SE534745C2 - Flödesmodul - Google Patents

Description

20 25 30 534 745 Ytterligare ett ändamål är att tillhandahålla en kontinuerlig flödesmodul som har en fluidflödeskarakteristik, vilken är lämplig för kemiska reaktioner, extraktioner, separationer etc.

Ytterligare ett ändamål är att tillhandhålla en kontinuerlig flödesmodul som har förbättrade egenskaper under tryck.

Följaktligen tillhandahåller föreliggande uppfinning en lösning på de ovan nämnda problemen genom en flödesmodul som innefattar kanalplattor och mediaplattor. Sålunda avser föreliggande uppfinning en kanalplatta, vilken kan användas i en flödesmodul. Kanalplattan innefattar en platta, åtmin- stone en rad av enheter inuti plattan, åtminstone ett inlopp och åtminstone ett utlopp, varvid varje enhet innehåller en plan yta mittemot en kanalbildande yta, och enheterna alternerar i raden av enheter, så att en plan yta är belägen intill en kanalbildande yta i samma rad, och kanalplattan utgör en del och enheternas rader är integrerade i plattan, eller kanalplattan är delad på mitten och utgör två delar som motsvarar varandra och som sammantagna bildar kanalplattans kanal, eller kanalplattan utgör en ram och två formade plåtar eller två pressade plåtar, vilken ram och två formade plåtar eller två pressade plåtar sammantagna bildar kanalplattans kanal.

Kanalplattan enligt föreliggande uppfinning kan även innefatta åtminstone en vändbox, varvid vändboxen utgör ett utrymme eller ett rum mellan två närbelägna rader av enheter i kanalplattan och en inre sida av kanalplattan, vilken våndbox möjliggör kommunikation mellan de två närbelägna raderna av enheter, så att fluider kan flöda från en rad till den andra i den våndboxens utrymme eller rum.

Föreliggande uppfinning avser även en alternativ kanalplatta, vilken kanalplatta innefattar åtminstone två rader av enheter, varvid varje enhet har en plan yta mittemot en kanalbildande yta, och att enheterna alternerari 10 15 20 25 30 534 745 varje rad, så att en plan yta är belägen intill en kanalbildande yta i samma rad, åtminstone en vändbox, åtminstone ett inlopp och åtminstone ett utlopp, varvid vändboxen utgör ett utrymme eller ett rum mellan två närbelägna rader av enheter i kanalplattan och en inre sida av kanalplattan, vilken vändbox möjliggör kommunikation mellan de två närbelägna raderna av enheter, så att fluider kan flöda från en rad till den andra i den vändboxens utrymme. Kanalplattan enligt uppfinningen kan utgöra en del och enheternas rader är integrerade i plattan, eller också kan kanalplattan vara delad på mitten och utgöra två delar som motsvarar varandra och som sammantagna bildar kanalplattans processkanal, eller också utgör kanalplattan en ram och två formade plåtar eller två pressade plåtar, vilken ram och två formade plåtar eller två pressade plåtar sammantagna bildar kanalplattans prooesskanal.

Kanalplattan enligt uppfinningen kan även innefatta ett antal rader av enheter, ett antal vändboxar. Genom användning av vändboxar är det möjligt att skapa ett verkligt tredimensionellt flöde för att tillhandahålla en förbättrad blandning och förbättrad värmeöverföring mellan mediaplattan och kanalplattan. Genom användningen av kanalplattan kan höga blandningsförhållanden skapas och en snäv fördelning av uppehållstiden kan erhållas.

Föreliggande uppfinning avser vidare en flödessektion, vilken flödessektion innefattar en kanalplatta, barriärplattor eller mediaplattor eller kombinationer av barriärplattor och mediaplattor. Kanalplattan kan vara arrangerad mellan två barriärplattor, vilka barriärplattor tätar en kanal skapad av kanalplattan och de två barriärplattorna. Flödessektionen kan även innefatta en kanal- platta, arrangerad mellan två mediaplattor som har turbulatorinsatser, vilka mediaplattor tätar en kanal skapad av kanalplattan och de två media- plattorna, eller också kan flödessektionen innefatta en kanalplatta, 10 15 20 25 534 745 arrangerad mellan en barriärplatta och en mediaplatta, vilken tätar en kanal skapad av kanalplattan och de två plattorna. Flödessektionen kan även innefatta, att två kanalplattor har ett membran eller har ett filter anbringat mellan de två kanalplattorna. Flödessektionen innefattar även, att de två kanalplattorna finns mellan två barriärplattor, vilka tätar kanaler skapade av kanalplattorna och de två barriärplattorna, eller vari de två kanalplattorna är arrangerade mellan två mediaplattor som har turbulatorinsatser eller kom- binationer av barriärplattor och mediaplattor.

Flödessektionen kan även innefatta packningar, vilka packningar tätar de olika plattorna från läckage. Packningen kan utgöra en plan plåt eller flerskikts plåt av ett lämpligt material, varvid exempel på sådana material kan vara flerskikts expanderad polytetrafluoreten (ePTFE), polytetra- fluoreten (PTFE), (PEEK), polypropen (PP) etc. Packningens material kan utgöras av ett mjukt material, såsom mjuk PEEK, PP, PTFE etc. eller \fiton®, Teflon®, Kalrez® etc. perfluorelaster eller fluorelaster, polyetereterketon Flödessektionens packningar kan ha ett mönster som motsvarar de plana ytorna av enheterna av raderna av enheter. Mediaplattornas turbulatorinsats kan ha ett mönster som motsvarar de plana ytorna av enheterna av raderna av enheter, eller också kan både packningarna och mediaplattornas turbulatorinsats ha mönster som motsvarar de plana ytorna av enheterna av raderna av enheter. Genom detta kan flödet av medier eller flödet av fluider, i den skapade kanalen, ej ha någon kontakt med packningens plana sidor och liten eller minimerad kontakt med någon av packningarnas kanter, och varje turbulatorinsats kan tillhandahålla ett stöd för de plana sidorna av kanalplattans rad av enheter. 10 15 20 25 30 534 745 Föreliggande uppfinning avser även en plant utformad kontinuerlig flödesmodul, exempelvis en plattreaktor, som innefattar olika plattor eller sektioner, varvid en eller flera kanalplattor är staplade med mediaplattor, barriärplattor, eller Flödesmodulen kan innefatta en stapel av flödessektioner, och flödes- modulen kan ha åtminstone ett inlopp för processfluider och åtminstone ett utlopp för processprodukter. Ett inlopp kan vara anslutet till den första kanalplattan och ett utlopp kan vara anslutet till den sista kanalplattan.

Processkanalen värmeväxlarplattor en eller flera flödessektioner. kan vara ansluten parallellt, eller också kan processkanalen vara ansluten i serie, eller både och, kanalen kan vara ansluten externt, eller också kan kanalen vara ansluten internt, varvid kanalen företrädesvis är ansluten externt mellan olika kanalplattor. Ett exempel på ett sådant arrangemang kan vara, att två kanaler för två kanalplattor är anslutna parallellt med varandra och kanalerna kombineras i en kanal för en tredje kanalplatta, vilken tredje kanalplatta är ansluten i serie med de första två plattorna. Ett sådant arrangemang kan vara lämpligt för en tvåstegsreaktion, varvid reaktanterna framställs i de första två kanal- plattorna och en andra reaktion äger rum i den tredje kanalplattan. Natur- ligtvis kan vilka som helst kombinationer av anslutningar mellan kanaler vara utformade för olika reaktioner, för enstegsreaktioner eller flerstegs- reaktioner enligt föreliggande uppfinning. Interna och/eller externa ledningar sammanbinder mediaplattorna och mediaplattorna är anslutna i serie eller parallellt, eller både och, med varandra.

