用于與催化劑結構一起使用的密封件的制作方法
【專利摘要】本文描述了一種用于引導反應器管、比如重整器中的流體流的柔性密封件，用于增強傳熱和反應器效率。密封件能夠由波紋狀金屬箔制成，所述波紋狀金屬箔能夠沿著徑向方向擴展，用于適應管狀反應器中的反應器部件在操作期間的擴展和收縮。密封件能夠阻塞或者重定向通過反應器的流體流。通過密封件將流體引導至反應器內部并且減少或者消除繞過反應器部件的外圓周周圍的流體。
【專利說明】
用于與催化劑結構一起使用的密封件
技術領域
[0001]本發明涉及一種與反應器部件一起使用的改進的密封件，所述反應器部件包括用在反應器管中的由箔支撐并構造成的催化劑，并且特別地，本發明涉及一種改進的密封件，用于通過將流體流引導通過反應器部件而增大傳熱和反應器效率。
【背景技術】
[0002]用于實施催化反應的反應器部件(比如，用于制造合成氣或氫氣的反應器部件)通常能夠接觸暴露于例如燃燒氣體的熱源的反應器管，以支持反應。相反地，比如放熱反應的其它類型的反應可能需要冷卻源(比如冷卻套管)。反應器管能夠利用反應器部件的各種布置(比如呈扇形件、散熱片、盤管、泡沫或者整體件形式的由箔支撐或者構造成的催化劑)進行裝載。在一些情況中，反應器部件能夠擴展，比如由箔形成的反應器部件，例如，扇形件。可擴展的被催化劑覆蓋的反應器部件能夠定位成增大傳熱，比如與暴露于加熱源或者冷卻源的反應器壁接觸或者受控地靠近該反應器壁。
[0003]為了改善傳熱和通過反應器管的流體流，能夠使用這樣的密封件，所述密封件裝配到由箔支撐并構造成的催化劑，或者所述密封件構造成具有由箔支撐并構造成的催化劑。能夠引導乃至阻塞通過反應器的流體流，以增強從反應器壁的傳熱并且確保流體將那些能量傳遞到反應器部件的整個表面區域，比如反應器的中心附近。因此，期望的是為反應器裝配密封件，這促進了增大的傳熱和反應器效率。
[0004]在此討論用于提高反應器性能的密封部件和布置的多個實施例。在此示出和描述的密封件優選地以低成本制造，并且是柔性的，以與不規則的反應器管表面相符或者與操作期間(比如擴展和收縮反應器部件)的尺寸變化相符，并且所述密封件適于在高溫環境中使用、易于安裝并且通常能夠膨脹，使得能夠產生背壓以增強密封件與反應器管壁的接觸，同時允許密封件在其使用壽命期間適應反應器管的尺寸蠕變。
【發明內容】
[0005]本文描述了用于與布置在反應器管中的反應器部件一起使用的密封件的各個實施例。
[0006]在一個實施例中，反應器包括反應器管，所述反應器管具有內壁表面和外壁表面。一個或者多個反應器部件布置在反應器管中。反應器部件通常具有外圓周面、頂部表面和底部表面。反應器部件的圓周面面向反應器管的內壁表面，使得在反應器部件的外圓周面和反應器管的內壁之間存在間隙。柔性密封件(比如波紋狀密封件)布置在反應器管中，并且密封件與反應器管的內壁表面和反應器部件的外圓周面、頂部表面或者底部表面直接接觸。柔性密封件的一部分定位成基本阻塞在反應器部件的外圓周面和反應器管的內壁之間通過所述反應器的流體流。
[0007]柔性密封件能夠是波紋狀的并且由金屬(比如金屬箔)制成。密封件能夠沿著徑向方向擴展，使得其被向外推動并且在操作期間以及在反應器部件擴展和收縮期間與反應器管的內壁表面保持接觸。柔性密封件還能夠與反應器部件直接接觸，所述反應器部件能夠具有在操作期間變化的結構尺寸。為了與反應器部件保持接觸并且防止滑動或者運動，密封件能夠例如通過焊接附接到反應器部件，或者能夠布置成使得通過力(比如壓縮在反應器部件和反應器管之間的密封件)來保持密封件與反應器部件的接觸。
