[发明专利]用于可堆叠结构反应器的可膨胀中心

说明书

技术领域

本发明涉及具有提高的效率和生产率的改进的可堆叠结构反应器，具体地，涉及具有用于提高热传递和反应器效率的可膨胀中心装置的改进的可堆叠结构反应器。

背景技术

用于执行催化反应的反应器部件，诸如用于产生合成气或氢气的反应器部件，可总体接触暴露于热源(例如锅炉)的反应器管以支持反应。相反，其他类型的反应，诸如放热反应，需要冷却源，诸如冷却套。反应器管可加载有部件的各种布置，诸如，扇形结构、翅片、线圈、泡沫或整体柱形式的箔片支撑或构造的催化剂。在一些例子中，反应器部件可以是可膨胀的，诸如由箔片形成的部件，例如，扇形结构。

为了改进通过反应器的热传递和流体流，可改进箔片支撑催化剂的配合。在反应器管中，可膨胀的催化剂涂覆的反应器部件可被放置为用以增加热传递，诸如接触或受控制地靠近暴露于加热源或冷却源的反应器壁。因此，期望使反应器与附件配合以促进增加的热传递和反应器效率。本文论述用于改进反应器性能的膨胀中心和布置的各个实施例。

发明内容

本文描述在诸如转换器的反应器中使用的可膨胀中心装置，以提高热传递和反应器效率。可膨胀中心装置可包括横跨反应器或部分反应器的长度的中心支撑件，一个或多个圆锥体沿中心支撑件的长度放置在中心支撑件上，并且一个或多个膨胀重物也沿中心支撑件的长度放置在中心支撑件上。一个或多个膨胀重物中的至少一个可布置在中心支撑件上圆锥体的上方，以促进膨胀并沿径向方向提供用于膨胀的力。在圆锥体膨胀期间，一个或多个圆锥体及一个或多个膨胀重物能够在中心支撑件上滑动。

诸如转化管的反应器可包括可膨胀中心装置。反应器可包括用于容纳反应器部件的外管和用于容纳可膨胀中心装置的内管。反应器部件可以是可膨胀催化剂支撑件，其占据同心布置的外管和内管之间的环形空间或其一部分。内管可沿径向方向膨胀。位于内管内的可膨胀中心装置可包括一个或多个圆锥体，其中，一个或多个圆锥体可沿径向方向膨胀。圆锥体的最外侧外径表面可接触内管。可膨胀中心装置还可包括一个或多个膨胀重物。优选地，膨胀重物不接触内管。一个或多个膨胀重物中的至少一个可接触一个或多个圆锥体，例如，成交替的堆叠图案。一个或多个膨胀重物促进膨胀并沿径向方向提供用于一个或多个圆锥体膨胀的力。推动膨胀重物的额外的外力可用于进一步膨胀圆锥体，例如，在安装反应器部件期间。在圆锥体膨胀期间，一个或多个圆锥体及一个或多个膨胀重物能够在中心支撑件上滑动。

附图说明

以下附图图示了本发明的一个或多个实施例的各个方面，但并非意在使本发明受限于所示实施例。

图1A示出堆叠的圆锥体和膨胀重物的膨胀中心装置的立体图。

图1B示出适于在膨胀中心装置中使用的可径向膨胀的波纹圆锥体的立体图。

图2示出具有膨胀中心装置的反应器管的剖视图，膨胀中心装置包括面向下的圆锥体和膨胀重物，其中，膨胀中心装置处于坍缩位置。

图3示出图2的反应器管的剖视图，其中，膨胀中心装置处于膨胀位置，从而使得反应器部件接触反应器管。

图4示出具有膨胀中心装置的反应器管的剖视图，膨胀中心装置包括面向上的圆锥体和膨胀重物。

图5示出具有膨胀中心装置的反应器管的剖视图，膨胀中心装置包括面向上的圆锥体和膨胀重物。

图6示出具有膨胀中心装置的反应器管的剖视图，膨胀中心装置包括一系列相对的圆锥体和膨胀重物。

具体实施方式

如在此使用的，当给出诸如5-25的范围时，这表示至少或大于5，并且单独地和独立地，小于或不大于25。所有反应器部件或部分反应器部件(诸如，圆锥体、膨胀重物、催化剂支撑件、中心支撑件以及内和外管)的构造材料如在此论述地可包括现有技术中已知的任何合适的材料，例如，金属、有色金属、金属箔、钢、不锈钢、合金、箔、诸如塑料或玻璃的非金属、陶瓷或其组合。

在此描述的反应器，有时被称作可堆叠结构反应器(“SSR”)，可包括围绕中心支撑件(诸如，中心棒、心轴、管子或支柱等)布置或堆叠在中心支撑件上的多个催化剂支撑部件，以便形成大体环形剖面(当沿流体流过反应器的方向观看时)的整体柱。整体柱或堆叠的催化剂支撑件可占据两个同心布置的管(诸如外管与内管)之间的全部或部分环形空间。如在此描述的，反应器和相关反应器部件的各种修改和实施例可结合可膨胀中心装置使用以提高热传递和反应器效率。