CN110813197B - 使用具有堆叠气流间隙的插入组件的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开具有堆叠气流间隙以从行进穿过屏障的固体/气体混合物添加及/或移除气体的插入组件。实例系统可包含屏障及所述屏障中的插入组件，所述屏障限定所述插入组件与所述屏障之间的环形区，其中所述插入组件包含配置成从所述环形区中流动的固体/气体混合物添加及/或移除气体的堆叠流体间隙。

Description

使用具有堆叠气流间隙的插入组件的系统和方法

本发明申请是基于申请日为2015年3月10日，申请号为201580024899.3，发明名称为“使用具有堆叠气流间隙的插入组件的系统和方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明大体上涉及从流动穿过屏障的固体/气体混合物添加及/或移除气体。具体地说，本发明涉及使用屏障中具有堆叠气流间隙的插入组件来从行进穿过容器的固体/气体混合物添加及/或移除气体。

背景技术

通常，聚烯烃聚合过程利用反应容器之后的冲洗仓来从聚合树脂移除不需要的挥发物。冲洗仓为一容器，其中树脂混合物进入所述容器的上部部分且经由所述容器的底部处的端口或开口经历沖洗气体且可能沿所述容器的所述侧面其它区域以通过沖洗作用移除挥发物。

然而，在不考虑固体流体分布、穿过树脂的沖洗气体的分布、树脂流型以及沖洗气体的任何潜在热效应的情况下，简单地将沖洗气体用管道输送到树脂中可导致损坏树脂且可能产生不良或无商业活力的聚合物产物。另外，树脂暴露于沖洗气体的时间还可影响挥发物从树脂移除的程度。

树脂与冲洗仓以及任何相关联突出部(诸如可突起到树脂流动路径中的管道、套管、支撑件等)之间的接口还可对树脂穿过冲洗仓的流动速率起作用。由于取决于树脂与冲洗气体之间的接触时间可以一定速率树脂冲洗从挥发物，因此树脂的任何不均匀流型(即，较慢或更快的树脂流体)可影响冲洗的挥发物的量。因此，移除的挥发物的量取决于树脂的流型而使冲洗仓的一个部分不同于另一部分。

插入组件(可穿过其从树脂的流动路径添加及/或移除气体)通常包括于冲洗仓中以解决关于冲洗仓中的质量流以及固体床内的气体分布的这些问题中的一些。插入组件的一个实例包括一倒锥形，所述倒锥形在其下方具有一或多个圆柱形部件段，其目的是实现在冲洗仓中朝下行进的树脂的几乎恒定速度剖面。其它类型的插入组件还可包括于冲洗仓中。然而，通过将插入组件包括于冲洗仓中，仓直径可不当增大，因此增大仓成本。这是因为冲洗仓的直径为插入组件的面积的函数。由于在从固体床移除气体的情况下，在无不可接受地高量树脂夹带发生的情况下，不得超出最大表层速度，因此仓直径与插入面积之间的此关系产生。抽取气体中夹带的树脂对于下游设备可为非所需的且可导致管道积垢。此外，在将气体引入到固体的床中时，将固体局部流体化也是不合需要的，因为此可导致气体分布不均、固体流体的中断及分离。

发明内容

本文中所公开的实例系统包含屏障及屏障中的插入组件，所述屏障限定插入组件与屏障之间的环形区，其中插入组件包含配置成从环形区中流动的固体/气体混合物添加及/或移除气体的堆叠流体间隙。

本文中所公开的实例方法用于沖洗固体/气体混合物。方法可包含将固体/气体混合物添加到其中具有插入组件的屏障，其中插入组件包含堆叠流体间隙。方法可进一步包含在固体/气体混合物朝下移动穿过屏障时注入冲洗气体穿过插入组件且到固体/气体混合物中。方法进一步可包含在固体/气体混合物朝下移动穿过屏障时从固体/气体混合物穿过插入组件移除气体。

前文已相当广泛地概述了本发明的特征和技术优点，以便可以更好地理解下文中本发明的详细说明。下文将描述本发明的额外特征以及优点，这些额外特征以及优点形成本发明的权利要求的标的物。所属领域的技术人员应了解，所公开的概念及具体实施例可易于用作修改或设计用于实现本发明的相同目的的其它实施例的基础。所属领域的技术人员还应意识到，此类等效实施例不脱离如在所附权利要求书中所阐述的本发明的精神和范围。

本发明包括：

1.一种系统，其包含：

屏障；以及

所述屏障中之插入组件，其限定所述插入组件与所述屏障之间的环形区，其中所述插入组件包含配置成从所述环形区中流动的固体/气体混合物添加及/或移除气体的堆叠流体间隙。

2.根据项1所述的系统，其中所述插入组件经配置以使所述环形区中流动的所述固体/气体混合物约具有横跨此处的恒定速度剖面。

3.根据项1或2所述的系统，其中所述插入组件包含一系列堆叠倒锥形。

4.根据任一前述项所述的系统，其中所述插入组件包含倒锥形和所述倒锥形下面的部件。

5.根据项4所述的系统，其中所述部件包括：具有延伸到所述倒锥形中的最上部件段；延伸到所述最上部件段的下部部分中的中间部件段；以及具有延伸到所述中间部件段的下部部分中的锥形部分的最低部件段。

