/s)和100m/s之间的通道速度。在不规则通道808中示出了液压流806。不规则通道808可产生于外缘810附近的边缘效应。这些边缘效应/不规则性可能产生于制造工艺(例如，挤压或冲压等)或预期设计，以维持外缘810(即，如另一不规则通道812中示出的)中的恒定壁厚。

图9是具有六边形通道902的块900的放大横截面视图。滞流线904描绘了两个或更多个流动区域之间的平均值。通过从通道902的总占据面积中减去活的或液压流动面积来确定滞流面积906。对于计算，这将在下面结合图23和图24更详细地描述，通道内壁厚度908是关于通道流适当加权的内壁910的所有厚度的平均值。同样，外壁厚度912是关于块边缘流适当加权的外壁914的所有厚度的平均值。结合图8和图9形象地示出的参数可适用于结合图23和图24所描述的计算。

图10A是具有圆形通道1002的块1000的放大横截面视图。顾名思义，圆形通道1002的液压流动面积1004相当于每个圆形通道1002的面积。由于上文结合图8描述的边缘效应，圆形通道1002可由不规则通道1006环绕。

图10B是根据本公开的教导的具有圆形通道1012的块1010的放大横截面视图。中央圆形通道1014由呈蜂窝图案的六个周围通道1016环绕。周围块1016到中央通道1014可基本上等距。虽然周围块1016示为基本等角度的排列，但是它们可能不一定被布置成等角度的排列。如下文结合图24进一步详细描述的，由其它六个通道1016环绕中央通道1014可能导致最大的热效率。块1010还可包括位于块1010外部或内部的凹口1018和/或位于块1010周界附近的不规则通道1020。通道1012的布置的图案可包括由周围通道1016环绕的中央通道1014的子图案。每个中央通道1014可具有变化的(例如，基本非恒定的)围绕中央通道1014周界的内壁厚度。

图11是氧化系统100的另一视图，描绘了系统100的代表性区域限定。在本示例中，塔架1100和1101并不替代如结合图12和图13示出的功能。入口区域1102是输入的废流体(例如，生废气或流)进入系统100的地方。部分1104(例如，“区域1”)引导废流体，使之穿过块的床的面或介质。部分1106(例如，“区域2”)位于部分1104和部分1108(例如，“区域3”)之间，并且废流体只是通过部分1106。部分1108将废流体排入燃烧区域1110中。燃烧区域1110是初级氧化区域。部分1112(例如，“区域4”)接受来自燃烧区域1110的被氧化流。部分1114(例如，“区域5”)位于部分1112和部分1116(例如，“区域6”)之间。部分1116引导被氧化流体，使之穿过排出面1118。出口区域1120引导被氧化流体，使之远离系统100。入口1102的特征和设计是从属的工艺，并且可取决于系统要求。部分1104、1106、1108、1112、1114、1116由它们关于高度的各自温度斜率(即，)划定。如下文结合图24描述的基本公式16所看到的，斜率将关系到燃烧区域1110和入口区域1102或出口区域1120而变化。然而，此处所描述的区域可能会发生变化，通过各部分所发生的基本条件将关于在特定系统中呈现的变量保持一致。另外，系统100还可具有阀，该阀引导不同部分之间的以及不同塔架之间的流。

图12是氧化系统1200的视图，描绘了随着时间而在入口或出口之间循环(例如，交替)的流动切换塔架1202、1204。通过利用从离开上一周期的腔室1206的加热流体添加到当前入口(例如，为前一周期的出口)的热量，在进入燃烧腔室1206之前，这种交替使流体预热。这种过渡可周期性地发生，或者可取决于某些条件(例如，期望的DRE、环境或氧化系统1200的温度条件等)，并且通过机械切换阀可能会发生。通过任何其它的机械装置或任何适当的机电装置的组合，阀过渡也可能会发生。在此阀过渡期间，可能会发生DRE的激增。归因于DRE的“死”体积是在过渡时期期间不活动的体积。

图13是具有交替作为入口(例如，过渡)的切换塔架1302、1304的氧化系统1300的视图。在该示例中，塔架1306保持出口塔架。类似于氧化系统1200，切换塔架1302、1304之间的这种过渡可周期性地发生，或者取决于某些条件(例如，期望的DRE、环境或氧化系统1300的温度条件等)，并且通过机械切换阀可能会发生。通过任何其它的机械装置或任何适当的机电装置的组合，阀过渡也可能会发生。类似于氧化系统1200，在阀过渡期间，可能会发生DRE的激增。并未附接至切换塔架1302、1304的塔架1306将被氧化气体排到出口流1308。

