CN111065877A - 热交换器 - Google Patents

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Abstract

一种热管配置的热交换器(10)，用于通过热传递流体在第一工艺流和第二工艺流之间传递热量，该热交换器包括：至少一个第一工艺流通道(19)；至少一个第二工艺流通道(29)；以及壳体(11)，该壳体将第一和第二工艺流通道(19、29)封闭在容积(55)内。由于热传递过程，容积(55)被热传递流体的汽相和液相完全充满。第一和第二工艺流通道(19、29)由分离区(50)隔开，该分离区能够使所述汽相和液相重力分离并限制液相热传递流体在第一工艺流通道(19)周围的积聚。除其他应用外，这种热交换器可用于替代拜耳工艺设备中的闪蒸冷却阶段。

Description

热交换器
技术领域
本发明涉及一种热交换器，并且特别是涉及一种热虹吸热管式热交换器。
背景技术
从料浆和结垢流体中回收热量通常是通过将料浆或流体闪蒸至较低压力并在热交换器中冷凝闪蒸的蒸汽以加热较冷的工艺流来进行的。
例如，在具有低温蒸煮(约145℃)的氧化铝精炼厂中，通常具有3个蒸煮闪蒸罐联机，而在高温蒸煮(通常≥240℃)中，在氧化铝精炼厂的蒸煮部分中通常具有10个闪蒸罐联机。闪蒸罐中的合理温度下降为12℃，但其可以更高，尤其是在高温蒸煮精炼厂中时可以更高。精炼液通常具有8℃的沸点升高，而热交换器的接近点温度可低至2℃。这意味着蒸煮中的净加热必须至少在12+8+2℃左右，或通常高于22℃，在低温蒸煮中通常约为25℃，而在高温蒸煮中则更高。
来自蒸煮闪蒸罐的蒸汽始终包含微量的精炼液，该精炼液会导致热交换管路的外部结垢，无论这些热交换管路是壳管式热交换器中的管路还是夹套管式蒸煮器中的“管路”。由于其在热交换器或管式蒸煮器的“壳体侧”上，因此这种垢很难去除。
闪蒸罐由于其几何形状和尺寸而可以通过机械手段手动地除垢；而管路的内部更容易清洗，无论是通过湍流化学清洗还是通过半自动机械手段清洗。
除了精炼厂的高能耗要求之外，闪蒸罐在蒸煮过程中的另一个缺点是流经蒸煮闪蒸罐的溶液的苛性碱浓度增加，这会降低精炼厂的生产率。
从传统的氧化铝精炼厂的沉淀料浆中回收热量是不切实际的，因为利用蒸煮料浆的闪蒸冷却和与蒸煮进料流进行热交换的现有技术无法在蒸煮中使用额外的热量。通常，精炼厂甚至会增加精炼厂的沉淀部分中的热损失。
如美国专利5,027,891中所述，基于热管的热交换器可以被应用以实现明显低于22℃的接近点温度。热交换器通常是具有多个导管和作为热传递流体的水(H2O，R-718)的壳管式热交换器。由于“冷”管位于“热”管上方，因此不需要芯，所以重力将冷凝物返回到“热”管周围的流体中。不幸的是，当需要时使用多个紧密堆积的管以使传统的壳管式热交换器中的热传递面积最大化可能会导致操作性问题，因为随着热传递流体在“冷”管周围积聚热交换器的溢流的可能性降低了其热传递效率。据申请人知晓，美国专利号5,027,891的热交换器尚未在商业上使用。
发明内容
本发明的目的是避免可操作性问题，诸如由于热交换器、特别是热管类型的热交换器中的溢流引起的问题。这样的热交换器可以有用地用于例如氧化铝工业的工业中，但是本发明不限于用于氧化铝精炼或通过闪蒸罐和热交换器进行热回收的任何工艺。
鉴于这个目的，本发明提供了一种热虹吸热管配置的热交换器，用于通过热传递流体的介质在第一工艺流和第二工艺流之间传递热量，该热交换器包括：
至少一个第一工艺流通道；
至少一个第二工艺流通道；和
壳体，该壳体将所述多个第一工艺流通道和第二工艺流通道封闭在一容积内，由于热传递过程，所述容积被所述热传递流体的汽相和液相完全充满，其中所述至少一个第一工艺流通道和所述至少一个第二工艺流通道由分离区隔开，所述分离区能够使所述汽相和液相分离并限制液相热传递流体在所述第一工艺流通道周围的积聚。有利地，热交换器包括多个第一工艺流通道和第二工艺流通道以提高热传递效率。管或管道内包含一种方便的通道形式，在以下描述中术语“通道”、“管”和“管道”可以互换使用。
