用于与催化剂结构一起使用的密封件制造技术

本文描述了一种用于引导反应器管、比如重整器中的流体流的柔性密封件，用于增强传热和反应器效率。密封件能够由波纹状金属箔制成，所述波纹状金属箔能够沿着径向方向扩展，用于适应管状反应器中的反应器部件在操作期间的扩展和收缩。密封件能够阻塞或者重定向通过反应器的流体流。通过密封件将流体引导至反应器内部并且减少或者消除绕过反应器部件的外圆周周围的流体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种与反应器部件一起使用的改进的密封件，所述反应器部件包括用在反应器管中的由箔支撑并构造成的催化剂，并且特别地，本专利技术涉及一种改进的密封件，用于通过将流体流引导通过反应器部件而增大传热和反应器效率。
技术介绍
用于实施催化反应的反应器部件(比如，用于制造合成气或氢气的反应器部件)通常能够接触暴露于例如燃烧气体的热源的反应器管，以支持反应。相反地，比如放热反应的其它类型的反应可能需要冷却源(比如冷却套管)。反应器管能够利用反应器部件的各种布置(比如呈扇形件、散热片、盘管、泡沫或者整体件形式的由箔支撑或者构造成的催化剂)进行装载。在一些情况中，反应器部件能够扩展，比如由箔形成的反应器部件，例如，扇形件。可扩展的被催化剂覆盖的反应器部件能够定位成增大传热，比如与暴露于加热源或者冷却源的反应器壁接触或者受控地靠近该反应器壁。为了改善传热和通过反应器管的流体流，能够使用这样的密封件，所述密封件装配到由箔支撑并构造成的催化剂，或者所述密封件构造成具有由箔支撑并构造成的催化剂。能够引导乃至阻塞通过反应器的流体流，以增强从反应器壁的传热并且确保流体将那些能量传递到反应器部件的整个表面区域，比如反应器的中心附近。因此，期望的是为反应器装配密封件，这促进了增大的传热和反应器效率。在此讨论用于提高反应器性能的密封部件和布置的多个实施例。在此示出和描述的密封件优选地以低成本制造，并且是柔性的，以与不规则的反应器管表面相符或者与操作期间(比如扩展和收缩反应器
部件)的尺寸变化相符，并且所述密封件适于在高温环境中使用、易于安装并且通常能够膨胀，使得能够产生背压以增强密封件与反应器管壁的接触，同时允许密封件在其使用寿命期间适应反应器管的尺寸蠕变。
技术实现思路
本文描述了用于与布置在反应器管中的反应器部件一起使用的密封件的各个实施例。在一个实施例中，反应器包括反应器管，所述反应器管具有内壁表面和外壁表面。一个或者多个反应器部件布置在反应器管中。反应器部件通常具有外圆周面、顶部表面和底部表面。反应器部件的圆周面面向反应器管的内壁表面，使得在反应器部件的外圆周面和反应器管的内壁之间存在间隙。柔性密封件(比如波纹状密封件)布置在反应器管中，并且密封件与反应器管的内壁表面和反应器部件的外圆周面、顶部表面或者底部表面直接接触。柔性密封件的一部分定位成基本阻塞在反应器部件的外圆周面和反应器管的内壁之间通过所述反应器的流体流。柔性密封件能够是波纹状的并且由金属(比如金属箔)制成。密封件能够沿着径向方向扩展，使得其被向外推动并且在操作期间以及在反应器部件扩展和收缩期间与反应器管的内壁表面保持接触。柔性密封件还能够与反应器部件直接接触，所述反应器部件能够具有在操作期间变化的结构尺寸。为了与反应器部件保持接触并且防止滑动或者运动，密封件能够例如通过焊接附接到反应器部件，或者能够布置成使得通过力(比如压缩在反应器部件和反应器管之间的密封件)来保持密封件与反应器部件的接触。一个示例性的柔性密封件的一部分与反应器部件的顶部表面接触。密封件还能够与圆周面、底部表面或者圆周面和底部表面的组合接触。在另一个实施例中，柔性密封件布置在反应器管中，使得密封件
定位在两个反应器部件之间。密封件布置成接触毗邻的反应器部件的顶部表面和底部表面，并且因此密封件用于将两个反应器部件分离开，使得两个部件彼此不接触。密封件能够构造成包括这样的部分，所述部分布置在反应器部件的外圆周面和反应器管的内壁之间，使得外圆周面和内壁表面在操作期间彼此不接触。在另一个方面中，密封件的一部分与反应器部件的外圆周面接触。密封件的其余部分例如以一定角度从反应器部件的外圆周面朝着反应器管的内壁表面向外延伸。从反应器部件的外圆周面向外延伸的部分能够具有与外圆周面成30度至70度的角度。在另一个示例中，从反应器部件的外圆周面向外延伸的部分能够具有与外圆周面成100度至150度的角度。在另一个实施例中，密封件的一部分呈环状，所述环状能够与反应器部件的外圆周面接触。密封件的分离部分能够以一定角度朝着反应器管的内壁表面向外延伸，用于重定向并阻塞通过反应器部件和反应器管之间的间隙的流体流。附图说明以下附图示出了本专利技术的一个或者多个实施例的不同方面，但是并不旨在将本专利技术限制于示出的实施例。图1示出了堆叠在反应器管中的反应器部件的横截面视图。反应器部件具有密封件的各种实施例，所述密封件定位在反应器部件之间，用于减少绕过部件外周的流体流。图2示出了定位在能够插入到反应器管中的堆叠的反应器部件上的各种波纹状“L”形密封件的透视图。图3示出了堆叠在反应器管中的反应器部件的横截面视图。反应器部件具有密封件的各种实施例，所述密封件定位在反应器部件之间，用于减少绕过部件外周的流体流。图4示出了冠状密封件的示例的透视图，所述冠状密封件构造成