Flödesmodulen kan även innefatta en spännanordning, vilken kan vara ansluten till flödesmodulen, varvid spännanordningen innefattar två ändplattor, skivfjädrar, kolvar och dragstänger, varvid staplar av skivtjädrar är trädda på kolvarna och är arrangerade som ett nät av fjädrar, varvid ett eller flera nät av fjädrar innefattas i flödesmodulen, åtminstone ett nät av fjädrar stöds på en av ändplattorna för att fördela spännkrafterna på en eller 10 15 20 25 30 534 'P45 flera flödessektioner eller en eller flera kanalplattor, vilka flödessektioner är placerade mellan de två ändplattorna, och varvid kolvarna leds genom hål i ändplattorna som har arrangemanget av nätet av fjädrar. Flödesmodulen kan innefatta hydrauliska verktyg, såsom hydrauliska cylindrar eller hydrauliska aktuatorer. De hydrauliska verktygen kan tillhandahålla medel för öppning och stängning av flödesmodulen och/eller de kan tillhandahålla tryck på flödesmodulens plattor för att säkerställa en tät tätning av flödesmodulen.

Kanalplattans rader av enheter är belägna intill varandra och varje enhet har en plan yta och en kanalbildande yta och den plana ytan är belägen mitt- emot den kanalbildande ytan. Den kanalbildande ytan enligt uppfinningen kan väljas från en krökt konvex yta, trapetsformad yta, rektangulär yta, kvadratisk yta, triangulär yta, och enheternas rader kan ha alla kanalbildande ytor valda från samma typ av yta, eller också kan de kanalbildande ytorna av raderna av enheter utgöra en eller flera kombinationer av krökta konvexa ytor, rektangulära ytor, kvadratiska ytor och triangulära ytor. Avsikten med kanalens form i varje kanalplatta är att förbättra blandningen eller värmeöverföringsprestandan i var och en av kanalplattoma. Sålunda kan bättre anpassade totala processkrav erhållas, tex för varje enskild reaktion. Kanalplattorna i en flödesmodul kan alla vara lika, eller också kan alla vara olika beroende på processkraven.

Den plana ytan och enheternas kanalbildande yta alternerar i raderna, vilket möjliggör för ett flöde av fluider eller medier att passera enheterna inom raden, då kanalplattan monteras i flödessektionen eller mellan barriär- plattorna. Enheternas plana ytor tillåter att en barriärplatta eller en mediaplatta monteras med en packning på ett sådant sätt, att kanalen kan tätas och läckage kan undvikas. De plana ytorna kan vara arrangerade antingen i rader eller alternerande. Företrådesvis är de plana ytorna 10 15 20 25 30 534 745 arrangerade i rader. Då de plana ytorna är arrangerade i rader är det möjligt att stödja enheternas rader med turbulatorinsatsen för mediaplattan, varvid detta möjliggör att höga tryck kan anbringas på kanalplattan och att läckage kan undvikas. Kanalen börjar med ett inlopp och kanalen fortsätter genom enheterna genom kanalplattan och kanalen slutar med ett utlopp i den sista raden av enheter. Processkanalen såväl som mediaplattornas mediaflöde kan vara anslutna parallellt eller vara anslutna i serie, eller både och, mellan två eller flera flödessektioner. Anslutningarna mellan flödessektionerna kan vara externa eller interna. Företrädesvis är kanalplattornas kanaler anslutna externt. interna och/eller externa ledningar sammanbinder flödes- sektionernas mediaplattor och mediaplattorna är anslutna i serie eller parallellt, eller både och, med varandra. lnloppen och utloppen för mediaplattorna kan ha portar för termoelement, resistanstermometrar etc.

Kanalplattan kan ha ett antal portar, vilka är anslutna till kanalen eller vändboxarna inuti plattan. Portarna kan vara arrangerade på en eller på två sidor, eller på tre sidor, eller på alla sidor av kanalplattan. Detta betyder, att portarna är arrangerade på åtminstone en sida av kanalplattan. Portarna är antingen pluggade eller försedda med olika utrustningar, eller också utgör portarna kombinationer av pluggade och utrustade portar, vilken utrustning förs in genom portarna till kanalen eller till vändboxarnas tomma utrymme och kan vara arrangerad var som helst på kanalplattan. Utrustningen som kan föras in genom portarna till kanalen eller vändboxarna kan väljas från gruppen bestående av inlopp för reaktanter, inlopp för ytterligare fluider, utlopp för processfluider, utlopp för mellanprodukter som skall matas in i kanalen vid ett senare stadium, utlopp för testprover, injektionsmunstycken, inloppsdispergerare, säkerhetsanordningar för tryckutjämning momentant eller kontrollerat, resistanstermometrar. sensorenheter, termoelement, Portarna kan ha medel för injektion av fluider, reaktanter etc, såsom till exempel ett munstycke som kan föra in ytterligare fluider, fluider för 10 15 20 25 30 534 'Pfílfi àterblandning, fluider för återdispergering etc. vid ett valt läge för kanalen.

Läget kan vara var som helst, vilket betyder, att införseln av fluider kan föreligga vid ett inlopp på kanalplattan, eller var som helst på Kanalplattan, eller på en andra platta etc. i en flödesmodul. En blandning eller en dispersion behöver ibland återblandas eller àterdispergeras efter någon hålltid eller efter ett gått igenom en kanalplatta. Då kan det åter vara lämpligt att injicera blandningen eller dispersionen i kanalen, vilket kan genomföras mellan ett utlopp för en platta och ett inlopp för nästa platta, och injektionen kan genomföras med vilket som helst slag av lämpligt munstycke. Munstyckena, vilka sätts in i portarna eller inloppen, kan väljas från vilket som helst lämpligt munstycke, och exempel på munstycken är injektionsmunstycken, dispersionsmunstycken, återdispersionsmunstycken, återblandningsmunstycken, koaxialmunstycken, rörmunstycken etc. Ett koaxialmunstycke kan definieras som ett munstycke med två eller flera rör arrangerade inuti varandra, så att ett större rör som har en stor radie omger ett mindre rör som har en mindre radie. Då ett sådant munstycke används, kan två eller flera fluider blandas eller bilda dispersioner. Ett återblandningsmunstycke kan utgöra ett rörmunstycke som har ett hål med ett munstyckshuvud, och hålet har en mindre radie än röret. Munstycket kan utgöra ett dispersionsmunstycke, vilket kan ha ett eller flera hål vid utloppet för dispersionsmunstycket, och hålen kan vara arrangerade i koncentriska cirklar, eller också kan hålen vara arrangerade i andra lämpliga mönster.

Kanalplattan kan innefatta ett inlopp för processflöde och ett andra inlopp, vilket kan utgöra ett inlopp för dispersionsflöde eller ett injektionsinlopp, vid kanalplattans inloppsdel, varvid inloppet för processflöde och det andra inloppet kan kombineras, och kanalen kan bilda en rak del före den första enheten i den första raden av enheter. Den raka delen av kanalen kan även sluta vid den första vändboxen. Det andra inloppet kan ha medel för injektion av fluider, reaktanter etc., såsom till exempel ett munstycke som 10 15 20 25 534 'P45 kan föra in ytterligare fluider. Munstycket kan väljas fràn vilken som helst lämplig typ av munstycken och kan sättas in vid den raka delen som bildar en dispersionszon för införsel eller injicering av material eller substanser i en processfluid. lnloppen för fluider kan även kombineras innan de släpps ut i kanalplattans kanal. Enligt detta alternativ är det inte nödvändigt att ha ett inlopp för processflöde och ett annat inlopp för injektion av fluider etc.

Sålunda är det med kombinerade inlopp utanför kanalplattan möjligt att endast använda inloppet för processflöde.