图14是描绘关于时间的一般粒子形成的图形。随着驻留腔室中的时间的增加，粒子大小增加。通过各种研究和理论公式，可以证明，通过降低温度、降低压力和/或减少驻留时间可抑制粒子形成。

图15是在101.3Pa的压力和500℃的温度下使用量子RRK(“QRRK”)理论描绘关于时间的分子的组合物的图形。

图16是描绘粒子形成、粒子生长的第二状态的硅形成的图形。将此图与上文结合图14和图15获得的测定组合，硅粒子能以大约10纳米每秒(nm/s)的速率生长。

图17是具有滞流点1702的块1701的通道1700的放大横截面视图。这些点1702与流入的流相交，在此处，生长粒子的浓度是最高的。

图18是包含通道1802的块1800的放大横截面视图。到滞流1804的长度被限定为从流动面积1806到滞流线1808的距离。

图19是具有边长1902(例如，“b”)、到中心1903的距离(例如，“h”)和内壁厚度1904(例如，“t”)的六边形结构化通道1900的放大横截面视图。

图20描绘了块2000的视图，图示了在块2000的入口和/或出口壁处环绕方形通道2002的壁2001的可能修改。二次制造操作可用于形成基本尖锐(例如，刀状)的锥形边缘2004，以抵抗粒子生长(例如，减少初始粒子生长)。虽然块2000被描绘为具有方形通道几何形状，但是任何其它适当的几何形状可供尖锐的锥形边缘2004使用。另外或替代地，基本尖锐的锥形边缘2004可以在单个步骤(例如，在冲压工艺期间，等)中制造成块2000。

图21是表格2100，代表在150mm宽度(X和Y)的示例性块2101(未示出)内发现的生产能力设计参数。列2102表示通道几何形状。列2104表示块2101的内壁厚度。列2106表示块2101的外壁厚度，并且列2108表示可基于在列2102中所示的通道形状而放置在块2101内的通道数量。方形通道结构导致放入块2101中的通道数量最少。

图22是表格2200，代表图21的块2101的系统性能的合成块数据。列2202表示通道几何形状。列2204表示相应的流动面积，列2206表示相应几何形状的死面积(即，块2101中所有开口的总横截面面积)，并且列2208表示热效能横截面面积(即，列2206的总横截面面积的考虑效率效果且导致热传递的有效面积的部分)。结合将在稍后结合图23讨论的公式12以及表格2200的结果，六边形和圆形结构的压降比方形结构相对少一些。因此，方形通道几何形状的DRE大于六边形或圆形的几何形状。

图23和图24示出了代表示例性机器可读指令的流程图，该机器可读指令用于计算插头电阻和热效率两者的相关参数值。在每个示例中，机器可读指令包括用于由处理器执行的程序，所述处理器诸如在下面结合图25讨论的示例性处理器平台2500中示出的处理器2512。程序可在存储于有形计算机可读存储介质上的软件中实现，所述存储介质诸如CD-ROM、软盘、硬盘驱动器、数字多功能盘(DVD)、蓝光光盘或与处理器2512相关联的存储器，但整个程序和/或其部分可以替代地由除处理器2512以外的装置执行和/或实现在固件或专用硬件中。此外，虽然参考图23或图24所示的流程图描述了示例性程序，但是可替代地使用实施计算的许多其它方法。例如，可改变执行块的顺序，和/或可改变、删除或组合所描述的一些块。

如上所述，可使用编码指令(例如，计算机和/或机器可读指令)实施图23和图24的示例性工艺，该编码指令存储在有形计算机可读存储介质上，诸如硬盘驱动器、闪速存储器、只读存储器(ROM)、光盘(CD)、数字多功能盘(DVD)、高速缓存、随机存取存储器(RAM)和/或将信息存储在其中持续任何时间(例如，持续延长的时间段、永久地、短期、临时缓冲和/或信息缓存)的任何其它存储装置或存储盘。如本文所用的，术语“有形计算机可读存储介质”明确地限定为包括任何类型的计算机可读存储装置和/或存储盘，并且排除传播信号和传输介质。如本文所用的，“有形计算机可读存储介质”和“有形机器可读存储介质”可互换使用。另外或替代地，可使用编码指令(例如，计算机和/或机器可读指令)实施图23和图24的示例性工艺，该编码指令存储在非临时性计算机和/或机器可读介质上，诸如硬盘驱动器、闪速存储器、只读存储器、光盘、数字多功能盘、高速缓存、随机存取存储器和/或将信息存储在其中持续任何时间(例如，持续延长的时间段、永久地、短期、临时缓冲和/或信息缓存)的任何其它存储装置或存储盘。如本文所用的，术语“非临时性计算机可读介质”明确地限定为包括任何类型的计算机可读存储装置和/或存储盘，并且排除传播信号和传输介质。如本文所用的，当短语“至少”用作权利要求前序部分中的过渡术语时，它是开放式的；以相同的方式，术语“包括”是开放式的。