6.根据项5所述的系统，其中所述中间部件段从底部到顶部逐渐变窄。

7.根据项5或6所述的系统，其中所述最上中间段中的腔室不与所述倒锥形中的腔室流体连通，且其中所述中间部件段中的腔与所述最上中间段中的所述腔室流体连通。

8.根据项4至7中任何一项所述的系统，其进一步包含用于将冲洗气体输送到所述倒锥形下方的区域的进气口；以及用于输送来自所述最上部件段中的区域的气体的出气口。

9.根据任一前述项所述的系统，其进一步包含从用于所述堆叠间隙中的每一者的所述插入组件朝内延伸的裙套。

10.根据项1至8中任何一项所述的系统，其进一步包含从用于所述堆叠间隙中的每一者的所述插入组件朝外延伸的裙套。

11.根据任一前述项所述的系统，其中所述堆叠间隙具有距所述堆叠间隙中的一邻近者约12英寸或更小的垂直间距。

12.根据任一前述项所述的系统，其中所述堆叠间隙各自具有约r/2到约r/5的宽度，其中r为所述插入组件的半径。

13.一种用于沖洗固体/气体混合物的方法，其包含：

将所述固体/气体混合物添加到其中具有插入组件的屏障，其中所述插入组件包含堆叠流体间隙；

当所述固体/气体混合物朝下移动穿过所述屏障时，注入冲洗气体穿过所述插入组件且到所述固体/气体混合物中；以及

当所述固体/气体混合物朝下移动穿过所述屏障时，通过所述插入组件从所述固体/气体混合物移除气体。

14.根据项13所述的方法，其中所述插入组件经配置以使所述屏障中流动的所述固体/气体混合物约具有横跨此处的恒定速度剖面。

15.根据项13或14所述的方法，其中所述插入组件包含一系列堆叠倒锥体，且其中所述注入所述冲洗气体包含将所述冲洗气体注入到所述堆叠倒锥形中的最上者下面的区域中。

16.根据项14或15所述的方法，其中所述插入组件包含倒锥形和所述倒锥形下面的部件，且其中所述注入所述冲洗气体包含将所述冲洗气体注入到所述倒锥形下面的区域中。

17.根据项16所述的方法，其中所述移除所述气体包含从所述部件的最上段移除气体，其中所述最上段的锥形部分延伸到所述倒锥形中。

18.根据项16或17所述的方法，其中所述移除所述气体包含使所述气体流动穿过所述堆叠流体间隙，所述堆叠流体间隙形成于所述部件的各段之间。

19.根据项13至18中任何一项所述的方法，其中所述移除所述气体包含使所述气体流动穿过从所述插入组件朝内延伸的裙套。

20.根据项13至19中任何一项所述的方法，其中所述堆叠间隙具有约12英寸或更小之垂直间距，且其中所述堆叠间隙各自具有约r/2到约r/5的宽度，其中r为所述插入组件的半径。

附图说明

为了详细描述本发明的优选实施例，现将对附图进行参考，其中：

图1为用于从固体/气体混合物添加及/或移除气体的系统的例示性横截面图。

图2为用于从固体/气体混合物添加及/或移除气体的系统的例示性横截面图。

图3为用于从固体/气体混合物添加及/或移除气体的系统的例示性横截面图。

图4为用于从冲洗仓中的固体/气体混合物添加及/或移除气体的插入组件的例示性横截面图。

图5为说明插入组件中用于从固体/气体混合物添加及/或移除气体的缺口的例示性横截面图。

具体实施方式

之前公开及描述当前化合物、组分、成分、装置、设备、配置、示意图、系统及/或方法，应理解除非另有指示，否则本发明不限于特定化合物、组分、成分、装置、设备、配置、示意图系统、方法或类似物，因而可不同，除非另外规定。还应理解本文所使用的术语仅出于描述具体实施例的目的，并且并不打算作为限制。

也必须指出，除非另外说明，否则如说明书和所附权利要求书中所用，单数形式“一(a)”、“一(an)”以及“所述”包括多个指示物。

一般来说，本文中所公开的实施例涉及从冲洗仓添加及/或移除气体的方法和系统。举例来说，本文中所公开的实施例涉及用于在树脂流动穿过质量流冲洗仓时可以“活塞流”方式从所述树脂移除挥发物的系统和方法。

其它一般实施例包括用于沖洗来自固体/气体混合物的气体的方法，其中固体/气体混合物流动穿过冲洗仓，接触包含倒锥形(在所述锥形下面具有部件)的插入组件。在一些实施例中，流动穿过冲洗仓的固体/气体混合物可具有几乎恒定速度剖面。本文中的实施例进一步包括插入组件中用于从固体/气体混合物添加及/或移除气体的堆叠流体间隙。举例来说，冲洗气体可穿过堆叠流体间隙添加到固体/气体混合物中。

如本文中所使用，术语“冲洗”是指从具有填充有气体的填隙的固体晶状聚合物移除不需要的溶解及未溶解的气体(包括烃及/或挥发物)的过程。除填隙气体以外，烃可溶解于树脂中。沖洗操作通常包括产生充足动力以使吸附的烃从树脂扩散。填隙中的烃通过冲洗气体快速移位，但溶解的烃通过取决于烃的分子量(MW)的相对扩散速率缓慢出来(大分子更缓慢地扩散出)。

如本文中所使用，术语“挥发物”是指与其周围的组分或化合物相比较具有低相对沸点的组件或化合物。说明性挥发物包括(但不限于)氮气、水、氨气、甲烷、二氧化碳，以及氧、碳和氢的全部化合物。

如本文中所使用，术语“固体”是指任何固体材料，诸如树脂、颗粒、金属粒子等。举例来说，包括于固体/气体混合物中的固体可为已经处理以形成包括在存储或进一步处理树脂之前待移除的挥发物的聚合树脂。

如本文中所使用，术语“固体/气体混合物”是指包括任何固体、液体或气体物质(包括其任何混合物)的任何物质。举例来说，固体/气体混合物可能是指挥发性气体、聚合树脂和冲洗气体的混合物，或在一些情况下，其可仅指聚合树脂及/或冲洗气体等。

如本文中所使用，术语“树脂”是指聚合过程中的中间或最终材料。树脂可为固体或固体与一或多种填隙气体的混合物。举例来说，树脂可包括任何烯烃单体，包括经取代和未经取代的具有两个到10个碳原子的烯烃，诸如乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、苯乙烯及衍生物及其混合物，以及诸如挥发物、液体等的其它杂质。未反应的单体(烯烃)和不反应的烷烃两者可溶解于树脂中且烷烃及烯烃两者可包含部分填隙气体。说明性不反应的烷烃包括(但不限于)丙烷、丁烷、异丁烷、戊烷、异戊烷、己烷、其异构体及其衍生物。

如本文中所使用，术语“质量流”是指独特流体状况，其中容器的光滑表面和陡坡使得容器中的全部固体能够在固体从容器排出时在运动中。

如本文中所使用，术语“活塞流”是指质量流的子集，其中容器中基本上所有的某一材料、固体、气体、液体或其组合在给定点处约具有均匀速度剖面。举例来说，在垂直定向的冲洗仓中，可在冲洗仓中的固体/气体混合物以基本上相同的速度在给定层级处朝下垂直地行进时获得活塞流。在另一实例中，在垂直定向的冲洗仓中，可在固体/气体混合物中的一或多种固体以大约相同速度在冲洗仓中的给定层级处垂直朝下行进时获得活塞流。

如本文中所使用，术语“表面界面”是指气体环境与固体半固体材料表面之间的接触区域。举例来说，从每一气体注入点向下游，可存在固体/气体混合物的区域，其中注入的气体与固体/气体混合物的表面相互作用。

如本文中所使用，术语“恒定速度剖面”是指(例如)诸如优选地垂直定向的冲洗仓中的给定层级处的固体/气体混合物的介质中的一或多种固体在冲洗仓中以形态速度或大约相同的速度朝下(在一类实施例中，垂直朝下)行进。如本文中所使用，术语“恒定垂直速度剖面”是指(例如)诸如垂直定向的冲洗仓中的给定层级处的固体/气体混合物的介质中的一或多种固体在冲洗仓中以相同或大约相同的速度垂直朝下行进。

现参考图1，展示用于在屏障中从固体/气体混合物添加及/或移除气体的系统100，所述系统可为仓、套管、管道等，其中屏障可具有任何横截面形状，诸如圆形、椭圆形、多边形等。为简单起见，且不以任何方式限制本发明，图1至3中已将屏障描绘为冲洗仓102，且在参考屏障时随附各图的全部描述是指冲洗仓。然而，在以下描述中冲洗仓102与任何类型的屏障可互换，而不影响本发明的范畴及广度。

在所说明的实施例中，冲洗仓102包括位于或靠近冲洗仓102的上部部分的上部入口104。固体/气体混合物可通过上部入口104进入冲洗仓102。如先前描述，固体/气体混合物在一些实施例中可包括树脂，所述树脂可包含不必要的溶解和未溶解的气体。固体/气体混合物可在由箭头106表示的方向上流动穿过冲洗仓102。如所说明，冲洗仓102可进一步包括位于或靠近冲洗仓102的下部部分的下部排出口108。在所说明的实施例中，冲洗仓102的下部部分可包括锥形部分103，所述锥形部分可为(例如)圆锥形状。固体/气体混合物可穿过下部排出口108离开冲洗仓102。尽管图1上图示仅上部入口104和下部排出口108，但大于一个入口和出口是可能的，且若干流体可用于冲洗仓102以及处置固体/气体混合物的流体的其它途径中。

冲洗仓102可包括穿过其冲洗气体可添加到固体/气体混合物中的气体入口110。如所说明，气体入口110可位于冲洗仓102的上部和下部部分中。气体入口110中的一或多者可将冲洗气体穿过定位在气体入口110处的冲洗仓102的内壁上的裙套111引入到冲洗仓102中。裙套111的角度可足够陡峭以允许固体/气体混合物在裙套111表面外表面上滑动且可促成固体质量流。裙套111可完围绕冲洗仓102的内壁的表面周界。在一些实施例中，裙套111可分段，且这些分段裙套可放置在相对于冲洗仓102所述纵向轴线的不同位置上，或可放置在相对于冲洗仓102纵向轴线的相同位置处。

裙套111及/或冲洗仓102壁中的每一者可包括至少外部固体/气体混合物接触表面上的减小摩擦涂层。说明性减小摩擦涂层包括含氟聚合物，诸如聚四氟乙烯(PTFE)、氟化的乙烯-丙烯(FEP)、PLASITE 7122VTF等。优选涂层中的一些以

名牌出售，且可从在美国特拉华州威明顿有营业部的杜邦公司(DUPONT)获得。

裙套111可通过使冲洗仓102的邻近上部部分具有较小内径，且冲洗仓102的邻近下部部分具有较大内径而形成，从而限定其在其之间用于将气体输送到冲洗仓102内的固体/气体混合物或从所述固体/气体混合物输送气体的间隙，如图1中所展示。