Vid produktion av fina dispersioner i flödet genom införsel av en icke blandbar vätska på ett kontrollerat sätt och i enlighet med en säker metod vid hög hastighet i processflödet i kanalen är det kritiskt, att munstycket har en adekvat utformning. Det utformade munstycket kan utgöra en dispergerare eller en injektor. Munstycket kan inpassas i kanalplattans andra inloppsport. En eller flera icke blandbara vätskefaser kan samtidigt matas genom munstycket. Det utformade munstycket kan utgöra en dispergerare som har ett munstycke i form av ett slutet rör med en enskild hålarea i den slutna änden som har en hâldiameter (D), eller där flera n hål föreligger, varvid en diameter (D) motsvaras av den totala arean för hålet dividerat med antalet hål n för munstycket, vilken lämpligen är större än längden eller djupet (T) för hålet i munstycket. Förhållandet kan eventuellt väljas så, att hålets längd är mycket mindre än hålets diameter (T< dispergeraren är i användning kommer smådroppar att sprejas ut från dispergeraren och skapa en kon av droppar i processflödet. Storleken av de droppar som skapas är beroende av tryckskillnaden vid själva utloppet för munstycket och trycket i kammaren. Om hålets längd (T) är stor, så kommer det att vara mycket svårt att skapa det önskade trycktillståndet vid den punkten. 10 15 20 25 30 534 745 10 För munstycken med liten storlek kommer längden (T) och diametern (D) att vara mycket liten och en tillverkningsbegränsning kommer att uppträda. En fördelaktig metod att göra ett sådant munstycke är exempelvis att använda etsning, laserborrning eller mikroborrning pà en tunn platta, vilken därefter orbitalsvetsas med laser eller med elektronstråle på ett rör. Ett munstycke kan producera smådroppar och droppstorleken kommer att bero på flödet och det valda munstyckets diameter. För att öka flödet genom ett munstycke är det möjligt att göra ett större hål eller att göra fler hål genom munstycket. Genom användning av många små hål i stället för ett stort hål är det möjligt att skapa mindre droppar. För att säkerställa att samma trycktillstånd föreligger i varje hål, är det fördelaktigt att arrangera hålet axisymmetriskt relativt huvudaxeln för det rör, på vilket munstycket orbitalsvetsas. Det kan finnas åtskilliga rader av hål belägna på koncen- trlska cirklar. Hålstorleken kan väljas i enlighet med flödeshastigheterna för den koncentriska cirkelns radie eller viskositeten för fluiderna som passerar ut från hålet. Sprejningen av material ut från munstycket kan vara kontinuerlig, i en pulsmod eller sprejas i intervall särskilt anpassade till tillämpningen eller processen för den universella flödesmodulen.

En pump kan vara ansluten för tillförsel av och för att trycksätta fluiden till munstycket. Fluiden kommer att sprejas ut från munstycket i en konform.

Pumpen kan antingen kontinuerligt pumpa fluider till munstycket eller mata munstycket i en pulsmod. Pulserna kan exempelvis genereras genom styming av pumpens arbetscykel eller med en ventil i matarledningen till munstycket. Pumpen regleras lämpligen för att vidmakthålla en given trycknivå. Om munstycket matas i pulsmod, kan det vara viktigt, att volymen mellan munstycke och pulseringsventil ej förändras med trycket. Ventilens driftcykel, d v s den öppna tiden, är mindre än eller lika med 100 % av den totala periodtiden och är få 0 %, och kan styras för att tillhandahålla en given strömningshastighet, vilken visas nedan. 10 15 20 25 534 745 11 Periodtid 5V = öppen OV = stängd 4:) Oppentid Driftcykel = Öppentid/Periodtid Munstycket kan drivas under pulsade eller opulsade moder, och används för att framställa fluidsprejer vid en given genomsnittlig strömningshastighet.

Munstyckets storlek är vald för att tillhandahålla en tillräcklig strömnings- hastighet vid tillgängligt tryck och trycknivån kan ställas in för att tillhanda- hålla en viss droppstorlek. Detta betyder, att droppstorleken kan justeras genom förändring av pumptrycket vid en konstant strömningshastighet.

Pumphastigheten kan eventuellt styras för att tillhandahålla en bestämd strömningshastighet genom den öppna ventilen, d v s opulsad mod.

Kanalplattans plana ytor är företrädesvis arrangerade i parallella rader vinkelrätt mot kanalen, och radernas plana ytor kommer att stödja barriärplattorna eller mediaplattoma pà båda sidor av kanalplattan.

Barriärplattan kan vara en separat platta eller integrerad antingen med kanalplattan eller integrerad med mediaplattan. En eller två värmeväxlar- plattor kan vara anslutna till kanalplattan och värmeväxlarplattan kan vara ett värmeöverföringselement, icke av fluidtyp, eller ett peltierelement.

Barriärplattoma kan vara lödda vid kanalplattan, vilket tillhandahåller ett arrangemang av sandwichtyp, eller också kan kanalplattan vara lödd vid mediaplattan enligt ett annat alternativ. Barriärplattorna kan vara 10 15 20 25 30 534 7115 12 arrangerade i enlighet med vilken som helst lämplig metod vid kanalplattan eller vid mediaplattan. Som tidigare nämnts kan kanalplattan ha en eller två barriärplattor, arrangerade på en eller på båda plana sidor av kanalplattan, vilka barriärplattor tätar processkanalen. Barriärplattorna kan som tidigare nämnt tätas med packningar mot kanalplattan. Väggarna eller barriär- plattorna kan eventuellt bestå av ett värmeledande material, vilket gör det möjligt att låta en kylande eller värmande fluid passera utanför kanalen. En eller flera av barriärplattorna kan bestå av ett isolerande material för tillämpningar av kanalplattor, vari särskilda temperaturkrav behöver upp- fyllas. Barriärplattornas material kan alternativt bestå av ett membran av en lämplig porstorlek för att låta en bildad produkt eller bildade produkter passera membranet eller för processfluider eller ytterligare material tillsättas genom membranet i kanalplattans kanal. En barriärplatta kan även bestå av ett filtermaterial. Kombinationer av barriärplattor av olika material kan även vara möjliga. Enligt ett alternativ kan åtminstone en av barriärplattorna innehålla ett fast värmeledande material, ett isolermaterial eller ett membranmaterial. Enligt ett alternativ kan två kanalplattor vara placerade på båda sidor av ett membran. Sålunda kommer en kanalplatta att transportera produkter och den andra kanalplattan processflödet.

Betydelsefulla funktioner för kanalplattan och utrustningen som omger kanalplattan är flexibilitet och lätt åtkomst. Därför kan kanalplattan anpassas för att möjliggöra olika operationer, såsom exempelvis filtrering, separa- tioner genom membran, blandning o s v. Kanalplattan kan eventuellt vara belagd med en eller flera katalysatorer eller ha en utformning, vilken möjliggör blandning eller skapande av ett pluggflöde.

Kanalplattan kan enligt ett alternativ tillverkas i form av ett stycke, så att enheternas rader är integrerade i plattan. Kanalplattans storlek eller form kan vara av vilken som helst lämplig utformning som bildar en flödeskanal i en flödesmodul eller en reaktor. Kanalplattans material kan utgöras av 10 15 20 25 30 534 'N15 13 rostfritt stål, järnbaserade legeringar, nickelbaserade legeringar, titan, titanlegeringar, tantal, zirkonium, zirkoniumlegeringar, glas, kvarts, graflt, armerad graflt, Hasteloy eller vilket som helst annat material som är motståndskraftigt mot tantailegeringar, molybdenbaserade legeringar, processmedierna. Andra lämpliga material för kanalplattan är special- material, såsom plastmaterial såsom PEEK (polyetereterketon), PPS (poly- fenylensulfid), PTFE (polytetrafluoreten), perfluorelaster eller fluorelaster, PP (polypropen) etc. eller kombinationer därav.