[0008]—個示例性的柔性密封件的一部分與反應器部件的頂部表面接觸。密封件還能夠與圓周面、底部表面或者圓周面和底部表面的組合接觸。
[0009]在另一個實施例中，柔性密封件布置在反應器管中，使得密封件定位在兩個反應器部件之間。密封件布置成接觸毗鄰的反應器部件的頂部表面和底部表面，并且因此密封件用于將兩個反應器部件分離開，使得兩個部件彼此不接觸。
[0010]密封件能夠構造成包括這樣的部分，所述部分布置在反應器部件的外圓周面和反應器管的內壁之間，使得外圓周面和內壁表面在操作期間彼此不接觸。
[0011]在另一個方面中，密封件的一部分與反應器部件的外圓周面接觸。密封件的其余部分例如以一定角度從反應器部件的外圓周面朝著反應器管的內壁表面向外延伸。從反應器部件的外圓周面向外延伸的部分能夠具有與外圓周面成30度至70度的角度。在另一個示例中，從反應器部件的外圓周面向外延伸的部分能夠具有與外圓周面成100度至150度的角度。
[0012]在另一個實施例中，密封件的一部分呈環狀，所述環狀能夠與反應器部件的外圓周面接觸。密封件的分離部分能夠以一定角度朝著反應器管的內壁表面向外延伸，用于重定向并阻塞通過反應器部件和反應器管之間的間隙的流體流。
【附圖說明】
[0013]以下附圖示出了本發明的一個或者多個實施例的不同方面，但是并不旨在將本發明限制于示出的實施例。
[0014]圖1示出了堆疊在反應器管中的反應器部件的橫截面視圖。反應器部件具有密封件的各種實施例，所述密封件定位在反應器部件之間，用于減少繞過部件外周的流體流。
[0015]圖2示出了定位在能夠插入到反應器管中的堆疊的反應器部件上的各種波紋狀“L”形密封件的透視圖。
[0016]圖3示出了堆疊在反應器管中的反應器部件的橫截面視圖。反應器部件具有密封件的各種實施例，所述密封件定位在反應器部件之間，用于減少繞過部件外周的流體流。
[0017]圖4示出了冠狀密封件的示例的透視圖，所述冠狀密封件構造成裝配在反應器部件的外圓周面周圍。冠狀密封件具有以一定角度向外延伸的部分，所述部分能夠接觸反應器管的內壁。
[0018]圖5示出了圖4的冠狀密封件的底側的透視圖。
[0019]圖6示出了定位在反應器部件之間的多個裙狀密封件的透視圖。裙狀密封件具有切割部，所述切割部使邊緣件徑向向外成扇形散開，用于接觸反應器管的內壁表面。
【具體實施方式】
[0020]當在此使用時，當給出比如5-25的范圍時，這意味著至少為5或者多于5并且各自獨立地小于或者不大于25。用于構造所有反應器部件或者其零件(比如在此討論的錐形件、擴展加重物、催化劑支撐件、中央支撐件和內管以及反應器管)的材料能夠包括本領域中眾所周知的任何適當的材料，例如，金屬、非鐵金屬、金屬箔、鋼、不銹鋼、合金、箔、比如塑料或者玻璃、陶瓷的非金屬或者其組合。
[0021]在此描述的、有時稱為可堆疊結構反應器(“SSR”)的反應器能夠包括如下反應器部件:例如，一個或者多個催化劑支撐部件，所述催化劑支撐部件布置在中央支撐件(比如中央棒或者芯軸、管、內管、柱、或類似物)周圍或者堆疊在所述中央支撐件上，使得當從流體通過反應器的流動方向觀察時催化劑支撐件部件具有大致環形的橫截面。反應器部件能夠包括例如催化劑支撐部件(比如穿孔的金屬結構、螺旋卷繞結構和折疊的金屬結構，催化劑材料施加或者設置在其上或其內)。穿孔的金屬結構能夠包括藍狀件、杯狀件、泡沫或者金屬泡沫等。螺旋卷繞和折疊的金屬結構能夠包括金屬箔頁、卷繞芯、波紋狀金屬盤、整體件或者扇形件，例如，如在美國專利N0.8，721，973 ; 7，906，079以及7，682，580中描述的那樣。替代地，可以使用陶瓷催化劑支撐結構。