图23是流程图，描绘了可实施来计算插头电阻的相关参数值的示例性工艺。在开始此分析时，插头电阻是本示例(框2300)主要关注的问题。然而，增加插头电阻不必排除结合图24所描述的增加热效率的方法(即，在两种示例性工艺提供的分析带来的结果中可能有重叠)。插头电阻目标对应于流动滞流和压力差的二次要求。此分析中的第一步骤包括定义该系统并识别相关公式(框2302)。在该示例中，沉重加载有硅的污染物流在燃烧腔室内氧化，并且使二氧化硅SiO₂沉淀。穿过腔室的平均流速是1.5m/s。硅质量流动速率是0.1千克每小时(kg/hr)，或者包含0.9千克每立方米小时(kg/(m³hr))。在850℃的温度下，共振时间是1.5秒。

第二步骤包括计算粒子形成(框2304)。利用由气溶胶动态限定的理论粒子形成为估算阻塞/堵塞系统的时间提供了基础。滞流面积和滞流点的数量对确定堵塞时间是至关重要的。公式8、公式9和公式11可用于查找将在预限定的系统参数内执行的通道结构。这些计算结果表明，相当薄的壁和相对较高的流动面积防止粒子生长。这主要是由于存在于流内的热动态载荷。在一些示例中，内壁厚度可被限制为大约0.5mm。假定此值作为一个限制因素，则可关于特定系统限定外壁和液压直径。另外，粒子生长与温度有关。在如上所述的系统要求内，温度降低30％可对应于粒径减小10％，这可能足以抵抗对系统的堵塞。六边形或圆形的通道结构可更快地冷却流体，从而提高其抗堵塞。对于改进设计的块，温度降低30％应发生在图11的部分1108、1112(例如，区域3和4)的前300mm内。

公式1通常被称为系统效率或有效性。T_燃烧腔室是燃烧腔室温度。T_入口是氧化器的入口的温度。T_出口是氧化器的出口的温度。

公式(2)是在系统无法在标称状态下运行的状态下的理论初始堵塞。当流量小于其标称设计流量的50-100％时，认为流被阻塞：公式2具有50％的阻塞因子。Q_标称是标称设计流量。是质量流动速率，ρ是平均流密度。

对于公式3，U_平均是平均流速度，其中N_蜂窝是通道的数量。

公式4计算液压直径D_h。液压直径通常相对于管道或导管流使用，其中计算作为关于液压直径的雷诺数的雷诺兹-D_h。其几何等价是基于穿过管或圆形横截面的流。Area_横截面是横截面开放面积。Perimeter_润湿是暴露于流的通道的周长。

公式5表示粒子扩散的一种基本形式，其中是活化能，P是压力[Pa]，并且是扩散的活化体积。如该公式中看出的，指数依赖于温度和压力。

$D_f=D_O{e}^{\frac{-E_a-{\mathrm{PV}}_a}{kT}}---\left(5\right)$

公式6表示原子尺度上聚结的基本形式，其中υ_p是粒子体积，σ是表面张力，D_f是固态扩散率，并且υ_O是扩散种类的体积。

${\mathrm{\τ}}_c=\frac{3{\mathrm{kT\υ}}_p}{64{\mathrm{\πD}}_f{\mathrm{\σ\υ}}_O}---\left(6\right)$

公式7表示纳米粒子会从拉普拉斯公式经历的压力差。σ是表面张力，d_p是粒径，P_i是粒子的内部压力，并且P_a是粒子的环境压力。

$P_i-P_a=\frac{4\mathrm{\σ}}{d_p}---\left(7\right)$

将公式5、公式6和公式7组合，获得聚结时间的一般形式。公式8是粒子生长/形成的基础。d_p是粒径[m]。k_O是氧与生理盐水摩尔比率[J/(mol K)]。T是大气温度[K]。D_O是气溶胶扩散常数的面积[cm²/s]。υ_O是基于氧的体积[cm³]。λ是负氧离子的体积[cm³]。σ是表面张力[J/m²]。E_a是活化能[J/分子]。V_a是摩尔体积[cm³/mol]。Pa是大气压力。λ和k_O有各个值，取决于来源以及关于正在发生的反应的活化能。根据本示例中的分析，0.03nm粒径的聚结时间为1.5s，这意味着在系统循环时间内，粒子可形成在0.03nm的平均直径的流内。该数据表明，典型的氧化器将有足够的共振时间以传播粒子生长。在粒子聚结之后，它将成倍增长。聚结点关联于图17中看到的滞流点。在t_i＝0.5s和t_f＝1.5s，将线性插值与QRRK理论组合而不考虑滞流面积或动态力，1.9mm平均宽度的通道将需要大约一天来堵塞。

${\mathrm{\τ}}_c=\frac{d_p^3{k}_{O}T}{128D_O{\mathrm{\λ\σ\υ}}_O}{e}^{\[\frac{E_a+V_a(P_a+\frac{4\mathrm{\σ}}{d_p})}{k_{O}T}\]}---\left(8\right)$

公式9表示滞流面积A_滞流，其直接相关于由通道/结构所占据的总面积A_总以及移过通道的流的面积A_液压。

A_滞流＝A_总-A_液压   (9)

公式10表示从液压流边缘到滞流线的平均长度。该值将随着不同的设计而变化。数学排列优化利于圆接触六边的排列。这种布置对应于具有六个接触点的圆形结构。

第三步骤包括计算堵塞时间(框2306)。公式11表示估算系统的堵塞时间的一种形式，k是将先前数据映射到堵塞的系统相关因子。P_滞流是滞流点的值。ρ_空气是空气的密度。μ是空气的动态粘度。V是燃烧床速度。t_r是驻留时间。ρ_Si是腔室中的硅的密度。为了使这个公式有效，A_滞流必须小于A_液压，滞流面积A_滞流要小于通道的流动面积。

对于k＝30s²的示例，L(方形)＝0.48mm，L(六边形)＝0.34mm，L(圆形)＝0.34mm，A_滞流(方形)＝3.15mm²，A_滞流(六边形)＝2.73mm²，A_滞流(圆形)＝2.73mm²，D_h＝2.9mm，内壁厚度＝0.5mm，P_滞流(方形)＝4，P_滞流(六边形)＝6，P_滞流(圆形方案1)＝8，P_滞流(圆形方案2)＝5，动态因子(ρV²/m)＝0.221(10⁶/s)，圆形的L_平均＝0.385mm，并且其它的L_平均＝0.5mm，方形结构的堵塞时间为5.2个月。六边形结构、圆形方案1和圆形方案2的堵塞时间分别为6.0、6.1和5.98个月。

八边形结构可抵抗堵塞的时间段比六边形结构更长，并且还可增加到达流的热传递。八边形结构的制造成本可能大于六边形块。然而，八边形块仍可能是优选结构。如在圆形方案2所看到的，称为无限条款(infinity clause)的因子可能会导致圆形结构早于六边形结构失效。当多边形的一边为内壁厚度的数量级时，如果污染物浓度在系统可容忍水平之上，则无限条款将适用。这种情况将在无限的数量点处促进粒子生长，每个均有指数的增长速度。

公式11例示的是，方形结构的堵塞可能相对早于六边形或圆形结构。因为在圆的周长和流的边界层之间有一组无限的并集，所以与六边形结构相比，一些圆形结构可能在相对较短的时间周期内发生阻塞。如果动态载荷足够并且无限条款超出范围，则方案1的圆形结构保持不堵塞的时间量将最大。框2308、2310、2312、2314例示了公式11的k因子如何必须反复求解。

第四步骤包括计算二次参数(框2316)。二次参数包括热对流、流动滞流、压差和/或破坏去除效率(DRE)。如果由公式10得出的滞流的长度或面积过大，则二次参数的一些或全部可能具有较不利的值。L_滞流越接近初始粒子大小，该系统将在不堵塞的情况下执行得越久。减少内壁厚度将降低压力差和滞流面积。如果制造块的工艺工具和制造工艺被正确设计，则DRE也可以减少。滞流的平均长度可能与内壁厚度相关，内壁厚度又可能与液压直径相关。内壁和液压直径之间的比率影响系统的压力损失。