Enligt ett alternativ kan kanalplattan vara utformad genom att plattan är delad på mitten, så att kanalens komplexa struktur kan förenklas och tillverkas på ett enklare sätt. Kanalplattan kan sålunda vara delad i två delar, varvid delarna består av kvadratiskt formade element som har kvadratiska öppningar, och öppningar i den kanalbildande ytan. De två delarna kommer att utgöra komplement till varandra och sammantagna kommer de att bilda kanalen. Mellan de två delarna kan en packning eventuellt täta den tvådelade kanalplattans kanal.

Uppfinningen avser vidare en annan alternativ kanalplatta, vilken består av två formade plåtar eller två pressade plåtar och en reaktorplatta eller flödesplatta, vilken platta har packningar på varje plan sida, på vilken de två formade plàtarna eller de tvâ pressade plàtarna är monterade.

Kanalplattans kanal kan eventuellt innefatta ett antal rader av enheter som bildar en spiralbana i arrangemanget av enheter. Sålunda utvecklas en tredimensionell flödesriktning för flödet av fluider i kanalen för varje kanalplatta. Fluiderna som passerar den "tredimensionella" kanalen kan utgöra rena vätskor, bladningar av vätskor, icke blandbara vätskor, vätskor med partiklar eller vätskor med upplöst eller fri gas. 10 15 20 25 534 745 14 Mediaplattorna enligt uppfinningen kan ha en kammare för kanalplattan och även en kammare för turbulatorinsatsen och för värmeväxlarfluiderna.

Mediaplattan eller värmeväxlarplattan utgör värmeväxlardelen av en flödes- sektion, vilken kan innefatta åtminstone en mediaplatta och en kanalplatta.

Kanalplattan kan enligt ett alternativ sättas in i mediaplattans kammare.

Enligt ett annat alternativ kan en kanalplatta sättas in mellan två media- plattor. Kanalplattan kan vara arrangerad inom ett utrymme som skapas genom två komplementära kammare hos de två mediaplattorna. Kammaren hos en mediaplatta kan omge hela kanalplattan eller endast en del av Kanalplattan, lämnande alla injektionsportar och portar fria. Mediaplattans kammare är ett utrymme som kan utgöra en förlängd fyrkant, vari kanalplattan kan vara placerad eller integrerad. Turbulatorinsatsen för mediaplattan kan eventuellt lameller.

Turbulatorinsatsen kan även utgöra ett metallskum. lnloppen eller utloppen för mediaplattorna och/eller för kanalplattorna kan eventuellt ha infogade termoelement. ha anbringade vingar eller Mediaplattan kan eventuellt utgöra en sektionerad värmeväxlarplatta, så som den som beskrivs i WO 2008/076039.

Spännsystemet enligt uppfinningen är anslutet till flödesmodulen för reglering av de krafter som anbringas på flödesmodulen och sålunda även trycket i modulen. Sådana spännsystem kan påträffas i WO 2008/066447 eller i SE 0801181-9. Spännsystemet kan innefatta två ändplattor, skiv- fjädrar och dragstänger. Staplar av skivfiädrar kan vara arrangerade som ett första nät av fjädrar på en av de två ändplattorna, och skivtjädrarna kan stödjas på denna första ändplatta. Mellan de två ändplattorna kan en eller flera flödessektioner vara placerade. På den motsatta ändplattan, den andra ändplattan, kan ytterligare staplar av skivfiädrar vara placerade som ett andra nät av fjädrar. Nät av skivfiädrar kan även vara placerade mellan flödessektioner. Dragstänger kan förbinda de två ändplattorna för att fördela 10 15 20 25 30 534 745 15 spännkrafter till staplarna av skivfjädrar, då spännsystemet befinner sig i en sluten position.

För att täta flödesmodulen eller reaktorn ordentligt, måste spännkrafterna föreligga inom ett korrekt område. Fjäderarrangemanget, d vs ett nät av tjäderstaplar, fördelar fjäderkraften pà en stapel av plattor för en flödes- modul, såsom en plattreaktor. Flödesmodulen inbegriper en eller flera lager av hopstaplade plattor. Fjäderkraften F är en funktion av fjäderlängden L.

Fjäderlängden kommer att variera inom området från Lma, till Lmin, där Lmax definieras som den fria längden vid obelastad fjäder och Lmi., definieras som fjäderlängden vid maximal kompression. Den maximala kraften Fma, definieras som tjäderkraften vid maximal kompression av fjädern, och fiäderkraften kommer därför att variera mellan 0 och Fmax. Fjäderkraften Fx, vilken motsvarar LX, måste vara större än kraften F1 för att säkerställa, att inget läckage kommer att uppträda men fjäderkraften bör inte vara större än kraften F2 för att inte riskera permanenta deformationer. F1 och Fz motsvarar fjäderlängderna L1 respektive L; och L1 < L, < Lz. Genom användning av fjädrar eller staplar av fjädrar med en adekvat kraftkompressionskurva, kan ett tillräckligt arbetsområde L; till L1 uppnås. Området Lz till L, måste vara större än andra geometriska avvikelser från tillverkning, montering och drift.

Sådana avvikelser kan exempelvis vara tillverkningstoleranser i planhet och tjocklek, eller deformationer härrörande från krafter vid montering eller formförändringar till följd av värmeutvidgning eller materialkrypning vid drift.

Flödesmodulen enligt uppfinningen kan eventuellt innefatta tryckutjämnings- anordningar, vilka tryckutjämningsanordningar eventuellt kan vara anslutna till vilket som helst antal portar, injektionsportar eller till ett inlopp för flödeskanalerna, ett utlopp för flödeskanalerna, eller till anslutningar mellan flödessektionerna. Tryckutjämningsanordningarna kan vara passiva eller aktiva. En passiv tryckutjämningsanordning kan utgöra ett sprängbleck, men 10 15 20 25 534 745 16 vilken som helst lämplig passiv tryckutjämningsanordning kan användas. En aktiv tryckutjämningsanordning kan utgöra vilket som helst antal injektionsenheter för ”quenchning” av material eller substanser, vilka eventuellt kan agera på kommando från en dator, utrustad med ett övervaknings- och styrprogram. En annan aktiv tryckutjämningsanordning kan utgöra en flödesreglerande anordning av värmeväxlarfluider, vilken eventuellt också kan agera på kommando från en dator, utrustad med ett övervaknings- och styrprogram. Ytterligare en annan aktiv tryckutjämnings- anordning kan vara en flödesreglerande anordning för processmaterial eller för tillsatt material, vilken eventuellt också kan agera pà kommando från en dator, utrustad med ett övervaknings- och styrprogram.

Materialet eller materialen för de olika delama av flödesmodulen kan väljas från rostfritt stål, järnbaserade legeringar, nickelbaserade legeringar, titan, titanlegeringar, tantal, tantallegeringar, molybdenbaserade legeringar, zirkonium, zirkoniumlegeringar, Hastalloy, glas, kvarts, graflt, armerad grafit, PEEK, PP, PTFE etc. eller kombinationer därav. l det följande kommer uppfinningen att förklaras genom användning av figurerna 1 till 25. Figurerna tillhandahålls för syftet demonstration av uppfin- ningen och avser ej att begränsa dess omfång.

Kortfattad beskrivning av ritningarng Figur 1 visar rader av enheter enligt uppfinningen.

Figur 2 visar en kanalplatta enligt föreliggande uppfinning.

Figur 3 visar kanalplattan enligt figur 2 som har ett snitt genom ett område som visar kanalen och portarna enligt uppfinningen.

