[发明专利]改进的可堆叠结构反应器

说明书

技术领域

本发明涉及改进的可堆叠结构反应器，这种改进了的反应器可提高效率和生产率，尤其是涉及改进的可堆叠结构反应器，其具有用于增加热传递和反应效率的组件布局。

背景技术

例如那些用来生产氢的重整装置，通常包含暴露于例如火炉等热源之下的反应器管，以维持吸热反应的进行。其它类型的反应，如放热反应，可能要求暴露于例如冷却套管等冷却源之下。为了反应能够正常进行，反应器管可以装有用于进行反应的浸渍了催化剂或者有催化涂层的陶瓷丸。随着时间的推移，陶瓷丸会破碎而受到损坏，而在反应器管中形成粉末。这些粉末会令人不满意地妨碍反应器管中气体的流动，对热传递造成不利影响。此外，陶瓷丸在经过反应器管芯传递的热量方面是有限的。来自位于反应器管外部的热源的低热传递势必要求高炉温、高能耗以及导致反应器管寿命变短或受损的反应器管壁。陶瓷丸在芯中分布不均可能会形成反应特性差的区域和管上的热点，导致性能差和/或寿命缩短。陶瓷丸的内在性质和结构限制导致的有限热传递和气流扰动，大幅度降低了反应效率和生产率。

生产商试图改进反应器管中使用的陶瓷丸，勉强改进了热传递和退化，因此仍需要一种改进的催化剂载体，其能够促进热交换、提供大表面积、提供低压降，并且可以容易地以低成本运行。下面讨论管状反应器中使用的箔片支撑的催化剂的各种实例。

发明内容

提供了一种用于进行催化反应的反应器。所述反应器包括一个布置在反应器管内的中心杆上的扇形装置。所述扇形装置具有用于引导流体流经过所述反应器的径向流体管路。所述流体管路能够有效地沿径向导引流体流向反应器管，以有助于热传递。所述扇形装置有上表面、下表面和外径面。由扇形装置上的波浪形成的径向流体管路，沿着扇形装置外径面终止而形成流体管路开口，例如三角形的开口，这些开口面对着反应器管壁，从而促进从反应器管到反应器内部的热传递。

提供了一种可堆叠结构反应器(SSR)。SSR包括具有上表面、表面和圆形外径面的反应器部件。所述反应器部件可以布置在反应器管内，例如布置在设置于反应器管的内部区域的中心杆上。具有内径和外径的垫圈可以与反应器部件的上表面或者下表面接触。所述垫圈可以从所述反应器部件的圆形外径面沿径向向外延伸，使所述垫圈外径不接触所述反应器管，从而在所述反应器管和所述垫圈的圆形外径之间形成一个环形间隙。

附图说明

下面的图示出了一个或多个实施方式的各个方面，但不是为了将本发明限于所示的实施方式。

图1所示为反应器的剖视图，该反应器具有交替布置的扇形装置和芯的装好的反应器套筒。

图2所示为用在反应器管中布置在中心杆上的交替布置的扇形装置和芯的装好的反应器套筒的侧视图。

图3所示为用在反应器管中布置在中心杆上的芯的透视图。

图4所示为用于在反应器管中在各反应器扇形装置之间都安装有垫圈的堆叠的扇形装置的透视图。

图5所示为扇形装置透视图，有一垫圈附着于扇形装置上表面。

图6所示为扇形装置透视图，有一带分隔突出片的垫圈附着于扇形装置上表面。

图7所示为扇形装置一部分的透视图，有一波浪形垫圈附着于扇形装置下表面。

图8所示为与反应器部件一起使用的雉堞形垫圈的一部分的俯视图。

图9所示为附着于反应器部件上表面的雉堞形垫圈的俯视图。

图10所示为具有与反应器部件一起使用的分隔突出片的雉堞形垫圈的透视图。

图11所示为反应器部件一部分的俯视图，有一雉堞形垫圈与其相邻。

图12所示为反应器部件一部分的透视图，有一带分隔突出片的雉堞形垫圈附着于其上。

图13所示为用于形成雉堞形垫圈或反应器部件的雉堞形坯料基板的一部分的俯视图。

图14所示为用图13所示雉堞形坯料基板形成的雉堞形垫圈的一部分。

图15A所示为竖直布置在中心杆上的扇形装置的装好的反应器套筒的侧视图，其中各扇形装置绕着其周边都有单一的一个豁口。

图15B所示为竖直布置在中心杆上的扇形装置的装好的反应器套筒的侧视图，其中各扇形装置绕着其周边都有多个豁口。

图16所示为竖直布置在中心杆上的扇形装置的装好的反应器套筒的侧视图，其中各扇形装置绕着其周边都有单一的一个豁口。

图17所示为竖直布置在中心杆上的扇形装置的装好的反应器套筒的侧视图，其中各扇形装置绕着其周边都有单一的一个豁口。