该压力差可使用伯努利公式12来计算。压力损失和热导率之间的平衡可以用公式(24)部分地实现。

$\frac{\∂\mathrm{\ψ}}{\∂t}+\frac{u^2}{2}+\frac{P}{\mathrm{\ρ}}+gz=f\left(t\right)---\left(12\right)$

利用现有的生产技术，示例性设计参数将类似于图22的表格2200中所显示的参数。这些示例性设计参数将产生图22的表格2200中所示的值。如图22的表格2200中看到的并且在稳定状态下利用公式12，因为流动面积更大，所以压降将在任一优选设计中关于图6的基线示例减少。与类似的系统效率等值，用六边形或圆形结构，DRE也将更少。

其它的结构修改(诸如，但不限于，结合图2、图5和图19示出和描述的结构修改)也可被用来改进插头电阻。如上所述，卡伯因子k在公式11中由迭代(框2308-2314)找到。这个因子依赖于系统，并且将关于系统工艺变量而变化，诸如温度、压力、粒子浓度和其它变量。

因子、比率和结构设计依赖于系统参数和/或当前的生产能力。一个附加的考虑因素是制造成本。材料和模具成本等可能使一种类型的结构比另一种受益。考虑到这些因素，六边形结构可能是优选的设计。因此，多个通道的结构将是六边形的外观。在该示例中，块结构满足抗堵塞，并且降低了DRE和压降两者。一旦这些因素和结果被确定，就可确定是否要用新的参数和/或变量进行另一次分析(框2318)。

图24是另一流程图，描绘了另一示例性工艺，可实施该另一示例性工艺以计算改进的热效率的目标的相关值(框2400)。系统效率是该示例或系统要求的首要目标。如图23所述，该分析的目标和结果并不一定排除的插头电阻的目标(例如，两种分析可具有结果的重叠)。

系统复杂性的二分法由式5举例说明。为了提高该系统的效率，出来的能量E_出必须被最大化，而系统总能量E_入被最小化。在这两种情况下，从介质到空气流的传热是至关重要的。例如，如果在介质和空气流之间没有传热，燃烧器将不得不补偿，以将流加热到期望的温度。因此，使出入流的能量最大化将允许使用较少的燃烧器，因此提高了系统效率。基于这些考虑，首先必须定义一组公式(框2402)。

公式13表示包含在空气流内的能量，包括传递到块以及从块传递的能量。

公式14表示块中的能量。注意，当该块温度达到空气温度时，没有能量被传递。大约900℃的热燃烧区域将影响块的顶部750mm，具有大约2W/(mK)的标称热导率值和60s的周期时间。这意味着，可用于流的热量将关于块的顶部600mm内的腔室温度相对一致。

公式15表示到达或来自块的热传递。到达或来自块的能量的平均传递由平均热对流系数、“接触”的表面积、块温度和流体温度来计算。接触表面积A_表面是实际的润湿表面积。

虽然有许多方案，其中到空气中的能量可被最大化，但是本示例将集中在块的质量上。本示例将考虑60s的周期时间和2.9mm的D_h，壁具有0.5mm的平均厚度。对于本示例，床的高度将是1.2和1.5m。初始条件可协助确定系统操作条件的平均值。块的设计可能根据系统和/或操作方面的考虑来调整。本示例将考虑三个通道形态，包括方形、六边形和圆形。

公式16是瞬时热对流热传递公式，表明：随着循环时间的增加，更多的热量被带走或给予源，这导致较低的系统效率(框2404)。由于解这个公式的困难，该示例将考虑简单的近似优化。

${\▿}^{2}T+\frac{\stackrel{\·}{q}}{k}=\frac{{\mathrm{\ρc}}_p}{k}\frac{\∂T}{\∂t}---\left(16\right)$

接下来，必须计算稳态热对流系数(框2406)。公式17表示实际的热对流热传递公式，以针对典型氧化系统求解。注意，下面描述的恒定热通量方案通常不存在于典型热氧化器中，其中恒定热源是燃烧器。然而，该公式在各种设计的简单比较中是有用的。

平均热对流系数包含通道形态因子，包括c_a、c_n、c_w、N、l和ρ_蜂窝。还依赖于Nussult数、N_u以及流体和固体的热传导率。针对3种通道形态求解这个公式，表明：圆形结构将具有最高的热传递。由于床的高度大于0.6m并且传热更大，所以该块将向或从流传递更多的热量。这种热传递降低出口温度，从而提高了整体系统效率。精心布置的圆形通道结构也将具有更多的质量。

下一步骤包括计算通道的润湿和占据面积(框2408)。公式18、公式19和公式20表示用于确定通道结构关于液压直径的润湿面积的计算。润湿面积是通道的表面积(即，总的开口面积)。

公式21、公式22和公式23表示通道结构关于液压直径所占据的面积(例如，通道的占据面积)。

A_占据方形＝(D_h+t)²   (21)

圆形通道结构的高度有效的布置是接触六个面的布置，因此，圆形结构的占据面积基本类似于六边形结构。使用具有最佳布置的这些公式，圆形结构将具有：比方形结构多8.1％的质量以及比六边形结构多24.8％的质量。然而，这没有考虑到每种几何形状的不同数量的通道。在任何情况下，圆形通道结构将具有最大的质量、最高的热对流系数，因此，精心布置的圆形结构可具有最大系统效率。

在产生最佳的块设计的若干告诫中，通道间的间距和它们的取向是最重要的。与时间相关的公式可以是步进大小的，并且可利用内壁厚度和液压直径之间的比率来执行对比分析，以对设计进行比较。六边形和圆形的取向是相似的，然而，平均壁厚是变化的。使用六边形结构上的平均内壁厚度为0.5mm的这些公式，圆形结构的最佳的最小厚度是0.385mm。因此，圆形结构应间隔开大约0.38-0.39mm，以大幅提高其性能。然而，考虑到当前的制造限制，这些尺寸可能难以实施。在任何情况下，圆形通道结构应类似于六边形布置相对于彼此进行布置。

下一步骤包括确定二次因子(框2412)，其包括热对流、流动滞流、压差和/或DRE。公式24计算性能因子I_TP。

一旦这些因子和结果被确定，就可确定是否要用新的参数和/或变量进行另一次分析(框2414)。

运动粘度和其它流体性质与热对流和压降相关。这个无量纲量对关于流体性质来优化通道密度是有用的。以较大的h_平均和较小的△p，如果适当地布置通道，则圆形结构可最有效地执行。

通过公式12，利用空气的流体性质以及块的流体动力学性能，可以示出：六边形或圆形结构的压降会比方形结构更少。因此，对于本示例，包装完好的圆形结构将使系统最受益。为了制造稳定，外壁厚度可比内壁厚度大两到三倍。优选的外壁厚度与内壁厚度相同。

对于本示例，如图10B所示的一个优选结构将具是圆形形式，近似最小内壁厚度为0.385mm，并且外壁厚度大约为2.0mm。这种几何形状使热传递和质量最大化，同时减少整个块高度上的压降。根据试验结果，估算出：1.5m六边形的通道块使系统效率比类似的方形通道块增加了大约1％。继续这一趋势，圆形通道块可潜在地使系统效率增长1.5％。例如，如果系统已经以93.5％的系统效率运行同时使用1.5m的方形通道结构化块，则圆形通道结构可达到95％的系统效率，这可能代表了潜在的节省燃料15-25％。

每个示例表现的比率和/或变量均可用于关于期望的效果或效果的组合来优化设计。对于本文所描述的示例，系统效率和/或堵塞对系统而言是非常显著的考量。用公式16和图11执行的系统分析可能涉及关于效率或其它系统性能因素的质量和空气流量。堵塞分析在很大程度上取决于污染物浓度，而效率在很大程度上取决于如何良好地使用流。利用公式12和公式16以及揭示了滞流效应可能对流具有6.5％的效果的分析，对于热效率的优选比率是0.58-6.53。对于热效率的这个比率进一步优选为从2.58到5.53，并且特别优选的是从3.58至4.83。

抵抗堵塞的优选设计是使壁分离尽可能地薄且D_h尽可能地高。降低操作温度也会抵抗堵塞。具有高含量硅堵塞的系统将显著更好地执行，比率是3.47-19.48。对于插头电阻的这个比率进一步优选为从6.47到16.48，并且特别优选的是从9.58到13.83。随着污染物的密度增加，液压直径也增加。因为液压直径比t_壁大得多，普遍没有滞流效应。如果开口面积变得相对较大，则块可能已降低热效率。按系统要求根据需要，二次系统要求可适用。两个比率的公差范围由当前的制造技术和材料选择而产生。

图25是能够执行图23和图24的指令的示例性处理器平台2500的框图。例如，处理器平台2500可以是服务器、个人计算机、移动装置(例如，手机、智能电话、诸如iPad^TM的平板)、个人数字助理(PDA)、因特网器具、DVD播放器、CD播放器、数字视频记录器、蓝光播放器、游戏控制台、个人视频记录器、机顶盒或任何其它类型的计算装置。

所例示的示例的处理器平台2500包括处理器2512。所例示的示例的处理器2512是硬件。例如，处理器2512可以由来自任何期望的家庭或制造商的一个或多个集成电路、逻辑电路、微处理器或控制器来实施。

所例示的示例的处理器2512包括本地存储器2513(例如，高速缓存)。所例示的示例的处理器2512经由总线2518与主存储器通信，主存储器包括易失性存储器2514和非易失性存储器2516。易失性存储器2514可通过同步动态随机存取存储器(SDRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、RAMBUS动态随机存取存储器(RDRAM)和/或任何其它类型的随机存取存储器设备来实现。非易失性存储器2516可通过闪存和/或任何其它期望类型的存储装置来实现。访问主存储器2514、2516由存储器控制器来控制。

所例示的示例的处理器平台2500还包括接口电路2520。接口电路2520可通过任何类型的接口标准来实现，诸如以太网接口、通用串行总线(USB)和/或PCI Express接口。

在例示的示例中，一个或多个输入装置2522连接到接口电路2520。输入装置2522允许用户将数据和命令输入到处理器2512中。输入装置可以通过以下器件来实现：例如，音频传感器、麦克风、(静态或视频)照相机、键盘、按钮、鼠标、触摸屏、轨迹垫、轨迹球、iso点和/或语音识别系统。

一个或多个输出装置2524也连接到所例示的示例的接口电路2520。输出装置2524可以通过以下器件来实现：例如，显示装置(例如，发光二极管(LED))、有机发光二极管(OLED)、液晶显示器、阴极射线管显示器(CRT)、触摸屏、触觉输出装置、发光二极管(LED)、打印机和/或扬声器)。从而，所例示的示例的接口电路2520典型地包括图形驱动卡。

所例示的示例的接口电路2520还包括通信装置，诸如发射器、接收器、收发器、调制解调器和/或网络接口卡，以方便经由网络2526(例如，以太网连接、数字用户线(DSL)、电话线、同轴电缆、移动电话系统等)与外部机器交换数据，(例如，任何种类的计算装置)。

所例示的示例的处理器平台2500还包括一个或多个大容量存储装置2528，用于存储软件和/或数据。这种大容量存储装置2528的示例包括软盘驱动器、硬盘驱动器，光盘驱动器、蓝光盘驱动器、RAID系统和数字多功能盘(DVD)驱动器。

图23和图24的编码指令2532可被存储在大容量存储装置2528、易失性存储器2514、非易失性存储器2516和/或诸如CD或DVD的可移动有形计算机可读存储介质中。

图26图示了表格2600，代表在图25的示例性处理器平台2500的输出装置上显示的输出数据，执行图23和/或图24的示例性工艺。输出表格2600可显示一列2602中多个不同的D_h/t比率或任何其它相关参数。列2604可代表每种构造的相应热效率。列2606可显示另一参数，诸如计算的堵塞时间。另一列2608可显示该块的重量。输出表格2600可同时显示块参数的多个结果。

表格2600的输出数据或输出参数可被用来产生用于考虑以下因素的应用的块，所述因素包括但不限于D_h/t比率、热效率、抗堵塞性和块的重量。一旦考虑这些因素，表格2600、表格2100和/或表格2200的输出可被用来产生具有相应尺寸的块。在一些示例中，块的产生发生在已经接收各种输入参数(诸如期望的空气流、外部尺寸、可允许直径尺寸范围等)之后。在一些示例中，由输出表格2600所产生的输出参数用于(例如，与输入参数结合)创建具有应用功能性的适当几何尺寸的挤压机械的加工。特别是，来自表格2600的输出参数(例如，参数的最优集合)可提供给计算机数字控制(CNC)机加工装置，以创建加工和/或机加工该块。在其它示例中，输出参数可经由自动工艺提供给3-D打印机，以构建块或必要的工具和/或部分，以创建必要的加工来制造该块。在其它示例中，输出参数被提供给添加剂制造机器，以构建块和/或制造块的加工。在其它示例中，输出参数被提供给机械师以创建块。