Figur 4 visar ett tvärsnitt av kanalplattan enligt föreliggande uppfinning. 10 15 20 25 30 Figur 5 Figur 6 Figur 7 Figur 8 Figur 9 Figur 10 Figur 11 Figur 12 Figur 13 Figur 14 Figur 15 Figur 16 Figur 17 Figur 18 Figur 19 Figur 20 Figur 21 Figur 22 534 745 17 visar en del av en kanalplatta som har vändboxar vid slutet och vid början av varje rad av enheter. visar ett tvärsnitt och en sidovy av en kanalplatta enligt uppfinningen. visar en alternativ kanalplatta. visar kanalen för den monterade kanalplattan enligt figur 7. visar en annan alternativ kanalplatta enligt föreliggande uppfinning. visar den monterade kanalplattan enligt figur 9. visar en annan version av kanalplattan. visar den monterade kanalplattan enligt figur 11. visar en kanalplatta infogad mellan två mediaplattor. visar hur kanalplattan är arrangerad mellan två mediaplattor enligt ett alternativ av uppfinningen. visar en mediaplatta och hur en turbulator är arrangerad i mediaplattan. visar en monterad flödesmodul uppfinningen. enligt ett alternativ av visar en monterad flödesmodul enligt uppfinningen som har en ram, vilken innefattar två dragstänger och två ändplattor, vilken ram håller kanalplattorna och mediaplattorna på plats med hjälp av hydrauliska cylindrar. visar en monterad flödesmodul enligt ett annat alternativ av uppfinningen, varvid båda ändplattor är arrangerade med nät av fjädrar. visar en monterad flödesmodul som har en sektionslinje B - B. visar sektion B - B och hur flödessektionen inpassas i position. visar sektion B - B med flödessektionen arrangerad mellan två dragstänger. visar tre exempel på kanalbildande ytor enligt uppfinningen. 10 15 20 25 534 ?¿l5 18 Figur 23 är en graf som visar uppehållstidsfördelningarna (RTD) enligt exempel 1.

Figur 24 är en graf som visar droppstorleksfördelningarna enligt exempel 2.

Figur 25 är en graf som visar en temperaturprofil för en enskild flödessektion enligt exempel 3.

Detalierad beskrivning av ritningarna Figur 1 visar några få rader av enheter 1 enligt ett alternativ av uppfinningen. I denna figur alternerar enheterna, så att det yttre mönstret antingen är plant 2 eller krökt 3 med varje plan 2 yta som har fyra intilliggande omgivande krökta ytor 3 och vice versa. l figur 2 är raden av enheter för kanalplatta 4 arrangerad i ett annat mönster än i figur 1.

Enheternas rader är uppradade, så att de bildar ett symmetriskt parallellt mönster, där rader av plana ytor 2 i Y-riktningen har rader av intilliggande rader av krökta ytor 3 även de i Y-riktningen. Enheterna bildar en kanal i X- riktningen mellan de krökta ytorna 3, på så sätt att enheternas rader enligt uppfinningen är uppradade i X-riktningen i denna figur. Figur 3 visar kanalplattan 4 enligt figur 2 som har en utskuren sektion 5 som visar kanal 6 och portar 7 enligt uppfinningen. Figur 3 såväl som figur 2 visar vändboxar 8, vilka visas på en av kanalplattans sidor. Om kanalplattan vänds, kommer vändboxarna enligt detta alternativ att uppträda på den motsatta sidan av kanalplattan. Sålunda är vändboxarna 8 uppradade i Y-riktningen pà båda sidor av kanalplattan. Det skapade utrymmet för vändboxarna 8 definieras som utrymmet mellan två rader av enheter och den inre sidan 8a av kanalplattan. Vägg 8b utgör en vägg mellan två rader av enheter.

Kanalinlopp 9 visas i figuren, varvid detta inlopp är avsett för processflödet av fluider. Kanalinloppet 9 kombineras med injektionsport 10 för att bilda en 10 15 20 25 30 534 745 19 rak kanaldel 11 för blandning av processflödet med injicerade reaktanter eller andra injicerade fluider.

Figur 4 visar ett tvärsnitt av kanalplattan enligt föreliggande uppfinning, varvid denna figur visar, att vändboxarna 8 är arrangerade på båda sidor av kanalplattan. Figuren visar även portar 12 som går in i kanalen eller i utrymmet inuti vändboxen. l figur 4 visas det att i vändboxarna 8 har den vändande enheten 8c ett annat tvärsnitt än det som radernas enheter har.

Tvärsnittet för den vändande enheten 8c definieras som en P-sektion. I portarna 12 kan vilken som helst typ av utrustning sättas in, såsom inlopp för ytterligare reaktanter, inlopp för ytterligare fluider, utlopp för processfluider som skall testas, utlopp för mellanprodukter som antingen skall matas in i kanalen vid ett senare stadium eller skall recirkuleras eller isoleras, utlopp för testprover, injektionsmunstycken, inloppsdispergerare, säkerhetsanordningar för tryckutjämning momentant eller kontrollerat, sensorenheter, termoelement, resistanstermometrar etc.

Figur 5 visar en del av en kanalplatta som har vändboxarna 8 vid slutet och vid början av varje rad av enheter. Vändboxarna 8 har två kammare 13, där kanalen vrider från en rad av enheter till en annan. l figurerna 2 till 5 är det uppenbart, att enheterna bildar ett stycke, uppbyggt av åtskilliga enheter som bildar åtskilliga rader och att enheternas rader är integrerade i plattan. I dessa figurer är enheterna ej separata. l stället är de fusionerade, eller också är kanalplattan maskinbearbetad, gjuten, formad eller skuren eller laserskuren eller gnistbearbetad (EDM) från ett stycke av material.

Figur 6 visar ett tvärsnitt och en sidovy av en kanalplatta enligt uppfin- ningen. Figuren visar inloppet 9 och utlopp 14, och mellan inloppet och utloppet löper flödeskanalen 6 i X-riktningen. Kanalen löper upp och ner genom varje enhet genom varje rad 15, vilka rader 15 löper i X-riktningen i 10 15 20 25 30 534 745 20 denna figur. Figuren visar även, att kanalen innehåller åtskilliga rader av enheter staplade i Y-riktningen. På sidovyn visas portarna 12, varvid sidovyn visar, att en kanalplatta kan ha åtskilliga portar 12. På sidovyn visas även inloppet 9, injektionsporten 10 och utloppet 14.

Figur 7 visar en alternativ utformning av kanalplattan, varvid plattan innefattar två formade plåtar 16 eller två pressade plåtar 16 och en ram 17 som har väggar 18. Plåtarna 16 är placerade i motsatt riktning i ramen 17 och skapar sålunda en kanal tillsammans med väggarna 18. Två packningar 19 på båda sidor av ramen 17 tätar kanalplattan. I figur 7 visas inlopp 20, men utloppet visas ej i figuren. Figur 8 visar kanal 21 för den monterade kanalplattan enligt figur 7, varvid figuren även visar hur inloppet 20 är förbundet med kanalen 21.

Figur 9 visar en annan alternativ kanalplatta enligt föreliggande uppfinning.

Enligt detta alternativ är kanalplattan delad på mitten i två halvor 22 och 23.

Halvan 22 passar i halvan 23 och en packning 24 tätar kanalplattan enligt denna version av uppfinningen. En inloppsport 25 för processfluider visas i figuren, men utloppet visas ej i figuren. l figur 10 är de två halvorna 22 och 23 monterade och en kanal 26 skapas mellan halvorna 22 och 23. Figur 11 visar en annan version av kanalplattan, vilken är delad på mitten. Enligt denna version är två barriärplattor 27 integrerade med halvorna 22 och 23.

Figur 12 visar hur kanalen 26 tätas utåt genom barriärplattorna 27.