冲洗仓102还可包括穿过其冲洗气体可借助于插入组件114添加到固体/气体混合物中的插入进气口112。冲洗仓102可包括穿过其气体可从冲洗仓102移除的过滤器116。在一些实施例中，气体的一部分可从过滤器116中流出，且在替代实施例中，基本上所有气体可从过滤器116中流出。然而，气体可从冲洗仓102中的基本上任何抽取点中流出。举例来说，冲洗仓102可包括用于穿过插入组件114从冲洗仓102抽取气体的插入出气口118。

冲洗仓102可包括插入组件114。如所说明，插入组件114可包含倒锥形120和倒锥形120下面的部件122。如所说明，环形空间124可形成于冲洗仓102与插入组件114之间。气体/流体混合物可向下流动穿过环形空间124中的冲洗仓。倒锥形120下面的部件122可具有使固体/气体混合物沿此处通过的尺寸以大约具有横跨此处的恒定速度剖面。倒锥形120的角度可为足够陡峭以允许固体/气体混合物在倒锥形120的外部表面的外部上滑动且可促成固体质量流。倒锥形120的顶部可为尖的、弧形、扁平或以视需要其它方式形成以用于特定应用。在一些实施例中，插入组件114可用以维持环形空间124中的近距活塞流。倒锥形120及/或部件122可具有任何横截面形状，诸如圆形、椭圆形、多边形等。此外，倒锥形120及/或部件122可具有尖端、圆形端、正方形端等。在一些实施例中，倒锥形120可具有陡峭角度及光滑表面使得在冲洗仓102中促成质量流。插入组件114可通过具有光滑表面促成围绕其外部表面的固体质量流。

部件122可由可包括在倒锥形120以下的任何数目的部件段构成，诸如部件段126、128、130。包括有倒锥形120(若存在)的部件段126、128、130中的选择每一者的布置、设计和选择为取决于插入组件114的所需整体效果和进气口及抽取点的数目和分布的决策。一或多个部件段126、128、130取决于包括冲洗仓102的长度、固体/气体混合物的流速、气体流动速率等的若干因素可用于任何插入组件114。这些部件段126、128、130在本文中被称作最上部件段126、中间部件段128和最下部件段130。如所说明，倒锥形120可为与最上部件段126分离的分离块。倒锥形120还可为最上部件段126的部分，例如，可为最上部件段126的上部末端。另外，环形空间124可为冲洗仓102的部分，如延伸部，或其可为独立部分。

最上部件段126可具有大体恒定的直径，举例来说，最上部件段126可大体上为圆柱形形状。然而，具有大体恒定的横截面积的其它适合的形状可为适合的。在所说明的实施例中，最上部件段126包括其上部末端处的锥形部分127。如所说明，此锥形部分127可延伸到倒锥形120的底部部分中。最上部件段126还可经配置以从固体/气体混合物的表面界面添加或移除气体。在所说明的实施例中，最上部件段126包括用于抽取气体的插入出气口118。

中间部件段128可至少部分安置在最上部件段126与最低部件段130之间。尽管未图示，额外部件段还可安置于最上部件段126与最低部件段130之间在中间部件段128上方或下方。在所说明的实施例中，中间部件段128延伸到最上部件段126的底部中。如所说明，中间部件段128可从底部到顶部逐渐变窄。中间部件段128还可为具有顶部的圆锥形状，所述顶部为弧形、尖的、扁平或以其它方式形成。然而，从底部到顶部逐渐变窄的其它形状还可为适用的。另外，仅中间部件段128的一部分可为圆锥形状，其中中间部件段128的一部分可具有大体恒定的横截面积。中间部件段128还可经配置以从固体/气体混合物的表面界面添加或移除气体。在所说明的实施例中，中间部件段128与最上部件段126连通以用于抽取气体。

最低部件段130可至少部分安置在中间部件段128下方。最低部件段130可具有大体恒定的直径，举例来说，最低部件段130可大体上为圆柱形形状。然而，具有大体恒定的横截面积的其它形状可为适合的。在所说明的实施例中，最低部件段130包括其上部末端的上部锥形部分129。如所说明，此上部锥形部分129可延伸到中间部件段128的底部部分中。最低部件段130还可包括其下部末端处的下部锥形部分131，因此促成横跨部件122的外表面的更均匀的固体/气体混合物流体。最低部件段128还可经配置以从固体/气体混合物的表面界面添加或移除气体。另外，最低部件段130可未经配置以从固体/气体混合物的表面接口添加或移除气体。如所说明，最低部件段130可不与插入进气口112或插入出气口118连通。

一或多个支撑件132可从冲洗仓102壁设置到插入组件114以将其保持在适当的位置。如所说明，支撑件132还可在插入组件114中或下面提供通道以添加或移除气体。支撑件114可进一步提供用于插入进气口112和插入出气口118(其可包括诸如用于将流体连通供应到插入组件114的管道、导管等的相关联设备)的区域以诸如通过容纳所述相关联设备、为设备提供支持、保持设备等来提供或移除来自插入组件114的气体。插入进气口112及/或插入出气口118中的一或多者还可连接到独立于支撑件132中的一或多者的插入组件114。全部或一些穿过流体区域的支撑件、导管、管道等(包括支撑件132)可具有流体增强顶部边缘(诸如刀口)以最小化流体中断。为简单起见，插入进气口112和插入出气口118中的每一者也包括有图1至3中的支撑件132，但此决不限制可用于任何实施例中的支撑件132、插入进气口112及/或插入出气口118的定向、放置、及选择。