虽然已经在本文中描述了某些示例性的方法、设备和制造品，但是本专利的覆盖范围不限于此。相反，本专利涵盖完全落入本专利的权利要求书的范围内的所有方法、设备和物品。

示例

图27A是另一示例性块的横截面视图，其中D_h范围从2.5至2.8mm，平均最小分离为0.3到1.0mm。

图27B是另一示例性块的横截面视图，其中D_h范围从2.8至3.0mm，平均最小分离为0.3到1.0mm。

图27C是另一示例性块的横截面视图，其中D_h范围从2.2至2.5mm，平均最小分离为0.3到1.0mm。

图27D是另一示例性块的横截面视图，其中D_h范围从1.1至2.2mm，平均最小分离为0.3到1.0mm。

图27E是另一示例性块的横截面视图，其中D_h范围从0.5至1.1mm，平均最小分离为0.3到1.0mm。

图27F是另一示例性块的横截面视图，其中D_h范围从3.0至6.0mm，平均最小分离为0.3到2.0mm。

图27G是另一示例性块的横截面视图，其中D_h范围从2.6至3.4mm，平均最小分离为0.3到1.0mm。

图27H是另一示例性块的横截面视图，其中Dh范围从2.1至2.6mm，平均最小分离为0.3到1.0mm。

图27I是另一示例性块的横截面视图，其中Dh范围从3.4至6.0mm，平均最小分离为0.3到2.0mm。

Claims (16)

1.一种设备，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。

2.如权利要求1所述的设备，其中，所述多个周围通道贯穿所述块的深度延伸，以允许流体从中流过，其中靠近所述块的内部的每个中央通道由五到十二个周围通道环绕，每个中央通道具有为多于四个边的形状的轮廓，并且每个周围通道到其各自的中央通道的中心是基本等距的。

3.如权利要求1所述的设备，其中，所述多个周围通道贯穿所述块延伸，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

其中，所述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的中央通道的中心是基本等距的，并且每个通道在所述流体和所述块之间进行热交换。

4.如前述权利要求中的至少一项所述的设备，其中，所述转换器包括热氧化器和/或催化剂。

5.如前述权利要求中的至少一项所述的设备，其中，每个周围通道被布置成到其各自的中央通道的中心为基本等角的径向图案。

6.如前述权利要求中的至少一项所述的设备，其中，所述轮廓包括圆形轮廓、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，每个中央通道是大致六边形、八边形或圆形的。

7.如前述权利要求中的至少一项所述的设备，其中，所述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19.48的范围内的值，优选地在从3.47到6.53的范围内。

8.如前述权利要求中的至少一项所述的设备，其中，所述块的外壁具有的厚度大于或等于内壁厚度。

9.如前述权利要求中的至少一项所述的设备，其中，所述外壁被分段。

10.如前述权利要求中的至少一项所述的设备，其中，所述通道之间的一个或多个内壁具有狭缝，以允许所述通道的一部分之间流体连通，由此，所述狭缝优选地具有大约大于或等于内壁厚度的三分之一的最小宽度。

11.如前述权利要求中的至少一项所述的设备，所述设备进一步包括位于所述块中的凹槽或开口，以允许所述通道的多个部分之间流体连通，由此，位于所述块中的所述凹槽或开口优选地具有大约大于或等于内壁厚度的三分之一的最小宽度。

12.如前述权利要求中的至少一项所述的设备，其中，所述内壁具有锥形边缘，所述锥形边缘靠近所述块的一个或多个端部，以减小初始粒子生长。

13.如前述权利要求中的至少一项所述的设备，所述设备进一步包括施加到所述通道的耐硅涂层。

14.一种根据前述权利要求中的任一项所述的设备在执行再生热工艺的器械中用于回收、存储和/或释放回收的或存储的热量或热能的用途。

15.根据权利要求14所述的用途，其中，所述再生热工艺是由以下工艺组成的组中的一者，这些工艺包括：再生热排气净化；所述设备与气态或液体流之间的再生热交换；通风空气甲烷、矿井瓦斯或窒息气、加载VOC的气流和/或被其它可燃物或能够进入热解毒的其它组分所污染的气流的再生热焚烧。

16.一种根据权利要求1至13中的任一项所述的设备在热氧化器、选择性催化还原器或过滤器械中的用途。