Figur 13 visar en kanalplatta 28 infogad mellan två mediaplattor 29. Enligt detta alternativ tätar två barriärplattor 30 processkanal 31 från media- kanalerna 32 för mediaplattorna 29. Inuti medlakanalerna 32 finns värmeväxlarfluider som överför värmen till och från processfluiderna i processkanalen 31. Denna figur visar en alternativ form av en vändande enhet 33, vilken har ett tvärsnitt av en tre flärdedels cirkel som bildar en P- 10 15 20 25 30 534 745 21 sektion. Figuren visar även hur turbulatorinsats 34 för mediaplattan stödjer den plana sidan av en enhet av kanalplattan 28. Sålunda innefattar en mediaplatta 29 mediaflödeskanalerna 32, turbulatorinsatsen 34, barriärplattan 30, innefatta andra varvid mediaplattan även kan Portar 35 är processkanalen 31 och portarna kan utrustas med olika sensorer, munstycken o sv. O-ringar kan täta kanalplattan mot barriärplattorna 30, varvid O-ringarna kan vara placerade i spår 36 på båda sidor av kanalplattan 28. l spår 37 kan O-ringar täta mediaplattan 29 mot barriärplattorna 30. Utlopp eller inlopp 38a+b, vilka ej visas i figuren, för värmeväxlarfluider är placerade på utsidan av mediaplattorna 29. En port 38 för termoelement eller resistanstermometrar befinner sig i position vid inloppet eller utloppet för mediaflödet, så att temperaturen kan övervakas. komponenter som ej nämns här. förbundna med Figur 14 visar hur kanalplattan 28 är arrangerad mellan två mediaplattor 39 och 40. Kanalplattan 28 passar i kammare 41 i mediaplattan 39. Mellan den integrerade barriärplattan för kammaren 41 och kanalplattan 28 finns en packning 42 som tätar processkanalen mot den integrerade barriärplattan för kammaren 41. På den andra sidan av kanalplattan 28 finns även en kammare i mediaplattan 40, vilken ej visas i figuren, vilken kammare liknar kammaren 41 och därför passar kanalplattan 28. Packningen 42 har utskurna ytor som motsvarar kanalen för kanalplattan 28, så att mediet i kanalen inte är i kontakt med den plana ytan pà packningen 42 eller har liten eller minimerad kontakt med vilka som helst av packningens 42 kanter, då plattorna monteras. Figur 14 visar även anslutningsrör 43.

Anslutningsröret 43 förbinder mediaplattan 39 med mediaplattan 40, så att värmeväxlarfluiderna kan befordras mellan mediaplattan 39 och mediaplattan 40.

Figur 15 visar en mediaplatta enligt uppfinningen och hur en turbulator 44 är arrangerad i mediaplattan. l figur 15 är turbulatorn 44 integrerad i turbulator- 10 15 20 25 30 534 745 22 platta 45a, varvid turbulatorplattan 45a inpassas i kammarplatta 45b och tätas med en O-ring, vilken ej visas i figuren. Turbulatorinsatsen 44 kan även enligt ett alternativ inpassas i en kammare i en mediaplatta, varvid detta ej visas i figuren. Turbulatorn 44 har ett mönster i form av rader 46a som motsvarar kanalplattans plana rader, varvid kanalplattans plana rader ej visas i figur 15. Raderna 46a har lameller 46b för förbättring av turbulensen i flödet av värmeväxlarfluider och sålunda värmeöverföringen.

Lamellerna 46b är utformade för att även motsvara utformningen av kanalplattan, och lamellerna 46b tillhandahåller extra stöd för enheternas rader såväl som extra turbulens i värmeväxlarflödet. Det är viktigt, att kanalplattan stöds för att tillhandahålla gott kontakttryck på packningen, i synnerhet, då flödesmodulen arbetar under höga tryck. Genom denna utformning stödjer turbulatorn 44 kanalplattans rader av enheter. En kammarplatta 47 för en kanalplatta, vilken kanalplatta ej visas i figuren, monteras på en barriärplatta 48, då mediaplattan monteras. Barriärplatta 49 är en integrerad barriärplatta som har 50a och utloppskanaler 50b för värmeväxlarfluider integrerade i barriärplattan 49.

Inloppskanalen 50a och utloppskanalen 50b kan byta plats beroende på hur flödet av värmeväxlarfluider går. lnlopp 51 är förbundet med inloppskanalen 50a, varvid inloppet 51 även kan utgöra ett utlopp, då mediaflödet omkastas. Porthål 52 i plattorna tillhandahålls för transport av värmeväxlarfluider mellan plattorna. Förbindelserör 53 inpassas med en tätning i porthàlen 52 för säker transport av fluiderna. inloppskanaler Figur 16 visar monterade flödessektioner 54 enligt ett alternativ av uppfinningen. Flödessektionerna 54 är arrangerade i en ram 55 och mellan två dragstänger 56. Beroende på storlek, vikt och drifttryck kan flödesmodulen monteras på olika sätt. Exempelvis behöver en liten flödesmodul, vilken ej visas i figuren, ej en ram 55. l stället skulle användning av dragstänger ensam vara tillräcklig i en del tillämpningar. Om 10 15 20 25 30 534 745 23 ramen är redundant, så behöver dragstängerna skruvas samman och det finns ett behov för fler dragstänger än vad som visas i denna figur.

Figur 17 visar ett annat alternativ av uppfinningen, varvid ramen 55 håller flödessektionerna 54 på plats, vilket ej visas i detalj i denna figur. I denna figur hålls flödessektionerna 54 på plats av kraften från ett nät av fjädrar 57 och ändplatta 58. Enligt detta alternativ av uppfinningen är fördelningsplatta 59a och tryckplattor 60a och 60b placerade mellan två ändplattor 58 och 61, och flödessektionerna 54. Två distansblock 62 är placerade mellan ändplattan 61 och fördelningsplattan 59a. Distansblocken 62 befinner sig i sluten position i denna figur, vilket visas i figuren, där distansblocken 62 år placerade mellan ändplattan 61 och fördelningsplattan 59a, vilket ej är fallet, då distansblocket befinner sig i öppen position. Fördelningsplattan 59b är arrangerad mellan tryckplattan 60b och plattan 58 med nätet av fjädrar 57 mellan. Krafterna från hydrauliska cylindrar 63 kan utlösas, så att flödessektionerna 54 hålls på plats utan hjälp av de hydrauliska cylindrarna 63. Kraften på flödessektionerna 54 kan mätas genom mätning av avståndet mellan ändplattan 58 och hur långt kolvarna 64 har nått utanför ändplattan 58. De två ändplattorna 58 och 61 år positionerade så, att det avsedda antalet flödessektioner 54 kan sättas in mellan dem, då de befinner sig i öppen position. Avståndet mellan de två ändplattorna kan justeras genom val av antalet hylsor 65 och åtdragning av muttrarna 66 på varje dragstång 67.

Figur 18 visar en monterad flödesmodul enligt ett annat alternativ av uppfinningen, varvid var och en av de två ändplattorna 68a och 69a är arrangerade med nät av fjädrar 68b och 69b. l denna figur visas ej de hydrauliska verktygen, såsom hydrauliska cylindrar eller hydrauliska aktuatorer. l en del tillämpningar kan de hydrauliska verktygen avlägsnas.

Dragstänger 70a och 70b håller flödessektioner 71 på plats i horisontell 10 15 20 25 534 745 24 position, då flödesmodulen spänns fast. Figur 18 visar även hur kanalplattor 72 är arrangerade i flödessektionerna 71, varvid i denna vy porthålen på kanalplattorna 72 visas. Flödessektionerna 71 hålls även i position genom hållande medel 73, vilka hänger från en balk 74. portinstrumentering 75 med trycktransduktorer som ett exempel.

Figur 18 visar Figur 19 visar en sektionslinje B - B på en monterad flödesmodul med ram 76 och en flödessektion 71. Denna figur visar även två tryckplattor 77a och 77b. Hydrauliska verktyg 78a och 78b är arrangerade på båda sidor av flödessektionspaketet som har tryckplattorna 77a och 77b mellan flödessektionspaketet och de hydrauliska cylindrarna. Flödessektionen 71 är arrangerad i positioner vid tryckplattan 77a. Figurerna 20 och 21 utgör två vyer av sektion B - B som visar hur flödessektion 71 sätts i position i ramen 76. Figur 20 visar hur flödessektionen 71 inpassas på dragstång 79a.

