CN202757508U - 换热器管道系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种换热器管道系统，其用来输送粘稠流体，其具有大量作为管道元件的单个换热器，且沿管道系统或在管道横截面内具有预定控制的温度和/或压力分布，其特征在于，按管道系统的规则间距设置作为管道元件的换热器，其中选择所述规则间距，以便沿管道系统保持预定的温度和/或压力分布，其中在换热器内设置在换热器管道内输送的粘稠流体的调温元件，以及任选的混合元件，以便根据管道横截面在管道横截面内保持预定的温度和/或压力分布，并且其中换热器管道系统长度的至少30％配备换热器。本实用新型可以控制吸热/或放热性分解反应以及变色，并可以调整温度和粘度均匀性。

Description

换热器管道系统
技术领域
本实用新型涉及一种换热器管道系统。
背景技术
例如，由US 2009/0321975已知用来输送粘稠介质，例如热熔塑料(“热熔体”)的管道。其中描述了一种设备，在该设备中粘稠的聚合物被输送给挤出机。聚合物熔体在这里通过换热器冷却。
在EP 096201A1中描述了一种用来在高粘度介质中连续进行聚合反应的反应器。已知，高粘度下进行混合和热传递时能量消耗如此之大，使得可能影响聚合期间的化学反应。因此力求用来排出反应热和限制混合时间以便均匀化的方法。为此用冷却剂环绕反应器流动并在内部设置静态混合元件。
静态混合元件已广泛推广，对此例如可参见US 7,841,765或WO2009/000642的公开。
然而，不仅聚合反应需要排出反应热。可热分解的聚合物和聚合物溶液的溶解过程、中间储存也需要主动控制的温度管理，由此一方面使希望的产品具有相应的质量，另一方面还可以温度可靠地进行上述工艺步骤。近期努力致力于能够以工业规模由纺丝溶液制备可生物降解的产品，如纤维素纤维。纺丝溶液或挤出溶液既可以由天然聚合物(例如纤维素和纤维素衍生物)也可以由通过生物原料的复杂化学变化得到的生物基塑料制成。另一方面，术语生物聚合物可以理解为以多糖、蛋白质、核酸的形式存在的生物合成聚合物。这些纺丝溶液可以由如纤维素的生物聚合物、溶剂、增溶组分的混合物，以及过程必需的添加剂(稳定剂、酸、碱)和改变产品性能的添加剂组成。这种纤维素-氧化胺-水纺丝溶液系统的相应说明可以在出版物“StructureFormation of Regenerated Cellulose Materials from NMMO-Solutions(Prog.Polym.Sci.26(2001)1473-1524)”中查到。
这些聚合物溶液通常具有极强的温度和粘度敏感性，其在由溶液制备(亦即聚合物溶解)开始的所有过程步骤中，在操作所必需的中间步骤，如输送、分配、过滤、热交换、添加添加剂和成型中，必须给予高度重视。出版物“Rheology of ConcentratedN-Methylmorpholine-N-Oxide Cellulose Solutions(Polymer Science，A刊39卷，1997年第九期，第1033-1040页)”特别介绍了这种聚合物料的流变。
在上述出版物中表示，加工过程中应考虑温度和粘度影响。相应的试验证明，待成型产品(如短纤维、细丝、薄膜、成型体和无纺布)的加工必须给予高度重视。为了制备高质量的贵重成型产品，对聚合物溶液的质量提出最高要求，因为聚合物溶液在成型过程中经受最大负荷。
除了所要求的聚合物熔体的质量标准，如温度和粘度均匀性以外，还必须注意，一方面聚合物溶液热量上均匀流动，并且在制备成型产品的NMMO-过程中，不发生聚合物(纤维素)以及溶剂(氧化胺)的热分解。已知，上述纤维素聚合物溶液在一定前提条件下可导致自发产生的自动催化分解反应。在这种反应中，还要求尽可能受控地排出形成的反应热。
纤维素-氧化胺-水聚合物溶液也具有在热作用下变色的性质。这种变色可达到这样一种程度，即聚合物溶液从溶液制备开始时的蜂蜜色，经过输送路程转变成深褐色直至黑色。这种变色由聚合物和溶剂的热负荷引起。强烈变色的聚合物溶液导致在加工位置制成的成品同样具有深褐色的颜色，因此不适合于商业销售。
通过管道仅输送高粘度纤维素溶液导致由管道的压力阻力(1至5巴/米)产生摩擦热并传入聚合物料中。
由于大规模制备的聚合物溶液通常具有杂质，在制备聚合物溶液时在处理聚合物溶液之前通过过滤去除这些杂质，例如膨润体。由于过滤的原因通过过滤介质产生压力损失，这在聚合物料内产生附加的摩擦热。为了使制备的聚合物溶液到达各个加工位置，聚合物溶液通常通过直角件、T型件、Y型件、多重分配件分配，由此导致进一步的热量传入。
借助例如齿轮泵的泵、挤出机、蜗杆泵、通道泵、离心泵移动或输送高粘度聚合物溶液产生附加的摩擦热，并传入粘度敏感和热敏感的纤维素溶液中。
不仅上述设备构件会产生摩擦热(设备的功耗)，装入的混合器，例如静态混合器，管道混合器等等，也产生摩擦热。
聚合物溶液的输送系统，从溶液制备开始，经过泵、过滤器、分配元件直至最终加工设备，需要极复杂的设备系统，使得所有上述摩擦热源都可在产生位置从聚合物溶液排出，从而在保持最高安全标准的情况下达到对于聚合物溶液加工的温度和粘度均匀性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种用于加工高粘度流体，特别是聚合物溶液，如纤维素溶液的输送系统，其具有必要的热安全性，从而可以控制吸热/或放热性分解反应以及变色，并可以调整温度和粘度均匀性。
本实用新型提供一种换热器管道系统，其用来输送粘稠流体，其具有大量作为管道元件的单个换热器，且沿管道系统或在管道横截面内具有预定控制的温度和/或压力分布，其特征在于，按管道系统的规则间距设置作为管道元件的换热器，其中选择所述规则间距，以便沿管道系统保持预定的温度和/或压力分布，其中在换热器内设置调温元件以调节流体的温度，以及任选的混合元件，以便根据管道横截面在管道横截面内保持预定的温度和/或压力分布，并且其中换热器管道系统长度的至少30％配备换热器。
根据本实用新型的换热器管道系统，其特征在于，换热器的至少一个调温元件是载热体管道或载热体外壳。
根据本实用新型的换热器管道系统，其特征在于，具有沿管道系统走向减小的阶梯式单个换热器内径。
根据本实用新型的换热器管道系统，其特征在于，具有至少一个分支元件。
根据本实用新型的换热器管道系统，其特征在于，换热器管道系统的第一管段的内径与第二管段的内径之比至多为5∶1。
根据本实用新型的换热器管道系统，其特征在于，换热器管道系统的第一管段的内径与第二管段的内径之比至少为10∶9。
根据本实用新型的换热器管道系统，其特征在于，其具有在换热器内部带有调温元件的换热器。
根据本实用新型的换热器管道系统，其特征在于，换热器内径至少为90毫米。
根据本实用新型的换热器管道系统，其特征在于，其具有在换热器内腔之外带有调温元件的换热器。
根据本实用新型的换热器管道系统，其特征在于，所述调温元件为调温外壳。
根据本实用新型的换热器管道系统，其特征在于，换热器的内径至多为130毫米。
根据本实用新型的换热器管道系统，其特征在于，在换热器系统的横截面内和/或在纵向上预定的温度差至多为5℃。
根据本实用新型的换热器管道系统，其特征在于，在至少一个管段内腔内包含混合元件。
根据本实用新型的换热器管道系统，其特征在于，混合元件是换热器内部的调温元件和载热体管道。
根据本实用新型的换热器管道系统，其特征在于，内置的载热体管道具有外壳方向上的引导区域和盘绕区域。
根据本实用新型的换热器管道系统，其特征在于，换热器管道系统为至少1米长。
根据本实用新型的换热器管道系统，其特征在于，换热器管道系统为至少8米长。
根据本实用新型的换热器管道系统，其特征在于，调温元件占据换热器管道系统长度的至少60％。
根据本实用新型的换热器管道系统，其特征在于，其与用来在压力下输送粘稠介质的泵、过滤器、过压调节器或其组合操作性连接。
根据本实用新型的换热器管道系统，其特征在于，在换热器内部具有载热体管道，其中在换热器横截面内，载热体管道占据内横截面积的至多40％。
根据本实用新型提供一种换热器管道系统，其适用于输送粘稠流体并具有大量作为管道元件的单个换热器，其中换热器管道系统长度的至少30％配备换热器。所述系统能够通过例如流体的重组实现沿管道系统以及在管道横截面内预定控制的温度-和/或压力分布。按管道系统的规则间距设置作为管道元件的换热器，其中选择所述规则间距，以便沿管道系统保持预定的温度和/或压力分布。在换热器内设置调温元件，以使换热器管道内输送的粘稠流体保持预定温度，以及任选的混合元件，以便根据管道横截面在管道横截面内保持预定的温度和/或压力分布，从而也可维持粘度均匀性。
用来输送粘稠流体的管道是公知的。在WO94/28213A1中推荐了一种用来输送粘稠物质，即纤维素-NMMO(N-甲基吗啉-N-氧化物)-溶液的管，其中在管中心和/或管道壁上按照该处给定的形式冷却流体。为此引导冷却介质流过包围管子的冷却外壳。冷却介质将可能出现的放热反应的热从工作流体中排出并冷却流体流的外部区域。由此在外部区域和管中心的流体之间产生极大的温度差，这对流体的物理和化学性能产生负面影响。
DE10024540描述了一种具有内置同心管形冷却元件的流体管道元件。在此，由于粘稠流体的层流也可在横截面内形成温度梯度。
根据本实用新型发现，取决于内径可能需要混合元件，例如静态混合器，以便(根据可容许的温度差)保持管道内横截面内的温度分布和聚合物料的粘度恒定。
除了避免换热器横截面内的温度梯度以外，还有一个目的是在换热器管道的纵向上达到恒定的温度。因此基本上沿整个换热器管道设置根据本实用新型的调温元件。“基本上”应理解为不必准确地在每一间距上都存在一个调温元件，短的管道段也可以不用调温元件跨接，而不必担心流体质量的实质性限制和系统安全性。粘度分布和温度分布的分析可用于确定局部是否应该使用调温元件。特别地，弯曲部位和其它技术性中间元件，如过滤器、过压释放装置、泵、连接件、分流器、汇流器、提取元件，特别是技术性测量设备，如在线粘度计、流量计或压力容器，可以没有根据本实用新型的调温元件。优选使用具有静态混合器的连接件。倘若在所述元件处应避免发热，可以在内部或外部设置单独的冷却元件。
根据本实用新型，换热器(具有调温元件)占流体管道系统长度的至少30％，优选地，换热器管道系统长度的至少35％，特别优选至少40％，至少45％，至少50％，至少55％，至少60％，至少65％，至少70％，至少75％，至少80％，或甚至至少85％，至少90％，至少95％，配备换热器或调温元件。具有换热器的管段也被称为管道系统的长度段，其中设置了调温元件，例如载热体管道。因此管道系统的一大部分是换热器，因此本实用新型的所述方面也被称为换热器管道系统。优选地，在换热器管道系统中，在至少每8米、每7米、每6米、每5米、每4米或每3米的管段内设置一个换热器。在这些8米、7米、6米、5米、4米或3米的管段内，管段长度的至少30％，优选至少35％，特别优选至少40％，至少45％，至少50％，至少55％，至少60％，至少65％，至少70％，至少75％，至少80％，或者甚至至少85％，至少90％，至少95％配备换热器或调温元件。
根据本实用新型的系统，从制备(例如在压力和/或真空下溶解聚合物，和加热纺丝溶液至输送温度，以任意顺序增压)到最终加工(对于纺丝料而言为成型)的整个流体输送过程中，温度和压力分布应均匀。
从安全工艺过程的意义来讲，控制设备构件的单位散热量(千瓦每米长度，千瓦每平方米内表面)是有利的。除了上述特征值之外，相应设备构件的流体体积热流密度(以千瓦每立方米流体体积计)也作为安全技术特征值。
因此重要的是，在处理热敏性流体和聚合物时，这样设计相应的设备部件，使得其内包含的热敏性流体或聚合物通过主动进行的热量管理达到安全的温度水平，且在相应设备构件的横截面上以及在整个系统的长度上实现安全的温度分布。聚合物熔体和聚合物溶液在高粘度值时通常具有结构粘稠性质，因此除了主动进行热量管理之外，还应注意聚合物流的高均匀性，从而在设备或设备构件的所有部位上存在相同的温度和粘度分布曲线。如上所述，在加工由纤维素、水和氧化胺组成的聚合物混合物时，从溶液制备开始直至成型，通过多个设备部件产生摩擦热，导致不可控的未调节的温度和粘度分布曲线，并在极端情况下造成放热反应。因此连续地给流体调温和重组。