部件122的外径可为倒锥形120的外径的约75％到约100％。因此，倒锥形120可具有与部件122相同的外径，导致插入组件114具有实质上恒定的外径。部件122的外径可为倒锥形120的外径的约75％到约90％，或约80％到约90％。部件122的外径可为倒锥形120的外径的约80％到约100％，或约90％到约100％。优选地，本文中所提及的外径在与所提及部分分开最远的点处测量，但还可是指其中值或平均外径。

另外，部件122的外径可为邻近于其的冲洗仓102的一部分的内径的约50％到约95％。倒锥形120及/或部件122的外径可为邻近于其的冲洗仓102的一部分的内径的约50％到约95％。倒锥形120及/或部件122的外径可为邻近于其的冲洗仓102的一部分的内径的约50％到约80％，或约55％到约75％，或约60％到约70％。倒锥形120及/或部件122的外径可为邻近于其的冲洗仓102的一部分的内径的约60％到约95％，或约70％到约85％。因此，部件122及/或倒锥形120的外径与冲洗仓102的内径之间可存在关系。

倒锥形120及部件段126、128和130可具有内部腔室，诸如腔室136、138、140和142。腔室136、138、140和142中的每一者可或可不与腔室136、138、140和142中的一邻近者流体连通。借助于实例，倒锥形120以及部件段126、128和130可单独地具有上部开口及/或下部开口以允许腔室136、138、140和142之间的流体流动。开口可呈(例如)管道、套管、通道或其它开口的形式以允许插入组件114的各种元件之间的流体连通。最上部件段126的实施例可不包括其上部部分中的开口，因此倒锥形120的腔室136不与最上部件段126的腔室138流体连通。中间部件段128的实施例可具有其上部部分中的开口，因此中间部件段128中的腔室140可与最上部件段126的腔室138流体连通。最低部件段130的实施例可不具有上部或下部末端上的开口，使得腔室142可不与中间部件段128的腔室140或冲洗仓102流体连通。

实施例可包括从插入组件114将冲洗气体添加到冲洗仓102中的固体/气体混合物的流体。如先前描述，冲洗气体还可穿过冲洗仓102的外壁中的气体入口110添加到固体/气体混合物流体。在一些实施例中，冲洗气体可由冲洗仓102中的插入进气口112供应至插入组件114。如所说明，插入进气口112可将冲洗气体输送到倒锥形120正下方的区域。在特定实施例中，插入进气口112可将冲洗气体输送到倒锥形120中的腔室136。由于最上部件段126与倒锥形120之间不存在连通，供应到倒锥形120中的冲洗气体未流入最上部件段126中。尽管仅展示插入进气口112，但可包括额外入口和导管以将冲洗气体供应到插入组件114的不同部分(诸如部件122)，使得到插入组件114的进气口流体可对于每一入口及/或对于部件段126、128和130中的每一者及/或倒锥形120单独地受控。

插入组件114可包括其外壁中的间隙(诸如气体供应间隙144)，所述间隙允许冲洗气体从插入组件114流动到固体/气体混合物流体中。如所说明，气体供应间隙144可形成于倒锥形120与最上部件段126之间。气体供应间隙144可完全围绕插入组件114的外壁的表面周界。另外，气体供应间隙144可分段。引入到倒锥形120中的腔室136中的冲洗气体可流动穿过气体供应间隙144且到冲洗仓102中的固体/气体混合物流体中。尽管图1上图示用于冲洗气体添加的仅单个气体供应间隙144，但实施例可包括用于将冲洗气体添加到固体/气体混合物流体的插入组件114中的多个间隙。

气体供应间隙144可通过从部件122朝内延伸的供应裙套145将气体添加到环形区124中的固体/气体混合物。举例来说，供应裙套145可包裹最上部件段126，如图1中所展示。供应裙套145可为分段，且分段裙套可放置在相对于部件122的纵向轴线的不同位置上或可放置在相对于部件122纵向轴线的相同位置处。在所说明的实施例中，供应裙套145可由最上部件段126形成。如所说明，最上部件段126的锥形部分127可延伸到形成供应裙套145的倒锥形120中。为形成供应裙套145，锥形部分127形成第一朝内裙套150的邻近部分可具有比倒锥形120的邻近部分小的直径。

实施例可包括从冲洗仓102中的固体/气体混合物的流体移除气体。气体可穿过插入组件114及/或穿过过滤器116从固体/气体混合物的流体移除。如先前描述，气体的一部分可从过滤器116中流出。

插入组件114可包括其外壁中的间隙(诸如第一和第二气体抽取间隙146、148)，所述间隙允许气体从固体/气体混合物的流体移除。如将了解，抽取的气体可包括冲洗气体以及从固体/气体混合物冲洗出的气体。借助于实例，来自固体/气体混合物的气体可穿过第一和第二气体抽取间隙146、148且流入插入组件114中。第一和第二气体抽取间隙146、148可完全围绕插入组件114的外壁的表面周界。第一和第二气体抽取间隙146、148可分段。如所说明，第一气体抽取间隙146形成于最上部件段126与中间部件段128之间。来自固体/气体混合物的气体的一部分可流动穿过第一气体抽取间隙146到最上部件段126中的腔室138中。如所说明，第二气体抽取间隙148可形成于中间部件段128与最低部件段142之间。来自固体/气体混合物的气体的一部分可流动穿过第二气体抽取间隙148且到中间部件段128中的腔室140中。在一些实施例中，腔室140与最上部件段126中的腔室138流体连通，因此气体将从腔室140流动且到腔室138中。尽管图1上图示仅两个，但实施例可包括插入组件114中的大于两个间隙以用于从固体/气体混合物流体移除气体。