[0022]當布置或者定位在反應器管中時，催化劑支撐部件能夠占據反應器管中的環形空間的全部或一部分。在中央支撐件是管或者內管的情況中，整體式或者堆疊的催化劑支撐件能夠占據在管或者內管的外壁和反應器管的內壁之間的環形空間的全部或一部分。如在此所述，反應器和相關反應器部件的多種修改方案和實施例能夠結合多種柔性密封件布置使用，以便促進傳熱和反應器效率。例如，反應器管能夠暴露于外部加熱源或者冷卻源，所述外部加熱源或者冷卻源用于將熱量傳遞到反應器管的內部或者從反應器管的內部傳熱，用于實施反應。反應器管(或者多于一個的反應器管)可以根據需要定位在提供加熱源或者冷卻源的反應容器中。在優選實施例中，反應容器是蒸汽重整器，反應器管可以在蒸汽重整器中由熱氣體加熱，并且其中，反應器部件包括蒸汽重整催化劑。
[0023]轉向圖1，反應器I能夠具有反應器管4(比如重整器管)，所述反應器管4具有內壁表面4a和外壁表面4b，并且容納布置在中央支撐件3周圍的一個或者多個反應器部件6，比如豎直堆疊的扇形件、泡沫、芯(例如，螺旋卷繞的芯或者泡沫芯)、杯狀件(比如穿孔的杯狀件)、籃狀件或者整體件。反應器管4的直徑優選地沿著其整個長度恒定。在重整器管的情況中，管4的部分能夠具有更大的直徑并且在反應器管中產生隆起部或者擴展部。如上所述，反應器部件6構造成具有用于接收中央支撐件3的中央開口和中央段部件(比如，未示出的內管)。中央支撐件3的長度能夠適應反應器管4的長度。可選地，中央支撐件3能夠具有托架、襯套、基板、或類似物，用于提供止動配件，使得反應器部件(比如扇形件或者整體件6)不會從中央支撐件3滑落。基板能夠位于中央支撐件3的底端處或者附近，并且能夠具有一定的形狀和直徑或尺寸，以允許方便地安裝在反應器管4中。
[0024]中央支撐件3能夠在被插入到反應器管4中之前預裝載任意數量的反應器部件或者墊圈，例如在圖1中為10個。部件6能夠如示出的那樣一個在另一個上面豎直地堆疊，以便以豎直的或者替代的方式(比如水平的)形成反應器部件的層，以適應反應器的定向或者特定技術要求。墊圈能夠根據需要插入在一個或者多個反應器部件(例如，扇形件)之間，例如，每個扇形件均能夠由墊圈分離開，其中，墊圈在部件6之間產生敞開空間。還如圖所示，密封件能夠用于分離開沿著中央支撐件堆疊的反應器部件，以消除對分離墊圈的需求。堆疊的反應器部件6能夠根據需要豎直布置在例如通常為0.2米至1.5米的范圍內，或者替代地豎直布置成高達5米或者10米，以產生子組件。多個子組件能夠在反應器中堆疊在一起，例如，能夠堆疊I個至60個子組件。堆疊的子組件能夠具有處于I米至20米范圍內的高度。
[0025]如上所述，反應器部件6可以包括扇形件或者整體件，其與密封件和墊圈一起使用或不一起使用。在一個實施例中，反應器部件6能夠是催化劑支撐件，比如具有一個或者多個催化劑涂層的扇形件、芯、盤管、整體件或者泡沫。與部件6結合使用的墊圈或者密封件能夠可選地具有催化劑涂層，以有效地分布與流經反應器的流體接觸的催化劑。催化劑涂層在本領域是已知的并且能夠包括鎳、鈀、鉑、鋯、銠、釕、銥、鈷以及鋁、鈰和鋯的氧化物。