第一工艺流通道或管可以包含将通过热传递流体的汽相的冷凝而被加热的流，优选为溶液流。溶液流可以是料浆。第一工艺流通道可以被称为“冷”管。然后，第二工艺流通道或管方便地包含将通过热传递流体的液相的蒸发而被冷却的流，优选为溶液流。溶液流可以是料浆。第一工艺流管通常位于第二工艺流通道上方，其中热交换器是热虹吸热管式热交换器。第二工艺流管可以被称为“热”管。管的直径应选择得尽可能小，以提供最大的换热表面积，但不会因合理的化学和/或机械清洗时间而造成堵塞的风险，对于常规液压或泵送***而言，压降也不会太大。
第一和第二工艺流管可以以多种方式布置。第一和第二工艺流管可以具有相同的布置，例如，均平行地或成束地布置。第一和第二工艺流管也可以布置成离散的组或束，每组中具有相同或不同数量的管。第一和第二工艺流管的直径可以相同或不同。例如，与“热”管相比，“冷”管可以具有较小的直径，从而共同提供较大的表面积。一种方法是将第一工艺流管布置在常规的壳管式冷凝器布置中，并且将第二工艺流和夹带分离区布置在常规的壳管式再沸器布置中。例如，第一工艺流管的管间距可以是第一工艺流管直径的1.25，这是常规壳管式冷凝器中典型的管间距，而第二工艺流管的管间距可以为第二工艺流管直径的1.5至2.0，这是常规壳管式再沸器中典型的管间距。
第一工艺流管和第二工艺流管可以由布置在分离区中的一个或多个挡流板分开。包括方便地呈金属板的形式的挡流板将增加达到溢流点的热负荷，并且取决于所选的热传递流体可能是有利的。挡流板可以设置在热交换器中，以沿着期望的路径引导蒸汽和/或冷凝物，该期望的路径被选择为进一步最小化溢流风险。为此，将挡流板与壳体期望地间隔开一间隙，以沿着远离上升的蒸汽朝向壳体“推动”冷凝物的路径引导蒸汽，从而使蒸汽速度对溢流热交换器的影响最小化。
将第一工艺流管和第二工艺流管内的压力期望地保持在液相的蒸汽压力之上，以避免两相流。
热交换器能够通过重力使所述热传递流体的液相和汽相分离。可以使用芯(wick)，但不应该是必须的。夹带分离器可以安装在分离区中。对于给定的热传递流体，分离区的高度和水平横截面积足以使冷凝物通过重力达到与汽相所需的液体分离程度。分离区的设计方式可以与常规壳管式再沸器中的分离区相同，例如，最大蒸汽速度可以通过布朗-苏德斯(Souders Brown)方程定义：
Figure BDA0002401987390000041
其中：V＝最大热传递流体蒸汽速度(m/s)
k＝常数(m/s)
ρL＝热传递流体液体的密度(kg/m3)
ρL＝热传递流体蒸汽的密度(kg/m3)
与常规的再沸器分离区中使用的常数类似，Souders-Brown方程常数k可以设置为0.2m/s。
选择热传递流体和热交换器横截面积，使得热传递流体蒸汽速度足以避免溢流。通过选择在正常热交换器操作温度下具有高热通量(每水平横截面积的能量流，例如KW/m2)的流体，所选择的热传递流体期望地降低了蒸汽向上速度。优选的参数包括以下一种或多种：高蒸发热；高蒸汽压力；液体和蒸汽密度的高差；和高沸腾和冷凝的热传递系数。热传递流体可以选自已知的制冷剂和热管热传递流体。
第一工艺流管和第二工艺流管可以分别布置在离散的容器中，即热容器和冷容器，这些容器通过单独的通道连通。其中一组这样的通道可以使蒸汽从热容器行进到冷容器。另一组通道可以使冷凝的热传递流体从冷容器返回到热容器。
在这种情况下，如果期望增加热传递效率，则可以压缩汽相的一部分或全部以提高冷凝温度。压缩会增大蒸汽压力，并且因此提高冷凝温度，从而增加热交换器中用于热传递的驱动力。可以分别对热传递流体的蒸汽和冷凝物使用压缩机和限制件(诸如孔口)的组合，以减小热传递面积，或者以将热交换器***的接近点温度降低到较小值或者甚至降低到负值。
本发明还提供了一种用于在热管配置的热交换器中通过热传递流体的介质在第一工艺流和第二工艺流之间传递热量的方法，该方法包括：
将第一工艺流引导通过至少一个第一工艺流通道；
将第二工艺流引导通过至少一个第二工艺流通道；和
将热传递流体置于壳体中，所述壳体将所述第一工艺流通道和所述第二工艺流通道封闭在容积内，由于热传递过程，所述容积被所述热传递流体的汽相和液相完全充满，其中所述至少一个第一工艺流通道和所述至少一个第二工艺流通道由分离区隔开，所述分离区能够使所述汽相和液相分离并限制液相热传递流体在所述至少一个第一工艺流通道周围的积聚。有利地，热交换器包括多个第一和第二工艺流通道以提高热传递效率。
除了上述因素之外，最佳热传递流体的选择还取决于采用热交换器的过程的操作温度范围。因为可以使用多种制冷剂和热管热传递流体而在不受限制的情况下，在100℃下使用的一些优选热传递流体是水(H2O，R-718)、氨(NH3，R-717)，氯甲烷(CH3Cl，R-40)、丁烷(C4H10，R-600)、氯乙烷(C2H5Cl，R-160)和十二氟戊烷(C5F12，R-4-1-12)。所述热传递流体被选择为具有高于用于化学工艺的期望温度范围的临界点。将热传递介质方便地选择为具有热稳定性并且在整个热交换器工作温度范围内不结垢。例如，尽管水(H2O，R-718)可以用作在100℃下运行的热传递介质，但其选择不是优选的，因为其他流体、诸如氨(NH3，R-717)和氯乙烷(C2H5Cl，R-160)在其溢流点处具有较高的热通量，并且因此在此温度下较不易发生溢流。
所述热交换器和方法可用于一系列工业中，例如用于氧化铝工业中包括的湿法冶金工艺中，在氧化铝工业中，如上所述，热交换器可以用于替代拜耳工艺设备中的常规闪蒸冷却***，在拜耳工艺设备的情况下中，第一和第二工艺流可以称为拜耳工艺流。热交换器可以包括在管状反应器内，诸如氧化铝工业中使用的管状蒸煮器。热交换器也可以用在其他管式反应器中。
附图说明
从其优选实施例的以下描述可以更充分地理解热交换器和热传递过程。参照附图进行这种描述，在附图中：
图1是用于现有技术的拜耳工艺的流程图。
图2是用于拜耳工艺的流程图，其包括本发明的实施例的热交换器。
图3a是根据本发明的第一实施例的热交换器的横截面图。
图3b是根据本发明的第二实施例的热交换器的横截面图。
图4是根据本发明的第三实施例并且包括挡流板的热交换器的横截面图。
图5是根据本发明的第四实施例并且包括挡流板布置的热交换器的横截面图。
图6是根据本发明的第五实施例并且包括挡流板布置的热交换器的横截面图。
图7是根据本发明的第六实施例并且包括挡流板布置的热交换器的横截面图。
图8是根据本发明的第七实施例并且包括挡流板布置的热交换器的横截面图。
图9是热交换器的横截面图，其中第一和第二工艺流通道布置在两个单独的容器中。
图10是热交换器的横截面图，其中在蒸汽流中具有压缩机，并且在第一和第二工艺流通道之间的液体管线中的限制器布置在两个单独的容器中。
具体实施方式
现在参照图1，现有技术的拜耳工艺设备1在蒸煮阶段和赤泥分离阶段之间采用闪蒸冷却。将铝土矿磨碎并在加热的蒸煮器中利用苛性碱溶液溶解出。可以根据本领域的已知实践使用低温或高温蒸煮工艺。然后，在通常需要大量空间的闪蒸冷却***中，将包含含有溶解的铝酸钠值的溶液部分以及由未溶解的铝土矿和脉石组成的固体部分的料浆冷却。闪蒸冷却是由于连续的减压步骤而发生的，通常在高温蒸煮过程中大约需要十个步骤，而在低温蒸煮过程中通常需要三个步骤，这会导致一些溶液部分蒸发成蒸汽。该蒸汽用于加热废液或再生溶液，或加热这些溶液和铝土矿的料浆以返回到蒸煮器。闪蒸冷却中的热传递效率受到诸如上述的因素的限制，特别是闪蒸阶段中的沸点升高和温度下降。溶液流的结垢和浓缩也会引起操作效率问题。
在图2的拜耳工艺设备100中并且尤其是在蒸煮和沉淀部分中，图1的闪蒸冷却阶段被多个热交换器10取代。热交换器10具有热虹吸型的热管配置，用于通过热传递流体的介质在热的母液流或含有溶解的铝酸钠和未溶解的铝土矿和脉石的料浆以及较冷的废液流或废液和铝土矿的料浆之间传递热量。如图3a至图9中所示，热交换器10包括多个第一工艺流管和多个第二工艺流管，所有这些工艺流管均为圆柱形几何形状并且由诸如碳钢、不锈钢、镀镍或镍之类的导热材料制成。圆柱形壳体11包围第一工艺流管和第二工艺流管，该第一工艺流管和第二工艺流管在容积55内水平地延伸，该容积55由于热传递过程而完全被汽相和液相的热传递流体充满。液相的热传递流体形成液体容积35，第一工艺流管完全浸入在液体容积35中。选择热传递流体时要考虑以下因素。取决于操作温度，水(H2O，R-718)可能不是用于该应用的优选热传递流体，因为水趋于以比其他可能的热传递流体低的热传递通量使热交换器10溢流。这样的热传递流体可以例如但不限于选自制冷剂和热管热传递流体，包括氨(NH3，R-717)、氯甲烷(CH3Cl，R-40)、丙烷(C3H8，R-290)、丁烷(C4H10，R-600)、氯乙烷(C2H5Cl，R-160)、八氟丙烷(C3F8，R-218)和十二氟戊烷(C5F12，R-4-1-12)的组可能是解决此类问题的优选方法。
随着热量从热管传递到热传递流体，热传递流体部分汽化。具有热传递流体的饱和蒸汽上升到分离区，然后，在分离区处，热传递蒸汽主要朝向冷管上升并冷凝，因此汽化的潜热从热传递流体传递到冷管。在此过程中将废液或废液和铝土料浆加热。
多个第一工艺流管和多个第二工艺流管由分离区50隔开，该分离区的高度和水平横截面足以使所述汽相和液相通过重力分离并限制液相热传递流体在所述第一工艺流管周围的积聚。
在图2中，用热交换器10代替沉淀中的冷却，在热交换器10中，沉淀料浆是“热”工艺流，而废液是“冷”工艺流。如果过程的热平衡需要，则可以使用热交换器10，在热交换器10中，沉淀料浆是热流，而冷却流体(诸如冷却水)可以是“冷”流。
图3a示出了具有单个热管29和单个冷管19的热交换器10。在大多数情况下，通过提供多个热管和多个冷管可以提高热传递效率。
图3b示出了具有三个热管30和三个冷管20的热交换器10，所有这些热管和冷管均具有相同直径，从而足以避免由于结垢而造成的阻塞。热管30和冷管20以相同的方式布置。
图4示出了热交换器10，该热交换器10包括通过金属板形式的挡流板59与冷管21分开的热管31。热管31和冷管21具有相同的直径。挡流板59通过以将冷凝物朝向外壳11的外周“推动”并通过小间隙59a这样的方式引导蒸汽来增加到达溢流点的热负荷；因此，使蒸汽速度对溢流热交换器10的影响最小化。冷凝物将趋于通过重力经由有目的地设置在挡流板59和外部壳体11之间的小间隙59a而返回到外壳11的基部。应该理解的是，可以选择间隙59a的尺寸以获得期望的冷凝物流动特性。
图5示出了具有三个热管32和三个冷管22的热交换器10，所有这些热管和冷管均具有相同的直径。挡流板60、61和62将热管32与冷管22分开。挡流板61和62以这样的布置来协作：该布置旨在通过沿着以将冷凝物朝向外部壳体11的外周“推动”的路径引导蒸汽来增加到达溢流点的热负荷；因此，使蒸汽速度对使热交换器10溢流的影响最小化。冷凝物将趋于通过重力经由有目的地设置在挡流板60和61以及外部壳体11的挡流板62之间的小间隙60a返回到外部壳体11的基部。再次理解，可以选择间隙60a的尺寸以获得期望的冷凝物流动特性。
图6示出了热交换器10，在该热交换器10中，将冷管布置成两个离散的组或束180和190，其中冷管182和192在这种情况下均具有相同的直径。束180和190通过挡流板165和166与热管束190分开，以用于增加到达溢流点的热负荷。热管172的直径大于冷管182和192的直径，例如，与1英寸的直径相比，其直径为2英寸。热管182承载有包括侵蚀性固体的结垢母液。
图7示出了热交换器10，在该热交换器10中，将冷管布置成两组或束220和240，其中冷管222和242均具有相同的直径。束220和240通过挡流板160和161与三个热管束230分开，以用于增加到达溢流点的热负荷。水平且平行地布置的热管172的直径比冷管222和242的直径大，例如与1英寸的直径相比具有2英寸的直径。热管230承载有包含腐蚀性固体的结垢母液。因为图6和7的热交换器10具有类似的操作条件并且图7中的热交换器10具有更多的“冷”管222和242，因此外部壳体11的宽度必须更宽以允许更高的热负荷，并因此允许在相同的热传递流体和由此相同的溢流点上升速度下上升更高的蒸汽量。