插入组件114中的间隙的实施例(例如，间隙144、146、148)可堆叠。间隙被视为堆叠，其中它们一者布置在另一者的顶部上，使得流动穿过所述间隙的气体被认为将气体添加到固体/气体混合物流体的同一部分或从所述同一部分移除，如同使用仅单个间隙。如先前所提及，间隙定位在插入组件114中以用于从环形区124中的固体/气体混合物流体添加/移除气体。气体供应间隙144可定位在插入组件114中以用于将气体添加到固体/气体混合物流体。第一和第二抽取间隙146、148可定位在插入组件114中以用于从固体/气体混合物流体移除气体。在所说明的实施例中，第一和第二气体抽取间隙146、148堆叠。第一和第二气体抽取间隙146、148经视为堆叠，由于它们一者定位在另一者的顶部上(几乎没有垂直间距)，使得它们将最后充当用于气体移除的单个间隙。为充当单个间隙，堆叠间隙(诸如第一和第二气体抽取间隙146、148)的垂直间距应极小。借助于实例，堆叠间隙应具有约12英寸或更小的垂直间距，可替代地，约6英寸或更小，且可替代地约1英寸或更小。

冲洗仓102可包括用于从插入组件114抽取气体的插入出气口118。如所说明从固体/气体混合物移除且到插入组件114中的气体可通过流动穿过插入出气口118移除。在所说明的实施例中，气体可通过流动穿过插入出气口118从最上部件段126中的腔室138移除。尽管展示从插入组件114的仅单个出气口，但实施例可包括多个出气口以用于从插入组件114移除气体，使得气体抽取流体可对于每一出气口单独地受控。

第一和第二气体抽取间隙146、148中的每一者可通过从部件122朝内延伸的裙套从环形区124中的固体/气体混合物移除气体。举例来说，诸如第一朝内裙套150和第二朝内裙套152的裙套可围绕诸如中间部件段128和最下部件段130的部件中的一或多者，如图1中所展示。第一和第二朝内裙套150、152可分段，且这些分段裙套可放置在相对于部件122的纵向轴线的不同位置上或可放置在相对于部件122纵向轴线的相同位置处。第一和第二朝内裙套150、152可具有从部件122的外壁朝内延伸的几乎均匀的剖面。

在所说明的实施例中，第一朝内裙套150可由中间部件段128形成。如所说明，中间部件段128可逐渐变窄且延伸到形成第一朝内裙套150的最上部件段126中。为形成第一朝内裙套150，中间部件段128形成第一朝内裙套150的邻近部分可逐渐变窄且具有比最上部件段126的邻近部分小的直径。

在所说明的实施例中，第二朝内裙套152可由下部部件段130形成。如所说明，下部部件段130的上部锥形部分129延伸到形成第二朝内裙套152的中间部件段128中。为形成第二朝内裙套152，上部锥形部分129的邻近部分可具有比中间部件段128的邻近部分小的直径。

插入组件114的间隙(例如，气体供应间隙144、第一气体抽取间隙146、第二气体抽取间隙148)提供用于气体从冲洗仓102中流动的固体/气体混合物加成或移除的区域。间隙可在固体/气体混合物与添加/移除的气体之间提供表面界面。倒锥形120和裙套(诸如供应裙套127、第一朝内裙套150和第二朝内裙套152)中的每一者可包括确定此表面界面的面积的静止角，如将在下文关于图5更详细地阐释。此表面界面的面积还可由裙套的角度和第一和第二气体抽取间隙146、148的宽度限定。

这些实施例的多个潜在好处中的一者为插入组件114可促成冲洗仓102中的固体质量流。插入组件114可促成固体质量流，而固体/气体混合物维持质量流模式，其中固体流体可接近气体注入和移除段中的活塞流。

这些实施例的另一潜在好处可为在插入组件114中使用间隙(诸如气体供应间隙144、第一气体抽取间隙146和第二气体抽取间隙148)代替延伸到环形区124中的朝外指向裙套可有助于获得更均匀的速度剖面，潜在地甚至接近基本上恒定速度剖面。此外，移除朝外指向裙套还可消除固体/气体混合物在环形区124中朝下流动时的潜在堆积点。另外，冲洗仓102还可在不使用朝外延伸的裙套的情况下变窄，因为冲洗仓102的宽度将不需要适应此裙套。

这些实施例的又一潜在好处可为使用堆叠间隙(诸如堆叠在彼此顶部上的第一气体抽取间隙146和第二气体抽取间隙148)可在固体/气体混合物与添加/移除的气体之间提供更大的表面界面。在无堆叠的情况下，此界面区域受到限制且通常通过增大插入组件114的直径而增大，由于插入组件114中的间隙的高度在无不合需要的轴向流体的情况下无法制作得过大。另外，通过堆叠，此界面处的上部气体速度可基于插入组件114的设计和布置而设定。通过设定上部气体速度，固体夹带由于较高气体速度可减小。此外，堆叠允许通过改变间隙的数目和大小来调整插入组件114的直径，此可导致插入直径减小，此又可导致仓大小减小，从而产生成本节省。

现参考图2，说明根据另一实施例的系统100。之前的全部定义可适用于图2的此描述，诸如描述为冲洗仓102的屏障。继续参考图2，系统100可用于从冲洗仓102中的固体/气体混合物添加及/或移除气体。如所说明，系统100可包含安置在冲洗仓102中的插入组件114。本文中所描述的其它实施例中的任一者可应用在图2的插入组件114的设计的情形下。在一些实施例中，插入组件114可包含倒锥形120和倒锥形120下面的部件122。在所说明的实施例中，部件122可包含最上部件段126和最低部件段130。最上部件段126与最低部件段130之间的部件段已划分成第一、第二和第三中间部件段128a、128b、128c。