[0026]催化劑支撐件6和密封件能夠沿著徑向方向擴展，使得支撐件和密封件能夠被徑向向外推動到反應器管4 ο當布置在反應器管4中時，反應器部件6能夠占據反應器管中的一部分或者基本整個環形空間。當可擴展和處于收縮狀態中時，部件6的直徑小于反應器管的內壁4a。在擴展后的位置中，部件6能夠與反應器管壁4a直接接觸或者優選地在反應器管4的內壁表面4a和部件6的外徑或者圓周面6a之間產生小的預定間隙。反應器部件的外邊緣直徑面和反應器管的內壁表面之間的間隙能夠至少為0.5、1、2、3、5、10或者15_，并且優選地介于0.5mm至6mm的范圍內，而且更加優選地為Imm至3mm。在某些情況中，例如，在具有豎直流動路徑的螺旋卷繞整體件的情況中，該間隙允許通過反應器的流體流的一部分繞過它們外徑周圍的部件。如果繞過反應器部件的流體沒有被重定向到反應器的內部部分，則能夠減少傳熱，這有效地將熱量從反應器外部傳遞到反應器部件(反之亦然)，并傳遞到包含在反應器部件中的流體，用于促進催化反應。為了防止流體流動通過部件的外圓周面周圍的間隙，能夠結合反應器管和反應器部件使用一個或者多個密封件。
[0027]圖1示出了布置在反應器部件上的各種密封件，以防止流體流繞過堆疊在反應器管中的部件。密封件優選地由波紋狀金屬箔制成。波紋狀密封件是柔性的并且能夠沿著徑向方向擴展，以便在反應器管中使用。例如，處于未壓縮狀態中的密封件的外徑能夠大于反應器管的內徑。密封件能夠被徑向向內壓縮，用于安裝在反應器管中，并且在布置在反應器管中之后，密封件徑向向外推動，以壓靠反應器管的內壁，以便沿著反應器管的內壁形成阻塞。密封件的徑向柔性確保了在操作期間當反應器部件擴展以及收縮時與反應器管恒定地接觸。當成波紋狀時，沿著反應器管的內壁表面推壓的密封件的波紋狀部能夠允許少量流體流沿著反應器管通過反應器，而基本阻塞了大部分流體流并且迫使所述流體流朝著密封件的中央開口周圍的反應器管的內部流動。
[0028]在一個實施例中，密封件8能夠具有帶中央開口的“L”狀的環形形狀。如圖1所示，密封件8的一部分能夠與反應器部件的外徑、頂部表面部分重疊并直接接觸。密封件8還從反應器部件的頂部邊緣徑向向外延伸，以直接接觸反應器管4的內壁表面4a。替代地，密封件8能夠沿著豎直相反的方向布置，使得密封件8的一部分能夠與反應器部件的外徑、底部表面部分(而非頂部表面)重疊并直接接觸。密封件8的其余部分沿著反應器管壁定向并且平行于反應器部件的外圓周面。當布置在反應器管中時，與圍繞反應器部件的反應器管接觸的密封件8有效阻塞流體流，并且進而朝著反應器管的內部部分重定向流體流。
[0029]如圖所示，在反應器部件的外圓周面6a和密封件8的壓靠在反應器管上并且沿著反應器管的部分之間存在空隙空間。在操作期間，反應器部件6能夠徑向向外擴展并且與密封件8的位于內壁表面4a上的部分接觸。替代地，反應器部件6能夠安裝成使得外圓周面6a與密封件的位于反應器管的內壁表面上的部分直接接觸，例如，如繪出的密封件9那樣。
[0030]圖2示出了覆蓋反應器芯部件的“L”狀密封件8的示例，所述“L”狀密封件8以與應用在反應器管中的扇形反應器部件6交替的方式堆疊。密封件8具有沿著芯部件的整個圓周面延伸的部分。在操作中，密封件8的沿著圓周面延伸的部分將與反應器管的內壁表面直接接觸，并且可選地與芯部件的面直接接觸。密封件8的其余部分以約90度的角度朝著反應器部件的中心向內彎曲，以形成徑向開口。位于芯部件正上方的扇形反應器部件6接觸并且擱置在密封件8的定位在兩個部件之間的部分上，使得兩個部件彼此不碰觸。密封件8在其中央處形成開口，以暴露出定位在密封件內部的反應器部件，使得通過反應器的流體流能夠進入覆蓋的部件，以實施催化反應。
[0031]在另一個實施例中，密封件9能夠具有“Z”形形狀，其具有三個部分。如圖所示，第一部分能夠與反應器部件6的外徑、頂部表面部分重疊并直接接觸。密封件9從反應器部件的頂部邊緣徑向向外延伸并且例如以90度的角度彎曲，以形成第二部分。替代地，密封件9能夠布置成使得密封件9的第一部分能夠與反應器部件6的外徑、底部表面部分(而非頂部表面)重疊并直接接觸。密封件9的第二部分沿著反應器部件的面向反應器管的內壁4a的外圓周面延伸，并且可選地能夠與所述外圓周面接觸。第二部分能夠沿著外圓周面的整個豎直長度延伸，或者可選地沿著外圓周面的豎直長度的一部分延伸，例如，沿著所述面的至少10%、30%或者50%或者90%延伸。