Figuren visar även, att den övre, främre delen av flödessektionen 71 kan passera dragstång 79b och passa på plats mellan dragstången 79a och dragstången 79b. Medel 80 för montering av flödessektionen 71 i hängande position år arrangerade från balk 81, varvid i denna figur monteringsmedlen 80 är i form av krokar, men vilka som helst lämpliga medel kan anbringas och är lättrörliga genom rullanordning 82. Figur 21 visar flödessektionen 71 i hängande position mellan dragstängerna 79a och 79b medelst medlen för upphängning 80. Ett mellanrum 83 bildas sålunda mellan flödessektionen 71 och dragstången 79a, varvid genom detta arrangemang dragstången 79a e] är tungt belastad av paketet av flödessektioner 71 och endast krafter belasta dragstängerna 79a och 79b, eftersom vikten av paketet av flödessektioner 71 o s v kommer att ligga på balken 81 för ramen 76. Dragstängerna 79a och 79b håller sålunda flödessektionspaketet på plats i sidled. skapade genom ihopskruvning av modulen kommer att 10 15 20 25 534 745 25 Figur 22 visar tre exempel på rader av enheter som bildar processkanal 84.

Enheterna har plana ytor 85, vilka vrids mot barriärplattor 86 eller mediaplattor 86. Två kanalplattor kan ha ett membran 86 eller ett filter 86 mellan de två kanalplattorna, vilket ej visas i figuren, varvid de plana ytorna 85 vrids mot membranet 86 eller mot flltret 86. Exemplen enligt figur 22 illustrerar hur kanalbildande ytor 87 bildar kanalen 84 mellan plattorna 86. l denna figur representeras de kanalbildande ytorna 87 av krökta konvexa ytor i alternativ A, trapetsformade ytor i alternativ B och triangulära ytor i alternativ C. Enligt uppfinningen är alla lämpliga kanalbildande ytor inbegripna, så länge som processkanalen 84 erhåller de nödvändiga egenskaperna. l det följande kommer uppfinningen att illustreras genom användning av exemplen 1 till 3. Avsikten med exemplen är att illustrera prestanda för den universella flödesmodulen enligt uppfinningen och avser ej att begränsa dess uppfinningsomfång.

Exempel 1: Ugpehállstidsfördelningar (RTD) RTD tillhandahåller information beträffande den axiella makroblandnings- karakteristiken för en reaktor. Tolkning av RTD:n genom användning av en dispersionsmodell möjliggör att en uppskattning görs av approximationen till eller avvikelsen från ett pluggflöde. I detta exempel uppmäts RTD genom en stimulus-responsteknik. Optiska sonder positioneras vid inloppet och utloppet för processidan av en flödesplatta enligt uppfinningen och en puls av färgämne lnjiceras uppströms inloppssonden.

Figur 23 visar, att för varje flödeshastighet, vald i området som skall undersökas (10 - 100 l/tim), förändringen i absorption över tiden uppmäts, vilket typiskt resulterar i hundratals eller tusentals datapunkter som insamlas 10 15 20 25 534 745 26 över några få sekunder eller få minuter från varje sond (prob). Dessa data kan eventuellt blockmedelvärdesberäknas. RTD:n bestäms så från inlopps- och utloppsrespons genom dekonvolution av följande ekvation: utloppsrespons = (àldersfördelning för utloppet) x (inloppsrespons). Genom anpassning av en axiell dispersionsmodell till RTD:n uppmätt vid de valda flödeshastigheterna är det möjligt att beräkna Peclettalet (Pe) för varje flödeshastighet, vilket definieras av uL D , G Pe = där u utgör den genomsnittliga linjära flödeshastigheten, L är längden för flödeskanalen och Da är den axiella dispersionskoefficienten. För ett idealt pluggflöde är Pe _» oo och för ett idealt àterblandat flöde är Pe -> 0. Det betyder, att från en praktisk-teknisk synpunkt är Pe >> 1 för ett pluggflöde och Pe << 1 för ett fullt àterblandat flöde.

Betingelserna för en flödesglatta enligt uggfinningen utgiorde: Dimensionerna för flödeskanalen för reaktorplattan utgjorde: tvärsnitt 3,0 mm x 16 mm i genomsnitt, längd för flödeskanalen approximativt 6 m.

Strömningshastighet = 53 l/tim; volym injicerat färgämne = 1,0 ml; koncentration av injicerat färgämne = 0,26 g Nigrosinll.

Mätningarnas resultat sammanfattas i figur 23, vilken visar RTD:n insamlade för den ena flödesplattan. Det finns varken genvägar eller stillastående regioner, varvid det sålunda skapades ett pluggflöde i den testade flödeskanalen Figur 23 visar även, att formen för fördelningen av färgämnet är väsentligen lika vid inloppsproben som vid utloppsproben, vilket indikerar, att flödet i flödeskanalen kan betraktas som ett pluggflöde, vilket även bekräftas av Peclettalet. Peclettalet beräknat från dessa data z 800. 10 15 20 25 534 745 27 Exempel 2: Munstycken Ett antal olika injektions- eller dispersionsmunstycken testades i en reaktorplatta. Munstycket drevs under olika tryck och strömningshastigheter och isododekan injicerades i vatten för att bilda "olja-i-vattendispersionen". lnjektionstrycken utgjorde 2, 4, 6 respektive 8 bar, med tryck som ökades genom ökning av strömningshastigheten genom munstycket, så förhållandet dodekan/vatten är olika i varje test. Dropparnas storleksfördelningar utvärderades och valda resultat sammanfattas i figur 24 för ett munstycke med 10 förskjutna 140 mikron hål.

Tabell 1: Testbetingelser och beräknat dL Huvudflöde 50 I/tim.

Om Qm TVYCK Uppm. tryck du [Ks/tim] [l/fim] [bar] [bar] [Um] 11,32 15,03 2,00 2,01 21,949 15,81 20,99 4,00 4,02 18,720 19,07 25,34 6,00 6,03 14,694 23,58 31,32 8,00 8,00 16,899 Ett högre tryckfall reducerar storleken av de droppar som produceras av munstycket. Massöverföringshastigheterna är i en kemisk reaktion kraftigt beroende av gränssnittets ytarea mellan de två medierna och följaktligen stödjer reducerad droppstorlek snabbare reaktionshastigheter.

Exempel 3: Värmeöverförinq l detta experiment genomfördes värmeprofilen för processfluiden som förflyttade sig längs flödeskanalen för en enskild flödessektion. För enkelhetens skull användes vatten både i kanalplattan, processfluiderna och i mediaplattorna, mediafluiderna. Strömningshastigheten för process- 534 745 28 fluiderna utgjorde 25 l/tim och strömningshastigheten för mediafluiderna utgjorde 2000 l/tim. Temperaturen uppmättes vid olika tidpunkter och resultaten sammanfattas i en graf som visas i figur 25.

Föreliggande uppfinning definieras ytterligare av de oberoende patentkraven och de beroende patentkraven.

Claims (17)

10 15 20 25 30 534 P15 29 Patentkrav

1. Kanalplatta innefattande åtminstone två rader av enheter (1), åtminstone en vändbox (8), åtminstone ett inlopp (9, 20, 25) och åtminstone ett utlopp (14), varvid varje enhet har en plan yta (2, 85) mittemot en kanalbildande yta (3, 87), och att enheterna alternerar i varje rad, så att en plan yta är belägen intill en kanalbildande yta vilka kanalbildande ytor bildar en kanal (6, 21, 26, 31, 84) då kanalplattan är placerad i en flödesmodul, kännetecknad av att vändboxen (8) är arrangerad mellan två närbelägna rader av enheter (1) där vändboxen utgörs av två kammare (13) inom ett utrymme mellan två närbelägna rader av enheter (1) i kanalplattan och en inre sida (8a) av kanalplattan, vilka kammare (13) är delade av en vägg (8b), varvid vändboxen möjliggör ett tredimensionellt flöde som resulterar i en förbättrad blandning, och att fluider kan flöda från en första rad av enheter (1) till en andra rad av enheter (1) i vändbox (8).