由纤维素/NMMO/水组成的热不稳定流体在不充分稳定化的情况下从120℃至130℃的温度起已自动催化分解。流体的稳定化被理解为流体在聚合物料的制备过程中已经添加化学试剂，其一方面防止聚合物，另一方面防止溶剂热分解。还可以在通过换热器管道输送聚合物料的过程中进一步添加稳定化试剂，特别是存在混合元件的换热器系统区域内。除添加稳定化试剂之外，还可向换热器系统添加改变产品性能的其他物质，其在添加状态下可导致可能的放热。因此，根据本实用新型的换热器系统可在整个换热器系统内极好地平衡放热或吸热过程。应理解，除了添加液体物质之外，用换热器系统也可引入气态物质。通过根据本实用新型的换热器管道系统不形成作为起始区域影响扩展到整个系统的放热反应的过热区域。
在优选的具体实施方案中，换热器的至少一个调温元件是载热体管道或载热体外壳。单个换热器可能通过内置的调温元件或外部的调温元件冷却或加热。调温外壳至少部分包围管段以在管壁上加热或冷却流体。通过考虑调温元件的表面情况和由内置混合器和/或调温元件导致的可能的额外摩擦热，本领域技术人员可简单计算哪种调温可能性对于相应系统为最佳。对于纤维素/NMMO/水流体，根据本实用新型已确定，最好使用内径至多为90毫米的外冷却换热器，从135毫米的内径起最好使用内冷却换热器，在90毫米至135毫米之间可使用内冷却或外冷却换热器。在特殊的具体实施方案中，换热器管道系统包含在换热器内部(优选当换热器的内径为至少90毫米时)具有调温元件的换热器。与此独立或者除此之外，换热器管道系统可包含在换热器内腔外部具有调温元件，优选调温外壳的换热器，其中换热器内径优选为至多130毫米。
根据本实用新型的换热器管道系统可由多个管段组成，管段中可使用不同尺寸的换热器。特别是在分支元件之后，流体流可以分成两股或多股流，其中通常使用具有较小内径的换热器，因此本实用新型涉及一种具有沿管道系统走向减小的阶梯式单个换热器内径的换热器管道系统。
换热器管道系统优选具有至少1个、2个、3个、4个、5个、6个或更多个分支元件。
根据本实用新型系统的各个管段或换热器的内径的梯度优选在一定范围之内。因此，换热器管道系统的第一管段与第二管段的内径比为至多5∶1，优选至少10∶9，特别优选3∶1至6∶5，特别优选2∶1至4∶3。特别地，所述比存在于相互衔接的换热器或管段中，特别是分支元件之后。在特别的具体实施方案中，系统中可以存在1个、2个、3个、4个、5个、6个或更多个所述不同的阶梯式内径。
优选地，根据以体积计的热流密度(KW/m3)，通过用于调节温度管理和热量管理的各个换热器排出富余的热量。本领域技术人员可通过以体积计的热流密度简单地计算出线性热流密度(KW/m)和以面积计的热流密度(KW/m2)。
优选地，在具有至少250毫米内径的流体管道的情况下，热流密度为至少120KW/m3或更高，优选263KW/m3，特别优选442KW/m3或707KW/m3，如果还应排出热管道系统的其他构件(如泵或过滤器)的热量，则热流密度更高。
优选地，在具有至少180毫米内径的流体管道的情况下，热流密度为至少40KW/m3，或80KW/m3或更高，优选111KW/m3，特别优选188KW/m3或300KW/m3，如果还应排出热管道系统的其他构件(如泵或过滤器)的热量，则热流密度更高。
优选地，在具有至少140毫米内径的流体管道的情况下，热流密度为至少30KW/m3或更高，优选80KW/m3，特别优选103KW/m3或164KW/m3，如果还应排出热管道系统的其他构件(如泵或过滤器)的热量，则热流密度更高。
优选地，在具有至少110毫米内径的流体管道的情况下，热流密度为至少12KW/m3或更高，优选22KW/m3，特别优选75KW/m3或120KW/m3，如果还应排出热管道系统的其他构件(如泵或过滤器)的热量，则热流密度更高。
优选地，在具有至少90毫米内径的流体管道的情况下，热流密度为至少10KW/m3或更高，优选12KW/m3，特别优选18KW/m3或29KW/m3，如果还应排出热管道系统的其他构件(如泵或过滤器)的热量，则热流密度更高。
优选地，在具有至少60毫米内径的流体管道的情况下，热流密度为至少10KW/m3或更高，优选11KW/m3，特别优选17KW/m3或28KW/m3，如果还应排出热管道系统的其他构件(如泵或过滤器)的热量，则热流密度更高。
在优选的具体实施方案中，由以下公式得到以KW/m3计的最小排出热流密度(W1)：
W1＝0.0051×d2-1.0468×d+63.5
其中d为以毫米计的换热器内径(参见图7点划线)。
优选地，以KW/m3计的最佳排出热流密度(W2)为：
W2＝0.0102×d2-2.0935×d+127.07(参见图7实线)。在特殊的具体实施方案中，排出的热为至少W1，至少W2的一半，至少W1和W2的平均值，或至少为W2的3/4。
排出的热量可以通过选择调温元件加以控制。在载热体介质的情况下，可以通过选择介质及其温度排出热量。可以使用冷水、热水、冷却盐水、热油或其他液态或气态一致性的流体作为换热器管道内的载热体介质。
优选地，换热器系统的横截面内和/或纵向上的预定温差为最大5℃，其中选择具有匹配的长度、直径和调温装置的相应换热器。优选地，换热器系统的横截面内和/或纵向上的预定温差为最大4℃，最大3℃，最大2℃。
可以根据期望和过程要求及结构要求设计换热器管道系统的尺寸。换热器管道系统优选为至少1米，优选至少2米，优选至少4米，优选至少6米，优选至少8米，优选至少10米，至少12米，至少14米，至少16米长。
换热器管道系统优选与用于在压力下引导粘稠介质的泵、过滤器、压力和容量平衡容器、过压调节器、中间连接的测量元件或其组合或类似物操作性连接。特别地，在从制备到消耗的流体的整个输送过程中，所述系统应如本文所述进行相应处理、重组和调温或控制。这种系统可以通过泵、过滤器和/或过压调节器或类似物铺设。
在特别优选的具体实施方案中，根据本实用新型的换热器管道系统在至少一个管段或换热器的内腔内包含混合元件。如上所述，优选在小内径的情况下，换热器中设置内部混合元件和外部冷却。混合元件用来使流体流湍流，以便使层流转变成湍流和/或达到从换热器中心到横截面外部区域的流体交换。优选地，换热器管道系统长度的至少30％，优选至少35％，特别优选至少40％，至少45％，至少50％，至少55％，至少60％，至少65％，至少70％，至少75％，至少80％，或者甚至至少85％，至少90％，至少95％配备混合器，特别是静态混合元件。在内径小于90毫米，优选小于130毫米的管段内，管段或各个换热器长度的至少20％，优选至少30％，特别优选至少40％，至少50％，至少60％，至少70％，至少80％，或者甚至至少90％，至少95％配备混合器，特别是静态混合元件。
在具有内部调温装置的管段或各个换热器内也可以设置混合元件，优选地，内置调温元件同时具有搅拌功能。根据所述具体实施方案，本实用新型涉及一种换热器管道系统，其在换热器内部具有作为调温元件的混合元件，例如以载热体管道形式。这例如可以通过载热体管道相应形成的盘绕得以实现。优选地，为了避免由压力损失引起的摩擦热，选择小的装填密度，例如由调温元件，特别是载热体管道占据的内横截面积的至多40％的装填密度。在换热器系统的某些管段内，追求至多50％，65％，70％，75％的空余横截面积。优选5％和80％之间，特别优选10％和70％之间，15％和60％之间，20％和50％之间，25％和45％之间，或30％至40％之间的空余横截面积。
本实用新型还提供一种具有相应装填密度的用于输送粘稠流体的单个换热器。根据本实用新型的换热器管道系统优选至少由一个或多个如下所述的换热器组成。根据本实用新型的换热器具有外壳和一个或多个内置载热体管道。本实用新型的特征在于，内置载热体管道具有外壳方向上的引导区域和盘绕区域，或者载热体管道至少基本上占据换热器的整个长度，特别是在载热体管道的装填密度小的情况下。
本实用新型提供一种为输送粘稠流体创造受控的恒定条件的换热器。因此通过根据本实用新型的盘绕区域在换热器横截面上实现所输送流体的均匀冷却。通过额外占据载热体管道沿外壳方向铺设的区域或者通过小的装填密度而造成的大的空余横截面积，可确保经过换热器的流体流只受到少量影响。这在粘稠流体的情况下特别关键，否则会出现大的摩擦热和压力损失。在热不稳定流体(例如纤维素-氧化叔胺-溶液)的情况下，这些不期望的反应可能造成爆炸。
在盘绕区域内，载热体管道经过一个或多个弯曲、盘绕或回环。特别地，实现载热体管道可在换热器外壳的边缘区域之间交替的盘绕区域。优选地，载热体管道基本上与换热器的中心或轴线错开铺设，其中盘绕区域可从一侧或边缘区域向另一侧或边缘区域(不必向相对侧)交替，也可能重新返回，或者可在另一不同侧上铺设。通过所述盘绕区域一方面实现均匀的热传递；也可以由此形成湍流的流体流，其进一步促进混合并防止形成粘度和温度梯度。特别优点在于，通过在产生摩擦热(由于压力损失造成的耗散能量)之处使用载热体管道作为混合元件，通过管道上的冲击压力可直接排出这些热量，并预先防止隔离的流体区域升温。通过这些措施实现在换热器横截面内所输送的粘稠流体恒定的温度分布曲线，避免局部的升温(“热斑”)，这在可产生巨大背压和摩擦热的高粘度流体的情况下是决定性的优点。
根据本实用新型在运行期间向载热体管道内引入冷却介质。但是“载热体管道”不应理解为局限于使用冷却介质，在其他具体实施方案中，也可能引入热介质或调温介质。通常地，根据调温介质的温度是高于还是低于流体的温度，调温介质以及载热体可用于冷却和加热流体。在换热器管道系统中调温介质的温度也可以这样控制，使得系统一定的管段作为冷却管段，其他管段作为加热管段。
本文中的“区域”通常被理解为换热器内适于流体流动的区域。其中大多涉及管道区域。本文中的“管道区域”被理解为具有沿换热器的一定长度的管段。“边缘区域”是外壳附近一定管道区域处换热器的受限横截面区域。
为了使换热器或换热器管道系统与其周围之间的热传递保持尽可能小，在另一优选的具体实施方案中设计，换热器或系统至少逐段由隔热层包裹。由此特别在内部更好地实现流体的温度控制。
在优选的具体实施方案中设置至少两个载热体管道。所述载热体管道可用于以相反方向引导载热体介质。所述至少两个载热体管道铺设在换热器的外壳内部，例如至少部分平行。例如，载热体管道沿换热器，即沿外壳的管段铺设成非盘绕区域，其中存在相同的管道区域或交替存在相同的管道区域。优选地，至少两个载热体管道的盘绕区域共同存在于有限的管段内。一个或多个载热体管道可在一个末端区域处与第二载热体管道连接，所述第二载热体管道用于回流第二载热体管道内的载热体介质。通过载热体管道的回流使得能够简单地形成用于输入和输出的相邻的连接端。此外防止冷却介质在流经换热器期间由于升温而导致沿换热器形成温度梯度。这在例如数米长的长换热器的情况下特别有利。
为此，至少两个载热体管道的盘绕区域可相互交错地共同存在于有限的管段内。这促使流体特别有效地混合以及用冷却介质均匀地传热。优选地，通过由载热体管道的有效混合可不使用其他混合元件，包括静态混合元件，其主要目的是通过产生巨大背压而沿换热器形成湍流。因此换热器在具有载热体管道的管段内基本上没有附加的混合元件。
特别地，设置盘绕区域以使粘稠流体产生湍流。冷却介质管道用于提高湍流的特殊形式或盘绕是公知的并可用于该目的。
优选地，根据本实用新型的换热器管道系统设置至少1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个或更多个本文所述的或其他已知的单个换热器。根据本实用新型系统的特征特别在于大量单个换热器的模块化应用。
在优选的具体实施方案中，在换热器管道系统中设置一个或多个过压释放装置，优选基于爆破元件的过压释放装置。过压释放装置的应用是公知的。常见的方法包括例如具有薄膜的爆破片，其在高于正常工作压力但低于管子或容器自动破裂的压力作用下破裂，由此用外腔进行压力释放。爆破片例如描述于US 6,241,113，US 3,845,879，US2008/0202595，EP 1591703和US 7,870,865中。某些爆破片可具有孔以保证在多个部位或沿固定破裂部位开裂。爆破片可用于试图控制爆破片功效的各种装置中。因此，US 4,079,854描述了一种装置，其具有带刀片的切割装置，所述刀片在压力作用下割裂凹形爆破片。US3,872,874描述了一种具有凸形爆破片的爆破片装置，所述爆破片在压力膨胀时挤压剪切刺针。WO 2005/054731涉及一种具有压力检测器的爆破片排列。EP 789822涉及用于热不稳定粘稠物质，如纤维素NMMO(N-甲基吗啉-N-氧化物)溶液的压力安全装置，其中爆破元件伸入输送管道内腔内。US 5,337,776涉及一种具有过压释放装置的管道，其中爆破片平整地位于管壁内侧，由此实现用所输送的流体环绕喷淋爆破片。
过压释放装置优选放置在具有调温元件的各个换热器的区域之间的连接元件内。根据本实用新型，具有调温元件的管段促使对流动流体特别有效的温度控制以及压力控制，使得在这些管段内不需要过压释放装置。由于根据本实用新型配备调温元件的换热器形成特别有效的温度和粘度一致性，在这些区域内应有意避免安装过压释放装置，因为其在换热器系统内造成低温部位，因此敏感地干扰换热器管道的热量控制。因此，过压释放装置主要设置在其中不设置内部调温元件的连接元件处。或者可在过压释放装置的区域内设置混合元件，从而使这些装置与均匀的流体接触。过压释放装置也可以通过调温元件调温。
通过根据本实用新型的换热器管道系统的设计可以提供特别长的管道，其使得整个长度上的冷却成为可能。这在输送高粘度纺丝溶液的情况下特别重要，在这种情况下反应器和挤出机等之间可跨越数米。例如，设备需要约20米的管道。优选地提供至少1米，优选至少2米，至少3米，至少4米，至少5米，至少6米，至少7米，至少8米，至少9米，至少10米，至少12米，至少15米长度的长的换热器管道。沿换热器管道系统可以设置多个换热器，即具有自身有限的调温元件的管段。各个换热器的载热体管道可用冷却介质分别操作。管道优选包含1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个换热器。单个换热器具有根据本实用新型的载热体管道并可具有0.2至4米，优选0.3至3米，特别优选0.4至2米，更优选0.5至1米的尺寸。各个换热器的换热器内部优选在两端开口，并可以连接其它换热器或其它元件，如连接件、分流器、过滤器、泵、压力容器或末端设备，如挤出机、纺丝装置。
载热体管道优选占据根据本实用新型的系统的一个或多个，特别是所有换热器长度的至少60％，特别优选至少65％，至少70％，至少75％，至少80％，至少85％，至少90％，至少95％。
根据本实用新型的换热器管道系统优选与用于在压力下引导粘稠介质的泵操作性连接。特别地，在输送高粘度流体(其在压力作用下通过换热器压入系统)的情况下，特别明显地表现出本实用新型的优点。
为了产生尽可能小的背压，以尽可能小的阻力通过换热器输送粘稠流体。为此降低调温介质的装填密度。特别地，在优选的具体实施方案中，在换热器的横截面内，至多50％，优选至多45％，至多40％，至多35％，至多30％，至多25％，至多20％，至多15％，至多12％，至多10％，至多8％，至多7％，至多6％，至多5％的内横截面积由调温元件占据。即，空余横截面是空余的用于流过流体的剩余横截面部分并且优选为至少50％，特别优选至少55％，至少60％，至少65％，至少70％，至少75％，至少80％，至少85％，至少90％。
具有内部调温元件的换热器可以具有多个具有盘绕的载热体管道的区域。在载热体管道之后的盘绕区域内，载热体管道优选在横截面俯视图内相互盘绕或弯曲。之后的盘绕区域可以例如通过回流的载热体管道或通过其中冷却介质以与第一载热体管道相反的方向流动的载热体管道形成。
载热体管道和/或换热器可以由不同材料，如钢、不锈钢、陶瓷、烧结金属、铝、塑料、有色金属或贵重金属制成。优选的材料是所有铁、铁合金、铬镍钢、镍钢(例如哈氏合金材料)、钛、钽、碳化硅、玻璃、陶瓷、黄金、白金以及塑料。特殊材料为具有高钼含量的合金，或抗点状腐蚀和缝隙腐蚀的镍、铬和钼合金，或具有高抗拉强度的镍铜合金。示例材料为哈氏合金C(高抗腐蚀性)、哈氏合金B(沉淀硬化的高温合金)、铬镍铁合金(在石化应用中抗应力腐蚀开裂)、耐热铬镍铁合金(高强度，耐高温，抗氧化和抗碳化)、蒙乃尔合金(高抗拉强度，抗腐蚀)。载热体管道和/或换热器也可以由涂覆的材料制成。
本领域技术人员可以根据用于换热器系统的结构材料针对待输送流体的抗腐蚀性的知识决定使用哪些结构材料，以及如何将换热器系统结构性连接成设备单元。在使用换热器系统使由纤维素、氧化胺和水组成的聚合物料的温度和粘度一致化的情况下，应注意铁和有色金属的游离。
优选选择具有5至100W/mK，特别优选10至60W/mK的导热系数的材料。
在特殊的具体实施方案中，换热器外壳隔热和/或可被设计为双层管，因为热交换在内部进行且基本上不通过外壳产生向外传热。
此外，本实用新型涉及一种通过根据本实用新型的换热器管道系统或根据本实用新型的换热器输送粘稠流体的方法。同时本实用新型还涉及换热器管道系统或换热器用于输送粘稠流体的用途。粘稠流体优选为热不稳定的。热不稳定的流体例如是生物聚合物溶液，纤维素溶液，如纤维素-氧化胺-溶液，特别是氧化叔胺溶液的溶液。例如如WO 94/28213中所述的纤维素-NMMO-溶液。流体可以是水溶液。热不稳定的流体是那些在通过换热器和设备系统输送期间存在温度升高的危险的流体。温度升高可能例如由于放热反应，特别是化学反应，或由于输送高粘度流体时出现的摩擦热引起。其他流体特别是工程塑料，可凝固的流体，特别是“热熔体”，如聚合物、聚碳酸酯、聚酯、聚酰胺、聚乳酸、聚丙烯等。流体可为触变性流体，特别是纺织溶液。特别的流体具有至少约40℃、至少50℃、至少55℃、至少60℃、至少65℃、至少70℃、至少75℃的熔融温度，也可达到至多280℃的熔融温度。流体可例如在至少约40℃、至少50℃、至少55℃、至少60℃、至少65℃、至少70℃、至少75℃、至少约80℃、至少85℃、至少90℃、至少95℃的温度下流动。本实用新型可以用来排出放热反应的热量或由于粘稠流体的摩擦/压力损失而产生的耗散能量。
在优选的具体实施方案中，冷却介质通过载热体管道(在换热器的内部或外部，例如外壳内)流动，其与所输送的粘稠流体的温度相差至多20℃，优选至多15℃，至多12℃，至多10℃，至多9℃，至多8℃，至多7℃，至多6℃，至多5℃，至多4℃，至多3℃。根据本实用新型的换热器被证实有效，即在充分散热的情况下温度差可以很小。优选地，冷却介质的温度小于流体温度。在特殊的具体实施方案中，粘稠流体在至少15巴，至少20巴，至少25巴，至少100巴，优选至少200巴，至少300巴，至少400巴，至少500巴，至少600巴，至少700巴，至少800巴的初始压力下通过换热器或管道系统输送。在另一具体实施方案中，换热器管道系统或根据本实用新型的各个换热器或过压装置为输送流体而设置最大至多1000巴，优选至多60巴，至多80巴，至多120巴，至多250巴，至多350巴，至多450巴，至多550巴，至多650巴，至多750巴，至多900巴的高压。流体的零剪切粘度优选为100至15000帕秒，特别是500至10000帕秒的范围。。
在优选的具体实施方案中，本实用新型定义如下：
1、一种用来输送粘稠流体的换热器管道系统，其具有大量，例如2个，3个，4个，5个，6个，7个，8个或更多个作为管道元件的单个换热器，且沿管道系统或在管道横截面内具有预定控制的温度和/或压力分布，其特征在于：按管道系统的规则间距设置作为管道元件的换热器，其中选择所述规则间距，以便沿管道系统通过流体的重组而保持预定的温度和/或压力分布，其中在换热器内设置用于在换热器管道内输送的粘稠流体的调温元件，以及任选的混合元件，以便根据管道横截面在管道横截面内保持预定的温度和/或压力分布，并且其中换热器管道系统长度的至少30％配备换热器。
2、根据定义1所述的换热器管道系统，其特征在于，换热器的至少一个调温元件是载热体管道或载热体外壳。
3、根据定义1或2所述的换热器管道系统，具有沿管道系统走向减小的阶梯式单个换热器内径。
4、根据定义1至3任一项所述的换热器管道系统，具有至少一个分支元件。
5、根据定义1至4任一项所述的换热器管道系统，其中换热器管道系统的第一管段的内径与第二管段的内径之比至多为5∶1，优选至少10∶9。
6、根据定义1至5任一项所述的换热器管道系统，具有在换热器内部带有调温元件的换热器，优选当换热器内径至少为90毫米时。
7、根据定义1至6任一项所述的换热器管道系统，具有在换热器内腔之外带有调温元件，优选调温外壳的换热器，其中换热器的内径优选至多为130毫米。
8、根据定义1至7任一项所述的换热器管道系统，其特征在于，在换热器系统的横截面内和/或在纵向上预定的温度差至多为5℃。
9、根据定义1至7任一项所述的换热器管道系统，在至少一个管段内腔内包含混合元件。
10、根据定义6和9所述的换热器管道系统，其中混合元件和调温元件是在换热器内部的载热体管道。
11、根据定义10所述的换热器管道系统，其特征在于，内置的载热体管道具有外壳方向上的引导区域和盘绕区域。
12、根据定义1至11任一项所述换热器管道系统，其特征在于，换热器管道系统为至少1米，优选至少2米，优选至少4米，优选至少6米，优选至少8米，优选至少10米长。
13、根据定义1至12任一项所述的换热器管道系统，其特征在于，调温元件占据换热器管道系统长度的至少60％。
14、根据定义1至13任一项所述的换热器管道系统，其特征在于，其与用来在压力下输送粘稠介质的泵、过滤器、过压调节器、用于加工聚合物溶液的加工装置，如纺丝装置或拉伸装置，或其组合等操作性连接。
15、根据定义1至14任一项所述的换热器管道系统，在换热器内部具有载热体管道，其中在换热器横截面内，载热体管道占据内横截面积的至多40％。
16、用于输送粘稠流体的换热器，具有外壳和一个或多个内置的载热体管道，特别是冷却介质管道，其特征在于，内置的载热体管道具有沿外壳方向的引导区域和盘绕区域，其中优选设置两个载热体管道，其优选以相反方向引导载热体介质。
17、根据定义16所述的换热器，其特征在于，载热体管道在一个末端区域处与第二载热体管道连接，所述第二载热体管道用于回流第二载热体管道内的载热体介质。
18、根据定义16或17所述的换热器，其特征在于，至少两个载热体管道的盘绕区域共同存在于有限的管段内。
19、根据定义16至18任一项所述的换热器，其特征在于，至少两个载热体管道的盘绕区域相互交错地共同存在于有限的管段内。
20、根据定义15至19任一项所述的换热器，其特征在于，设置盘绕区域以使粘稠流体产生湍流。
21、根据定义15至20任一项所述的换热器，其特征在于，换热器为至少1米，优选至少2米，优选至少4米，优选至少5米长。
22、根据定义15至21任一项所述的换热器，其特征在于，载热体管道占据换热器长度的至少50％。
23、根据定义15至22任一项所述的换热器，其特征在于，其与用于在压力下输送粘稠介质的泵操作性连接。
24、根据定义15至23任一项所述的换热器，具有更低的载热体管道装填密度，其中在换热器的横截面内，载热体管道占据内横截面积的至多40％。
25、根据定义15至24任一项所述的换热器，其特征在于，载热体管道之后的盘绕区域在横截面俯视图内相互盘绕或弯曲。
26、根据定义1至14任一项所述的换热器管道系统，其中系统的至少一个管段由根据定义15至25任一项所述的换热器组成。
27、一种通过根据定义1至26任一项所述的换热器管道系统或换热器输送粘稠流体的方法，特别是其中粘稠流体为热不稳定的，优选为纤维素溶液。
28、一种通过根据定义1至27任一项所述的换热器管道系统或换热器输送粘稠流体的方法，其中粘稠流体为热不稳定的，优选为包含纤维素和有机溶剂或由其组成的纤维素溶液。
29、一种通过根据定义1至28任一项所述的换热器管道系统或换热器输送粘稠流体的方法，其中粘稠流体为包含纤维素、氧化胺和水或由其组成的纤维素溶液，其中氧化胺优选为N-甲基吗啉-N-氧化物。
30、一种通过根据定义1至26任一项所述的换热器管道系统或换热器输送粘稠流体的方法，其中粘稠流体为纤维素溶液，且溶解的纤维素以纤维素衍生物的形式存在于溶液中。
31、一种通过根据定义1至26任一项所述的换热器管道系统或换热器输送粘稠流体的方法，其中粘稠流体为生物聚合物溶液，且溶解的生物聚合物表现为生物基塑料。
32、一种通过根据定义1至26任一项所述的换热器管道系统或换热器输送粘稠流体的方法，其中粘稠流体为生物聚合物溶液，且溶解的生物聚合物以多糖、蛋白质、核酸的形式存在。
将进一步通过如下附图和实施例说明本实用新型，而不将本实用新型限制于这些特别的具体实施方案。
附图说明
图1表示根据本实用新型的换热器1的纵剖面，其具有外壳2和内部区域3和内置的冷却介质管道4，所述冷却介质管道具有沿外壳方向的引导区域5和盘绕区域6。
图2a至2c表示根据本实用新型换热器的三个剖面，两个正常纵剖面图2a(沿A-A线的剖面图)和图2b(沿B-B线的剖面图)和一个横剖面图2c(沿C-C线的剖面图)，在盘绕区域内分别具有两个交叉的冷却介质管道。冷却介质管道通过连接管道7相互连接，使得冷却介质可在两个冷却管道之一内回流。同时还显示冷却介质入口8和出口9。
图3表示换热器1的横剖面，其在盘绕区域6内分别具有四个交叉的冷却介质管道4。
图4表示通过分流器10分支的换热器管道，其中各个管段通过弯头11连接。
图5表示如WO 94/28213A1所述的传统流体管道系统中和根据本实用新型的温度控制装置中温度梯度的比较。其中显示在没有换热器的情况下，输送管段内的聚合物(纤维素)温度控制。所示曲线A描述溶液制备之后通过换热器冷却聚合物料，随后引入管道并输送至加工(挤出机)的过程中所确定的温度走势。由于物质输送、过滤和各种转向产生的压力损失导致通过摩擦向聚合物料传入热量，从而在总体上提高温度水平。曲线B(管道中心)和B’(管壁)表示根据WO94/28213A1的教导的分析，其中仅管壁得以冷却。可以看出，随着从溶液制备到加工的距离，以及在管道内的输送过程中，温度不一致性越来越大，这可通过两条曲线B和B’的偏离得以印证。WO 94/28213A1指出，专门用于温度和热量管理的管道系统中可产生至多15℃的温度差。通过WO 94/28213的教导清楚看到，通过允许的温度差在输送的聚合物或纤维素溶液内形成和建立大的粘度差。如果不消除这种温度和粘度不一致性，则不可避免地在下游加工工位处导致形成产品不希望的产品缺陷，所述缺陷导致在纺丝或拉伸期间挤出物断裂，与其他挤出物粘接，并由此产生不可使用的最终产品。
图6表示纤维素溶液在不同设备构型中的温度走势，其中描绘三种不同的温度走势C、D、E。
C：在纤维素聚合物溶液的溶液制备之后，将物料输送至过滤器，流过过滤器并进一步输送以加工成成型体(挤出)。在曲线走势C的情况下，仅排出换热器的耗散热。
D：在纤维素聚合物溶液的溶液制备之后，将物料输送至过滤器，流过过滤器并进一步输送以加工成成型体。在曲线走势D的情况下，不仅排出换热器的耗散热(这有助于温度和粘度的一致性)，还排出由升压泵、以及由过滤器引起的热量。
如由曲线D可见，在输送路径上，在整个换热器管道横截面积上，以及在换热器管道体积上达到温度和粘度的一致性。此外还在整个换热器管道走向上实现物料温度的一致性。
E：用根据本实用新型的系统还可如下进行流体温度的控制，在希望流体温度提高的情况下，在压力损失方面如下设计换热器管道的尺寸，使得通过换热器上的摩擦热引起所希望的温度升高。通过将换热器管道的结构设计成间接引导换热器，使得能够除了通过换热器上的摩擦传入热量之外，还通过引入换热器管道的换热器流体附加地引入热量，从而提高纤维素溶液的温度。
图7表示排出的热量与换热器直径/表面积的关系。此外提供关于单个换热器的热流密度的选择区域，其中存在不同换热器的最佳区域。
-在区域1内：内部仅有静态混合器，并通过换热器外壳上的调温元件进行外部调温。
-在区域2内：内部调温的管道静态混合器。
-在区域1，2内：所述区域内任选存在静态混合器或内部调温的管道静态混合器。直线“最小热流密度”表示例如为使产生的摩擦热通过管道和混合器传入目标温度为95℃的流体混合物纤维素/NMMO/水中而排出的最小热量。实线表示最佳的排出热量。
具体实施方式
实施例：
在这些实施例中使用如图2所示的换热器管道。在所述形式中，换热器包含四条冷却介质管道，其中每两条冷却介质管道一端连接以回流冷却介质。另一端设置用于输入和输出冷却介质的接头。换热器内部在两端开口，使得可以连接其它换热器或其它元件，如连接件、分流器、过滤器、泵、压力容器或终端设备，如挤出机等。在图3中描绘了这些连接。在换热器内部安装冷却介质管道，其中每两条管道在同一管段内具有带交叉管道环路的盘绕区域，且之后在另一管段具有沿外壳方向的引导区域。这些区域轮流交替设置。另一对冷却介质管道与其交错设置，其也在同一管段内具有盘绕区域和非盘绕区域，其中相对于第一对冷却管道，所述盘绕和非盘绕区域交错存在。
实施例1：
操作中用纤维素-NMMO-水溶液试验根据图3的换热器管道。在97℃和102℃之间的温度下在溶解设备中制备由12.9％纤维素、76.3％氧化胺(NMMO)和10.8％水组成的不同亚硫酸盐浆料(制备商MoDo，Sappi Saiccor)的纺丝溶液。
所述溶液在为1200kg/m3的密度下具有15000帕秒的零剪切粘度(在85℃下)。
如此得到的纺丝溶液在制备之后在配备内置加热的静态混合元件的换热器(型号：Sulzer SMR)中调整至95℃的温度。
在换热器出口确定输出溶液的温度，其中测量如下温度：
T1＝95.8℃
T2＝96.7℃
T3＝96.1℃
T4＝95.2℃
T5＝97.1℃
由测量的温度可见，在换热器横截面上达到约1.9℃的温度差。
实施例2-空管试验
随后，将从换热器中输出的纤维素溶液引入具有108毫米内径(长约3米)的空管内。
为了后续加工，用内径80毫米(长约2米)的空管将纺丝溶液流分成两股支流。
空管外部配备调温外壳，且在调温外壳上配备隔热层(50毫米的隔热层厚度)。
调温外壳保持82℃的温度。
在空管(长5米)内的输送路径之后，在两个出口(65毫米)之一处确定横截面上的纺丝溶液的温度分布，其中测量如下温度：
T1＝97.8℃(在管中心测量)
T2＝91.7℃
T3＝83.5℃
T4＝89.2℃
T5＝91.1℃
由测量的温度可见，在空管横截面上达到约14.3℃的温度差。值得注意的是，在低的外壳温度的情况下仍然测得极高的中心温度，这可以通过流体极大的剪切热得以解释。
实施例3-具有内置加热的静态混合元件的换热器
本实用新型的目的是，在外部恒温和引入剪切热的情况下，在整个管道走向上必须将纺丝溶液的温度和粘度常量保持在恒定水平。为了达到这一目的，上述空管系统由换热器系统替代。
换热器系统由三个相互连接的换热器组成。
第一个换热器(壳体内径108毫米-长3米)由具有内置加热的静态混合元件(型号：Sulzer SMR)的壳体组成。壳体的调温外壳与内置的静态混合元件连接，其中调温介质的温度调节至92℃。
内置的静态混合元件具有2米的长度(壳体长度的约65％)。
在第一个换热器元件之后测量纺丝溶液的温度，其中在流过换热器之后确定以下温度：
T1＝94.8℃
T2＝94.4℃
T3＝95.1℃
T4＝95.6℃
T5＝95.9℃
由测量的温度可以看出，达到约1.1℃的温度差。
值得注意的是，通过根据本实用新型的结构可以得到在温度和粘度分布方面非常一致的纺丝溶液，同时可以排出换热器系统内产生的流体剪切热。
实施例4-具有内置的静态混合元件的换热器
纺丝溶液流分支之后，纤维素溶液通过两个并联的结构相同的换热器输送。
两个换热器(壳体内径85毫米-长2米)由具有内置的静态混合元件(型号：Sulzer SMXL)的壳体组成。壳体的调温外壳调节至90℃的温度。
内置的静态混合元件具有1.2米的长度(壳体长度的约60％)。