在所说明的实施例中，插入组件114可包括堆叠在彼此顶部上的多个堆叠气体抽取间隙，诸如第一气体抽取间隙200、第二气体抽取间隙202、第三气体抽取间隙204和第四气体抽取间隙206。第一气体抽取间隙200可限定在最上部件段126与第一中间部件段128a之间。第二气体抽取间隙202可限定在第一中间部件段128a与第二中间部件段128b之间。第三气体抽取间隙204可限定在第二中间部件段128b与第三中间部件段128c之间。第四气体抽取间隙206可限定在第三中间部件段128与最低部件段130之间。如所说明，插入出气口118可为用于经由气体抽取间隙200、202、204、206从固体/气体混合物移除气体的通用抽取点。

现参考图3，说明根据另一实施例的系统100，所述系统包括从部件122朝外延伸的裙套300。之前的全部定义可适用于图3的此描述，诸如描述为冲洗仓102的屏障。继续参考图3，系统100可用于从冲洗仓102中的固体/气体混合物添加及/或移除气体。如所说明，系统100可包含安置在冲洗仓210中的插入组件114。本文中所描述的其它实施例中的任一者可应用在图3的插入组件114的设计的情形下。插入组件114可包含倒锥形120和倒锥形120下面的部件122。在所说明的实施例中，部件122可包含最上部件段126、中间部件段128和最低部件段130。如所说明，倒锥形120的底部部分可呈锥形裙套302形式，其中底部部分可具有比最上部件段126的邻近上部部分大的直径。

如所说明，部件122可具有从部件122朝外延伸的裙套300。裙套300可围绕诸如最上部件段126的部件段中的一或多者，如图3上所展示。裙套300可分段，且这些分段裙套可放置在相对于部件300的纵向轴线的不同位置上。在所说明的实施例中，裙套300通过使邻近最上部件段126具有比中间部件段128的邻近上部部分大的内径而形成，从而形成部件122中的第一气体抽取间隙146。如所说明，第二气体抽取间隙148可形成于中间部件段128与最低部件段130之间的部件122中。

裙套300可包括至少外部固体/气体混合物接触表面上的减小摩擦涂层。说明性减小摩擦涂层包括含氟聚合物，诸如聚四氟乙烯(PTFE)、氟化的乙烯-丙烯(FEP)、PLASITE7122VTF等。优选涂层中的一些以

名牌出售，且可从在美国特拉华州威明顿有营业部的杜邦公司(DUPONT)获得。

现参考图4，插入组件400的另一实施例展示呈锥形组件的形式，所述锥形组件可用于从固体/气体混合物添加及/或移除气体。插入组件400可用作用于从固体/气体混合物添加及/或移除气体的屏障，诸如冲洗仓102(图1至3)。在所说明的实施例中，插入组件400包含一系列堆叠的倒锥形，诸如最上倒锥形402、中间倒锥形404和最低倒锥形406。中间倒锥形404可延伸到最上倒锥形402的底部中，且最低倒锥形406可延伸到最低倒锥形406的底部中。

最上倒锥形402、中间倒锥形404和最低倒锥形406可具有内部腔室，诸如腔室408、410、412。腔室408、410、412中的每一者可或可不与腔室408、410、412中的一邻近者流体连通。借助于实例，开口可为形成于倒锥形402、中间倒锥形404和最低倒锥形406的上部末端中以允许腔室408、410、412之间的流体连通。中间倒锥形404的实施例可具有其上部部分中的开口，因此中间倒锥形404中的腔室410可与最上倒锥形402的腔室408流体连通。

实施例可包括从插入组件400添加及/或移除到冲洗仓102(图1至3)中的固体/气体混合物的流体的冲洗气体。如所说明，插入进气口414可将冲洗气体输送到最上倒锥形402正下方的区域。插入进气口414可将冲洗气体输送到最上倒锥形402中的腔室408。由于存在流体连通，供应到最上倒锥形402中的冲洗气体流动到中间倒锥形404中的腔室410和最低倒锥形406中的腔室412中。

插入组件400可包括其外壁中的诸如第一气体供应间隙416和第二气体供应间隙418的间隙，所述间隙允许冲洗气体从惰性组件400流入固体/气体混合物流体中。最低倒锥形406的底部还可打开以允许气体从腔室412流入固体/气体混合物流体中。如所说明，第一气体供应间隙416可形成于最上倒锥形416与中间倒锥形404与之间，且第二气体供应间隙418可形成于中间倒锥形404与最低倒锥形406之间。第一和第二气体供应间隙416、418可完全围绕插入组件400的外壁的周界。另外，第一和第二气体供应间隙416、418可分段。引入到插入组件400中的冲洗气体可流动穿过第一和第二气体供应间隙416、418且流入固体/气体混合物流体中。

第一和第二气体供应间隙416、418的实施例可堆叠。第一和第二气体供应间隙416、418被视为堆叠，因为它们一者布置在另一者的顶部上使得此处流动穿过的气体被认为将气体添加到固体/气体混合物流体的同一部分，或从所述部分移除气体，如同仅使用单个间隙。第一和第二气体供应间隙416、418可通过朝内延伸的裙套(诸如第一供应裙套420和第二供应裙套422)将冲洗气体供应到固体/气体混合物。第一供应裙套420可包裹中间倒锥形404且第二供应裙套422可包裹最低倒锥形406。在一些实施例中，第一和第二供应裙套420、422可分段，且分段裙套可放置在相对于插入组件400的纵向轴线的不同位置上或可放置在相对于插入组件400的相同位置处。在所说明的实施例中，第一气体供应裙套420可由中间倒锥形404延伸到最上倒锥形402中的部分形成，且第二气体供应裙套422可由最低倒锥形406延伸到中间倒锥形404中的部分形成。

最低倒锥形406中的开口以及第一和第二气体供应间隙416、418可提供用于浪涌气体添加到冲洗仓102中流动的固体/气体混合物中的区域。第一和第二供应间隙416、418以及最低倒锥形406中的开口可在固体/气体混合物与添加/移除的气体之间提供表面界面424。倒锥形中的每一者(最上倒锥形402、中间倒锥形404和最低倒锥形406)可包括确定此表面界面424的面积的静止角θ，如将在下文关于图5更详细地阐释。此表面界面414的面积还可由第一和第二供应间隙416、418的宽度以及第一和第二供应裙套420、422的角度ρ限定。

现参考图5，展示根据一些实施例的实例堆叠间隙的较详细横截面。气体通常可流入及/或流出插入组件504的外壁516中的上部间隙500和下部间隙502，使得气体可添加到中冲洗仓102(图1至3)及/或从所述冲洗仓移除，从而允许与树脂508与添加/移除的气体之间的表面界面506接触。树脂508可视为固体/气体混合物，由于树脂508可包含(例如)溶解的及/或填隙气体。树脂508的流动的方向在图5上由箭头510表示。面向内的裙套512、514可形成于插入组件504上。

上部间隙500和下部间隙502可各自分别地具有宽度，图5上展示为上部间隙500为宽度w1且下部间隙502为宽度w2。上部间隙500的宽度w1可定义为插入组件506的插入组件504的裙套512与外壁之间的距离。下部间隙的宽度w2可定义为裙套512与裙套514之间的距离。宽度w1、w2可分别地为约0到约r，其中r为插入组件516的半径。在其它实施例中，宽度w1、w2可分别地为约r/2到约r/5，其中r为插入组件516的半径。

裙套512、514与垂直于插入组件504的外壁516的角度ρ可为约70°±15°。裙套404与垂直于插入壁516的角度ρ可为约70°±10°，或70°±5°。(o到r、r/2到r/5)

静止角θ、裙套512、514的角度ρ和上部和下部间隙500、502的宽度w1、w2确定树脂508与一或多种气体之间的此表面界面506的面积。此表面界面506的面积可选择以免在添加及/或移除气体时将固体/气体混合物508流体化。如果树脂508变得流体化，可形成可升高到表面的气泡(不需要的结果)。

用于沖洗来自固体/气体混合物的气体的方法可在图1至5中的任一者的功能性和架构的情形下实施。当然，然而，可在任何所需环境中执行所述方法。

本文中明确公开仅某些范围。但是，来自任何下限的范围可以与任何上限组合以列举出一个未明确列举出的范围，以及来自任何下限的范围可以与任何其它下限组合以列举出一个未明确列举出的范围，以相同的方式，来自任何上限的范围可以与任何其它上限组合以列举出一个未明确列举出的范围。另外地，尽管未明确地列举出，但在一个范围内包括每一点或其端点之间的单独的值。因此，结合任何其它点或单独的值或任何其它下限或上限，每一点或单独的值可以充当其自身的下限或上限，以列举出未明确地列举出的范围。

虽然已详细地描述了本发明及其优点，但是应理解，可以在不脱离如所附权利要求书所界定的本发明的精神和范围的情况下对本发明做出各种改变、替代和更改。

Claims (8)

1.一种用于冲洗固体/气体混合物的方法，其包含：

将所述固体/气体混合物添加到其中具有插入组件的屏障，其中所述插入组件包含堆叠流体间隙，其中所述插入组件包含一系列堆叠倒锥形，该堆叠倒锥形包括第一倒锥形，该第一倒锥形部分地延伸到定位在所述第一倒锥形上方的第二倒锥形的内部腔室中，其中所述第一倒锥形从底部到顶部逐渐变窄，并且其中所述第二倒锥形从底部到顶部逐渐变窄；

当所述固体/气体混合物朝下移动穿过所述屏障时，注入冲洗气体穿过所述插入组件且到所述固体/气体混合物中；以及

当所述固体/气体混合物朝下移动穿过所述屏障时，通过所述插入组件从所述固体/气体混合物移除气体。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述插入组件经配置以使所述屏障中流动的所述固体/气体混合物具有横跨此处的恒定速度剖面。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述注入冲洗气体包含将所述冲洗气体注入到所述堆叠倒锥形中的最上部件段下面的区域中。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述插入组件包含倒锥形和所述倒锥形下面的部件，且其中所述注入冲洗气体包含将所述冲洗气体注入到所述倒锥形下面的区域中。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述移除气体包含从所述部件的最上段移除气体，其中所述最上段的锥形部分延伸到所述倒锥形中。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其中所述移除气体包含使所述气体流动穿过所述堆叠流体间隙，所述堆叠流体间隙形成于所述部件的各段之间。

7.根据权利要求1至2中任何一项所述的方法，其中所述移除气体包含使所述气体流动穿过从所述插入组件朝内延伸的裙套。

8.根据权利要求1至2中任何一项所述的方法，其中所述堆叠流体间隙具有12英寸或更小的垂直间距，且其中所述堆叠流体间隙各自具有r/2到r/5的宽度，其中r为所述插入组件的半径。

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