装配在反应器部件的外圆周面周围。冠状密封件具有以一定角度向外延伸的部分，所述部分能够接触反应器管的内壁。图5示出了图4的冠状密封件的底侧的透视图。图6示出了定位在反应器部件之间的多个裙状密封件的透视图。裙状密封件具有切割部，所述切割部使边缘件径向向外成扇形散开，用于接触反应器管的内壁表面。具体实施方式当在此使用时，当给出比如5-25的范围时，这意味着至少为5或者多于5并且各自独立地小于或者不大于25。用于构造所有反应器部件或者其零件(比如在此讨论的锥形件、扩展加重物、催化剂支撑件、中央支撑件和内管以及反应器管)的材料能够包括本领域中众所周知的任何适当的材料，例如，金属、非铁金属、金属箔、钢、不锈钢、合金、箔、比如塑料或者玻璃、陶瓷的非金属或者其组合。在此描述的、有时称为可堆叠结构反应器(“SSR”)的反应器能够包括如下反应器部件：例如，一个或者多个催化剂支撑部件，所述催化剂支撑部件布置在中央支撑件(比如中央棒或者芯轴、管、内管、柱、或类似物)周围或者堆叠在所述中央支撑件上，使得当从流体通过反应器的流动方向观察时催化剂支撑件部件具有大致环形的横截面。反应器部件能够包括例如催化剂支撑部件(比如穿孔的金属结构、螺旋卷绕结构和折叠的金属结构，催化剂材料施加或者设置在其上或其内)。穿孔的金属结构能够包括蓝状件、杯状件、泡沫或者金属泡沫等。螺旋卷绕和折叠的金属结构能够包括金属箔页、卷绕芯、波纹状金属盘、整体件或者扇形件，例如，如在美国专利No.8,721,973；7,906,079以及7,682,580中描述的那样。替代地，可以使用陶瓷催化剂支撑结构。当布置或者定位在反应器管中时，催化剂支撑部件能够占据反应器管中的环形空间的全部或一部分。在中央支撑件是管或者内管的情况中，整体式或者堆叠的催化剂支撑件能够占据在管或者内管的外壁
和反应器管的内壁之间的环形空间的全部或一部分。如在此所述，反应器和相关反应器部件的多种修改方案和实施例能够结合多种柔性密封件布置使用，以便促进传热和反应器效率。例如，反应器管能够暴露于外部加热源或者冷却源，所述外部加热源或者冷却源用于将热量传递到反应器管的内部或者从反应器管的内部传热，用于实施反应。反应器管(或者多于一个的反应器管)可以根据需要定位在提供加热源或者冷却源的反应容器中。在优选实施例中，反应容器是蒸汽重整器，反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反应器，包括：a)反应器管，所述反应器管具有内壁表面；b)反应器部件，所述反应器部件具有外圆周面、顶部表面和底部表面，所述反应器部件定位在所述反应器管中，使得所述反应器部件的外圆周面面向所述反应器管的内壁，并且在所述反应器部件的外圆周面和所述反应器管的内壁之间存在间隙；c)柔性密封件，所述柔性密封件与所述反应器管的内壁表面和所述反应器部件的外圆周面、顶部表面或者底部表面直接接触，所述柔性密封件的一部分定位成阻塞在所述反应器部件的外圆周面和所述反应器管的内壁之间通过所述反应器的流体流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.29 US 61/932,9801.一种反应器，包括：a)反应器管，所述反应器管具有内壁表面；b)反应器部件，所述反应器部件具有外圆周面、顶部表面和底部表面，所述反应器部件定位在所述反应器管中，使得所述反应器部件的外圆周面面向所述反应器管的内壁，并且在所述反应器部件的外圆周面和所述反应器管的内壁之间存在间隙；c)柔性密封件，所述柔性密封件与所述反应器管的内壁表面和所述反应器部件的外圆周面、顶部表面或者底部表面直接接触，所述柔性密封件的一部分定位成阻塞在所述反应器部件的外圆周面和所述反应器管的内壁之间通过所述反应器的流体流。2.根据权利要求1所述的反应器，所述柔性密封件呈波纹状。3.根据权利要求1所述的反应器，所述密封件的一部分与所述反应器部件的顶部表面或者底部表面接触。4.根据权利要求3所述的反应器，所述密封件与所述反应器部件的外圆周面不接触。5.根据权利要求3所述的反应器，所述密封件与所述反应器部件的顶部表面和底部表面接触。6.根据权利要求3所述的反应器，所述密封件的与所述反应器部件的顶部表面或者底部表面接触的部分还与第二反应器部件接触。7.根据权利要求1所述的反应器，所述密封件的一部分位于所述反应器部件的外圆周面和所述反应器管的内壁之间，使得所述外圆周面和所述内壁表面彼此不接触。8.根据权利要求1所述的反应器，所述密封件的一部分与所述反应器部件的外圆周面接触，所述密封件的其余部分从所述反应器部件的外圆周面朝着所述反应器管的...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·A·惠滕伯杰，T·A·罗梅斯贝格，L·J·祖蓬奇克，L·W·德杨，G·W·布伦森，
申请(专利权)人：庄信万丰股份有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB