[发明专利]包含流体分布介质的容器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年2月16日提交的美国临时申请号61/152,912的权益。

发明背景

本发明总体上涉及随机定向的陶瓷介质(ceramic media)的一个床，该陶瓷介质被用来通过在流体经过该床时在一个越来越大的区域上重定向该流体来改进一种流体的分布。更具体地，本发明是针对一个床顶部物介质，该顶部物介质定位于一个化学反应器的保护容器(containmentvessel)的一端，该保护容器将一种流体在一层部件上重新分布，该层部件可以包括多种材料，诸如催化活性材料、吸附剂或活性炭。

一个专利的一个实例是US 6,291,603，该专利披露了可以用来减少在一个化学反应器中的一种流体的分布不当的流体分布材料。

概述

本发明通过将多个流体转向通道结合在该介质的外表面之中来提供被布置在随机定向的陶瓷介质的一个床上的一个进入流体流的改进的重新分布。这些通道被配置为在该流体流经该床时俘获该流体的一部分并且然后将其重定向。在某些情况下，该介质可以导致该流体垂直于进入流体的初始方向流动。

在一个实施方案中，本发明包括一个容器，该容器包括一个流体进入点以及一个床。该床包括一个第一层，该第一层包括布置在其中的多个单独的元件。在该第一层中的至少大部分元件包括随机定向的陶瓷介质。该陶瓷介质包括一个外表面，该外表面具有一个或多个在其中形成的流体转向通道。该床还包括一个第二层，该第二层包括多个部件，其中大部分部件是与该陶瓷介质实体上不同的。该床的第一层被定位在该第二层与该流体进入点之间。

附图简要说明

图1是包括本发明的容器的一个化学反应器的一个截面；

图2是用在图1所示的第一层中的一个陶瓷介质的一个第一实施方案的透视图；

图3是用在图1所示的第一层中的一个陶瓷介质的一个第二实施方案的端视图；

图4是一个流体分布模式的理论截面视图；

图5是一个液体分布测试设备的示意图；

图6示出了图5所示的测试设备的中心、中间以及外部区域的图；并且

图7是压力下降对质量速度的曲线图。

详细说明

如在此使用的，短语“化学处理装置”意在说明设备，如罐、燃烧炉、燃烧室、管路、等等，它容纳一种或多种原料并且然后化学地和/或物理地将其转化为从该装置中排出的一种或多种最终产品。该转化可能涉及：利用一种催化剂将多种原料转化为一个最终产品的一个化学反应；解吸或吸收作用；原料的物质状态的一个物理变化(例如，液态到气态)；和/或原料温度的增加或减小。化学反应器被广泛地用在用于多种目的的化学制造工业中并且被认为是短语化学处理装置的一个子设备。化学反应器可以包括一个容器，在该容器中发生转化过程。

化学反应器通过提供一个其中具有一个反应区的容器生成一个最终产品，在该反应区中两种或多种反应物可以相互作用以生产一个最终产品，该化学反应器还可以包括定位在该反应区的一端的一个床的顶部物材料的层以及定位在该反应区的相对端的一个床的支撑材料的层。商业上可获得的床的顶部物材料的实例包括陶瓷球和网状泡沫。该床的顶部物材料的一个功能是接受布置在床的顶部物材料层的一个固定区域上的一种进入流体并且然后当该流体经过并且流出该床的顶部物层时在一个更大的区域上重定向该流体。该进入流体可以经由通常称为一个分配器的一个机械设备而布置在该床的顶部物层上，该分配器可以包括一个或多个喷嘴。该分配器可以在此被描述为一个“流体进入点”。术语“流体进入点”还可以描述一个单独的管或多个管，这些管共同地或单独地将一种或多种流体布置在该床的顶部物层上。当该进入流体接触该床的顶部物时，该流体本身形成一个进入流体分布模式。当该流体流出该床的顶部物材料时，该流体本身形成一个最终流体分布模式。已知由陶瓷球制成的床的顶部物提供了该进入流体的一种适度的重新分布，但是对于使用球来大量增加的重新分布的不断需要仍未得到实现。类似地，由网状陶瓷泡沫制成的床的顶部物可以包括多个网状构件，这些网状构件限定了经过该陶瓷材料的流动通道。这些网状构件将该进入流体再分为多个更小的液流，这些液流然后流经该反应器。虽然将一个更大的单独的液流再分为许多更小的液流对于一些工业过程可能是足够的，但是如果该化学反应器的操作取决于一种或多种流体的一个宽的同质的分布，那么一个流体在比进入流体分布模式大得多的一个区域上的侧向重新分布可能是必须的。