在两个换热器元件之一之后测量纺丝溶液的温度，其中在流过换热器之后确定以下温度：
T1＝95.3℃
T2＝96.7℃
T3＝95.4℃
T4＝96.1℃
T5＝95.5℃
由测量的温度可以看出，达到约1.4℃的温度差。值得注意的是，通过根据本实用新型的结构可以得到在温度和粘度分布方面非常一致的纺丝溶液，同时可以排出换热器系统内流体的剪切热。
根据温度差的数据计算在流体引导系统内最小和最佳的换热器长度。在95℃下，在纤维素/NMMO/水流体的1.5℃的最大差值情况下，在由20个分别1米长且具有175毫米、136毫米、108毫米、85毫米和65毫米阶梯式内径的单个换热器组成的系统中，从第一个泵至挤出机的输送系统的总长度的至少34％通过过滤器和另一泵和换热器铺设。在各个换热器元件内部并非整个长度都配备载热体管道，而要考虑连接件和不完全装备，在具有175毫米内径的换热器的情况下，长度的56.9％，优选长度的73.1％配备载热体元件。在具有136毫米内径的换热器的情况下，长度的69.2％，优选长度的85.8％配备载热体元件。在具有108毫米内径的换热器的情况下，长度的67.1％，优选长度的86.7％配备载热体元件。在具有85毫米内径的换热器的情况下，长度的63.6％，优选长度的84.1％配备载热体元件。在具有65毫米内径的换热器的情况下，长度的50.0％，优选长度的75.0％配备载热体元件。
具有175至108毫米内径的换热器为内部调温，具有85至65毫米内径的换热器为外部调温，具有内置的静态混合器。
对于换热器系统的总长度，基于换热器长度部分的总和，长度的61.5％，优选长度的81.0％配备载热体元件。当需要分流元件、过滤器和泵时，至多长度的97.1％配备载热体元件。
实施例5：
通过由换热器和具有爆破元件的连接件(作为分配件)组成的换热器管道系统将具有如下组成的用作纺丝溶液的聚合物溶液从纺丝溶液制备输送至在纺丝机上加工。
以如下组成连续制备由MoDo Crown Dissolving-DP 510-550和Sappi Saiccor DP 560-580型纤维素的混合物组成的纺丝料：纤维素12.9％；氧化胺(NMMO-N-甲基-吗啉-N-氧化物)76.3％；水10.8％。
进行水酶预处理和悬浮液制备之后，在真空下在连续流动的反应容器中在97至103℃的温度下通过蒸发多余的水进行溶液制备。为了稳定化溶剂NMMO/水，添加已知的稳定剂。用五倍子酸丙酯如已知地进行纤维素溶液的稳定化。为了安全制备溶液，控制重金属离子含量并且不超过总参数(包含金属离子和有色金属离子)的10ppm的值。
所制备的溶液的密度在室温下为1200kg/m3。通过纤维素混合组分调节的纺丝料的零剪切粘度在75℃测量时可至多为15000帕秒。根据纺丝过程中选择的加工温度，零剪切粘度可在500至15000帕秒的范围内变动。由于纺丝溶液的结构粘性，纺丝剪切速率下的粘度根据所选择的加工温度而降低至低于100帕秒的范围并同样高度取决于纺丝溶液中的纤维素浓度。
在连接件处，在聚合物料流过期间在取样孔取样以进行温度测量和粘度测量，其中根据每mm2破裂面积的单位流量设计装在连接件内的爆破片的尺寸。
Figure BDA0000128806350000241
Figure BDA0000128806350000251
温度和粘度偏差通过10次单独测量取平均值确定。

Claims (20)

1.一种换热器管道系统，其用来输送粘稠流体，其具有多个作为管道元件的单个换热器，且沿管道系统或在管道横截面内具有预定控制的温度和/或压力分布，其特征在于，按管道系统的规则间距设置作为管道元件的换热器，其中选择所述规则间距，以便沿管道系统保持预定的温度和/或压力分布，其中在换热器内设置调温元件以调节流体的温度，以及混合元件，以便根据管道横截面在管道横截面内保持预定的温度和/或压力分布，并且其中换热器管道系统长度的至少30%配备换热器。
2.根据权利要求1所述的换热器管道系统，其特征在于，换热器的至少一个调温元件是载热体管道或载热体外壳。
3.根据权利要求1或2所述的换热器管道系统，其特征在于，具有沿管道系统走向减小的阶梯式单个换热器内径。
4.根据权利要求1或2所述的换热器管道系统，其特征在于，具有至少一个分支元件。
5.根据权利要求1或2所述的换热器管道系统，其特征在于，换热器管道系统的第一管段的内径与第二管段的内径之比至多为5:1。
6.根据权利要求1或2所述的换热器管道系统，其特征在于，换热器管道系统的第一管段的内径与第二管段的内径之比至少为10:9。
7.根据权利要求1或2所述的换热器管道系统，其特征在于，其具有在换热器内部带有调温元件的换热器。
8.根据权利要求1或2所述的换热器管道系统，其特征在于，换热器内径至少为90毫米。 
9.根据权利要求1或2所述的换热器管道系统，其特征在于，其具有在换热器内腔之外带有调温元件的换热器。
10.根据权利要求9所述的换热器管道系统，其特征在于，所述调温元件为调温外壳。
11.根据权利要求9所述的换热器管道系统，其特征在于，换热器的内径至多为130毫米。
12.根据权利要求1或2所述的换热器管道系统，其特征在于，在换热器系统的横截面内和/或在纵向上预定的温度差至多为5℃。
13.根据权利要求1或2所述的换热器管道系统，其特征在于，在至少一个管段内腔内包含混合元件。
14.根据权利要求13所述的换热器管道系统，其特征在于，混合元件是换热器内部的调温元件和载热体管道。
15.根据权利要求14所述的换热器管道系统，其特征在于，内置的载热体管道具有外壳方向上的引导区域和盘绕区域。
16.根据权利要求1或2所述的换热器管道系统，其特征在于，换热器管道系统为至少1米长。
17.根据权利要求16所述的换热器管道系统，其特征在于，换热器管道系统为至少8米长。
18.根据权利要求1或2所述的换热器管道系统，其特征在于，调温元件占据换热器管道系统长度的至少60%。
19.根据权利要求1或2所述的换热器管道系统，其特征在于，其与用来在压力下输送粘稠介质的泵、过滤器、过压调节器或其组合 操作性连接。
20.根据权利要求1或2所述的换热器管道系统，其特征在于，在换热器内部具有载热体管道，其中在换热器横截面内，载热体管道占据内横截面积的至多40%。 
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