图8是其中由于超过一个的冷管穿过热交换器10因此冷管207和216的数量比图7中的冷管多的实施例。图8示出了热交换器10，在该热交换器10中，冷管布置成两组或束205和215，其中冷管207和216均具有相同的直径。束205和215通过两个相对较小的(与容积55相比)的挡流板155和156与热管230分开，以用于增加到达溢流点的热负荷。水平且平行地布置的热管272的直径比冷管207和216的直径大，例如与1英寸的直径相比具有2英寸的直径。热管272承载有包含腐蚀性和结垢固体的母液。与图7中的热交换器相比，这种布置使得能够减小冷管207和216上的对数平均温差(LMTD)，同时增大热管272上的LMTD。
图9示出了用于热交换器10的两容器式布置，该布置也可以被当做热交换器***。三个热管127水平且平行地布置在热容器120内。热管127的直径例如可以是2英寸。来自蒸发的热传递流主体134的蒸汽上升通过蒸汽-液体分离容积315，以通过蒸汽通道330被携带到冷容器110中，该冷容器110包含例如直径为1英寸的冷管117的束115。这种布置的优点是蒸汽将热传递流体冷凝物朝向容器110的底部“推动”。冷凝的热传递流体通过热传递流体返回通道350返回到热容器120。
尽管上面示例中提到的直径为1英寸的管可以承载结垢流体，但固体却很少或非常细微，例如在氧化铝精炼厂中承载废液的固体。结垢也可以通过壳管式热交换器的领域中已知的方法容易地解决。可以避免机械除垢。
可以将常规的夹带分离器(未示出)安装在蒸汽-液体分离容积315中，以进一步增加发生溢流的热负荷。这些夹带分离器可以是但不限于网孔和/或障板(chicane)类型。在导管330内，可以进行进一步的夹带分离(未画出)，例如，利用旋风分离器，分离出的热传递液体在该旋风分离器处返回到热传递主体134。
图10示出了与图9所示的热交换器类似的热交换器10，不同之处在于，图10的热交换器10在蒸汽通道520上具有压缩机515，并且在冷凝物返回通道上具有限制件505，诸如孔口或控制阀。热容器120A具有热管537。冷容器110A具有显著较大量的较小直径的冷管517。压缩机515和孔口或控制阀505的组合部署会产生较高的温度差，因此可以减小热传递面积或可以处理“热”流和“冷”流之间较小的并且甚至是负的温差。
在上述每种情况下，可以采用与常规壳管式再沸器中的分离区相同的方式设计分离区，例如，最大蒸汽速度可以通过布朗-苏德斯(Souders Brown)方程定义：
Figure BDA0002401987390000101
其中：V＝最大热传递流体蒸汽速度(m/s)
k＝常数(m/s)
ρL＝热传递流体液体的密度(kg/m3)
ρL＝热传递流体蒸汽的密度(kg/m3)
与传统的再沸器分离区中使用的常数类似，Souders-Brown方程常数k可以设置为0.2m/s。
热交换器10的热传递效率高于通过常规的闪蒸冷却所达到的效率，并且在氧化铝精炼厂的情况下，能够以较小的工厂占地面积实现更高的生产率，较小的工厂占地面积可以降低加工工厂的建造成本。将理解的是，热交换器可以用于其他湿法冶金和化学应用。
如本说明书中所描述的对热交换器和热传递过程的修改和变化对于本公开的技术人员而言是显而易见的。这样的修改和变化被认为在本发明的范围内。

Claims (21)

1.一种热管配置的热交换器，用于通过热传递流体的介质在第一工艺流和第二工艺流之间传递热量，该热交换器包括：
至少一个第一工艺流通道；
至少一个第二工艺流通道；和
壳体，该壳体将所述多个第一工艺流通道和第二工艺流通道封闭在容积内，由于热传递过程，所述容积被所述热传递流体的汽相和液相完全充满，其中所述至少一个第一工艺流通道和所述至少一个第二工艺流通道由分离区隔开，所述分离区能够使所述汽相和所述液相分离并限制液相热传递流体在所述至少一个第一工艺流通道周围的积聚。
2.根据权利要求1所述的热交换器，包括多个呈管形式的第一工艺流通道和第二工艺流通道。
3.根据权利要求1或2所述的热交换器，其中，所述第一工艺流通道包含将通过所述热传递流体的所述汽相的冷凝而被加热的流，优选地溶液流，并且所述第二工艺流通道包含将通过所述热传递流体的所述液相的蒸发而被冷却的流，优选地溶液流。
4.根据权利要求3所述的热交换器，其中，所述第一工艺流通道位于所述第二工艺流通道上方。
5.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器，其中，所述第一工艺流通道和所述第二工艺流通道平行地布置。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的热交换器，其中，所述第一工艺流通道和所述第二工艺流通道布置在离散的管束中。
7.根据权利要求6所述的热交换器，其中，每个束具有相同数量的管，所述管可选地具有相同的直径。
8.根据权利要求6所述的热交换器，其中，每个束具有不同数量的管，所述管可选地具有相同的直径。
9.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器，其中，所述第一工艺流通道和所述第二工艺流通道由至少一个挡流板分开，所述挡流板将冷凝物远离上升的蒸汽朝向所述热交换器的所述壳体引导。
10.根据权利要求9所述的热交换器，其中，所述至少一个挡流板与所述壳体间隔开一间隙。
11.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器，其中，所述第一工艺流通道和所述第二工艺流通道内的压力保持在所述液相的蒸汽压力以上，以避免两相流。
12.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器，其中，第一工艺流通道和第二工艺流通道分别布置在离散的容器中，所述离散的容器通过单独的通道连通，一组通道使蒸汽能够从热容器行进到冷容器，另一组通道可选地使冷凝的热传递流体从所述冷容器返回到所述热容器。
13.根据权利要求12所述的热交换器，其中，所述汽相的一部分或全部被压缩以提高冷凝温度。
14.根据权利要求12或13所述的热交换器，包括分别针对所述热传递流体的蒸汽和冷凝物的压缩机和限制件的组合。
15.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器，其中，选择热传递流体和热交换器的横截面面积，使得热传递流体蒸汽速度足以避免溢流。
16.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器，其中，在所述分离区中安装有夹带分离器。
17.一种用于在热管配置的热交换器中通过热传递流体的介质在第一工艺流和第二工艺流之间传递热量的方法，该方法包括：
将第一工艺流引导通过至少一个第一工艺流通道；
将第二工艺流引导通过至少一个第二工艺流通道；和
将热传递流体置于壳体中，所述壳体将所述第一工艺流通道和所述第二工艺流通道封闭在容积内，由于热传递过程，所述容积被所述热传递流体的汽相和液相完全充满，其中所述至少一个第一工艺流通道和所述至少一个第二工艺流通道由分离区隔开，所述分离区能够使所述汽相和液相分离并限制液相热传递流体在所述至少一个第一工艺流通道周围的积聚。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述热传递流体选自制冷剂和热管热传递流体，所述制冷剂和热管热传递流体可选地选自由氨(NH3，R-717)、丙烷(C3H8，R-290)、丁烷(C4H10，R-600)、氯甲烷(CH3Cl，R-40)、氯乙烷(C2H5Cl，R-160)、八氟丙烷(C3F8，R-218)和十二氟戊烷(C5F12，R-4-1-12)组成的组。
19.根据权利要求17或18所述的方法，其中，所述热传递流体被选择为具有高于用于化学工艺的期望温度范围的临界点，所述热传递流体被选择为具有热稳定性并且在整个热交换器操作范围中不结垢。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的方法，其中，所述第一工艺流和所述第二工艺流是拜耳工艺流。
21.根据权利要求17至20中任一项所述的方法，其中，所述热交换器包括在管式反应器中，所述管式反应器诸如为氧化铝工业中使用的管式蒸煮器。
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