2. Kanalplatta enligt krav 1, kännetecknad av att kanalplattan utgör en del och enheternas rader är integrerade i plattan, eller är kanalplattan delad pà mitten och utgör tvà delar, del (22) och del (23), som motsvarar varandra och som sammantagna bildar kanalplattans processkanal, eller kanalplattan utgör en ram (17) och två formade plåtar (16) eller två pressade plåtar (16), vilken ram och två formade plåtar eller två pressade plåtar sammantagna bildar kanalplattans processkanal (21).

3. Kanalplatta enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att den kanalbildande ytan (3, 87) i raden är vald från en krökt konvex yta. trapetsformad yta, rektangulär yta, kvadratisk yta, triangulär yta, och enheternas rader har alla kanalbildande ytor valda från samma kanalbildande typ av yta, eller också de kanalbildande ytorna av raderna av enheter utgör en eller flera kombinationer av krökta konvexa ytor, rektangulära ytor, kvadratiska ytor och triangulära ytor. 10 15 20 25 30 534 745 30

4. Kanalplatta enligt något av de föregående kraven, kännetecknad av att den plana ytan (2, 85) för varje enhet (1) i raden av enheter är arrangerad i parallella rader i Y-riktning vinkelrätt mot kanalplattans kanal (6, 21, 26, 31, 84) vilken kanal är bildad av enheternas kanalbildande ytor i X-riktning.

5. Kanalplatta enligt något av de föregående kraven, kännetecknad av att kanalplattan har ett antal portar (7, 12, 35), vilka är anslutna till kanal (6, 21, 26, 31, 84) eller till vändbox (8), portarna är arrangerade på åtminstone en sida av kanalplattan, portarna antingen är pluggade eller försedda med olika utrustningar, eller också är portarna kombinationer av pluggade och utrustade portar, vilken utrustning förs in genom portarna till kanalen eller till de vändande enheternas tomma utrymme.

6. Kanalplatta enligt något av de föregående kraven, kännetecknad av att de utrustade portarna (7, 12, 35) är försedda med en eller flera utrustningar valda från gruppen bestående av inlopp för reaktanter, inlopp för ytterligare fluider, utlopp för processfluider, utlopp för mellanprodukter som skall matas in i kanalen vid utlopp för testprover, inloppsdispergerare, säkerhetsanordningar för tryckutjämning momentant eller kontrollerat, sensorenheter, termoelement, resistanstermometrar, eller Gli Seflafe Stadium, munstycken valda från injektionsmunstycken, dispersionsmunstycken, àterdispersionsmunstycken, återblandningsmunstycken, koaxialmun- stycken, rörmunstycken eller kombinationer av utrustningar.

7. Kanalplatta enligt något av de föregående kraven, kännetecknad av att kanalplattan innefattar ett inlopp för processflöde (9, 20, 25) och ett ytterligare flödesinlopp (10) vid kanalplattans inloppsdel, varvid inloppet för processflöde (9, 20, 25) och det ytterligare flödesinloppet (10) kombineras i en rak del (11) som förbinder en port och kanalplattans kanal, eller också 10 15 20 25 30 534 745 31 kanalplattan innefattar ett inlopp för processflöde och ett ytterligare flödesinlopp, vilka kombineras utanför kanalen för kanalplattan.

8. Kanalplatta enligt något av de föregående kraven, kännetecknad av att ett dispersionsmunstycke är arrangerat vid åtminstone ett inlopp eller åtminstone en port, vilket dispersionsmunstycke har ett eller flera hål vid utloppet för dispersionsmunstycket och varvid hålet är arrangerat på koncentriska cirklar.

9. Flödessektion, vilken innefattar en kanalplatta enligt något av kraven 1 till 8, samt barriärplattor (30) eller mediaplattor (29, 39, 40) eller kombinationer av barriärplattor och mediaplattor, kännetecknad av att åtminstone en kanalplatta är arrangerad mellan två barriärplattor, vilka tätar en kanal bildad av kanalplattan och de två barriärplattorna (29, 39, 40), eller varvid kanalplattan är arrangerad mellan två mediaplattor (29, 39, 40), som har turbulatorinsatser (44), vilka tätar en kanal bildad av kanalplattan och de två mediaplattorna, eller varvid kanalplattan är arrangerad mellan en barriärplatta och en mediaplatta, vilken tätar en kanal bildad av kanalplattan och barriärplattorna och mediaplattorna, eller också flödessektionen innefattar två kanalplattor och de två kanalplattorna har ett membran eller har ett filter anbringat mellan de två kanalplattorna och de två kanalplattorna föreligger mellan två barriärplattor, eller föreligger mellan två mediaplattor som har turbulatorinsatser, eller också de två kanalplattorna föreligger mellan en barriärplatta och en mediaplatta som har en turbulatorinsats.

10. Flödessektion enligt krav 9, kännetecknad av att flödessektionen även innefattar packningar (42) som har ett mönster som motsvarar de plana ytorna av enheterna av raderna av enheter, eller att turbulatorinsatsen (44) för mediaplattorna har ett mönster som motsvarar de plana ytorna av enheterna av raderna av enheter, eller både packningarna och turbulatorn 10 15 20 25 534 745 32 för mediaplattorna har mönster som motsvarar de plana ytorna av enheterna av raderna av enheter.

11. Flödessektion enligt krav 10, kännetecknad av att flödet av medier eller flödet av fluider i den bildade kanalen ej har någon kontakt med packningens plana yta och liten eller minimerad kontakt med någon av packningens kanter.

12. Flödessektion enligt något av kraven 9 till 11, kännetecknad av att varje turbulatorinsats (44) tillhandahåller ett stöd för de plana sidorna av kanalplattans rader av enheter.

13. Flödessektion enligt något av kraven 9 till 12, kännetecknad av att en eller två kanalplattan värmeväxlarplattan utgör ett värmeöverföringselement av icke fluidtyp, eller värmeväxlarplattor är anslutna till och utgör ett peltierelement.

14. Flödessektion enligt något av kraven 9 till 12, kännetecknad av att mediaplattan har en kammare för kanalplattan och en kammare för en turbulatorinsats.

15. Flödesmodul som innefattar en stapel av flödessektioner enligt något av kraven 9 till 14, kännetecknad av att flödesmodulen har åtminstone ett inlopp (9, 20, 25) för processfluider och åtminstone ett utlopp (14) för processprodukter, varvid ett inlopp är anslutet till den första kanalplattan och ett utlopp är anslutet till den sista kanalplattan, och varvid kanalen är ansluten parallellt eller kanalen är ansluten i serie, eller både och, kanalen är ansluten externt eller kanalen är ansluten internt, varvid kanalen företrädesvis är ansluten externt, och varvid interna och/eller externa 10 15 534 745 33 ledningar sammanbinder mediaplattorna och mediaplattorna är anslutna i serie eller parallellt, eller både och, med varandra.

16. Flödesmodulen enligt krav 15, kännetecknad av att en spännanordning är ansluten till flödesmodulen, varvid spännanordningen innefattar två ändplattor, skivfjädrar, kolvar och dragstänger, varvid staplar av skivfjädrar är trädda på kolvarna och är arrangerade som ett nät av fjädrar, varvid ett eller flera nät av fjädrar innefattas i flödesmodulen, åtminstone ett nät av fjädrar stöds på åtminstone en av ändplattorna för att fördela spännkrafterna på en eller flera flödessektioner eller en eller flera kanalplattor, vilka flödessektioner är placerade mellan de två ändplattorna, och varvid kolvarna leds genom hål i ändplattorna som har arrangemanget av nätet av fjädrar.

17. Användning av en flödesmodul enligt krav 15 eller 16 som en kontinuerlig plattreaktor.