[0032]第二部分沿著反應器部件的外圓周面延伸并且例如以90度的角度彎曲，以形成第三部分。密封件9的第三部分從反應器部件的外圓周面徑向向外延伸，以與反應器管4的內壁表面4a直接接觸。通過與反應器管的內壁表面和反應器部件6的圓周面直接接觸，密封件9的第三部分在圓周面和反應器管之間形成連續間隙。形成的間隙沿著流體流的方向沒有敞開并且密封件9的第二和第三部分有效地阻止流體流沿著反應器部件6的外圓周面6a繞過反應器部件6。
[0033]密封件能夠設計成“U”形形狀。如圖1所示，密封件11能夠具有兩個端部。密封件11的每個端部均與反應器部件6的頂部表面或者底部表面直接接觸。兩個端部從反應器部件的頂部邊緣和底部邊緣徑向向外延伸，并且例如以90度的角度彎曲，以形成中間部分。密封件11的位于兩個端部之間的中間部分沿著反應器部件的外圓周面延伸，并且可選地能夠與所述外圓周面直接接觸。如圖所示，密封件11的中間部分壓靠反應器管4的內壁表面4a并且與反應器管4的內壁表面4a直接接觸，而且沿著所述內壁表面4a的長度延伸。當布置在反應器管中時，密封件11的端部和中間部分有效地阻止流體流沿著反應器部件6的外圓周面6a繞過所述反應器部件6。
[0034]圖1示出了密封件8、9和11具有接觸反應器部件的頂部表面或者底部表面的至少一個部分。密封件8、9、11的與反應器部件(例如，第一反應器部件)的頂部表面或者底部表面接觸的部分還能夠與毗鄰反應器部件(例如，定位在第一反應器部件的上方或者下方的第二反應器部件)的頂部表面或者底部表面接觸。密封件的位于兩個反應器部件之間的部分將兩個部件分離開并且在所述兩個部件之間形成連續間隙，使得所述兩個部件彼此不直接接觸。使用密封件分離開反應器部件能夠使得各部件之間不需要墊圈10。
[0035]圖3示出了密封件的其它實施例。例如，密封件能夠是冠狀密封件12。密封件12能夠具有內圓筒部分或者環，其如圖所示沿著反應器部件6的外圓周面延伸并且與其直接接觸。內圓筒部分能夠沿著外圓周面的整個長度延伸，使得由內圓筒部分覆蓋外圓周面，或者可選地僅僅覆蓋外圓周面的一部分，例如，由內圓筒部分覆蓋外圓周面的至少1 %、30 %或50%。冠狀部分定位成毗鄰內圓筒部分的頂部或者底部。冠狀部分從反應器部件的外圓周面朝著反應器管的內壁向外延伸。優選地，冠狀部分的外徑邊緣與反應器管的內壁表面接觸，以形成密封。
[0036]冠狀部分以一定角度彎曲，例如，冠狀部分從反應器部件的圓周面向外延伸并且與外圓周面形成介于30度至70度范圍內的角度。優選地，密封件(例如密封件12)的冠狀部分是傾斜的并且指向通過反應器管的流體流的方向。例如，在圖3中，流體能夠從反應器管的底部流至頂部。密封件12具有冠狀部分，所述冠狀部分沿著流體流的方向朝著反應器管的內部或者朝著部件的圓周面向上傾斜。向上行進通過反應器管4的流體流在密封件12的冠狀部分下方向上推動并且促進冠狀部分向外打開或者徑向擴展，以確保與反應器管的內壁表面4a恒定接觸。在另一種布置中，從反應器部件的圓周面向外延伸的冠狀部分能夠與外圓周面形成介于100度至150度之間的角度。
[0037]圖3示出了作為改進的冠狀密封件13的冠狀密封件的另一個示例。改進的冠狀密封件13具有額外部分或者末端，所述額外部分或者末端在冠狀部分接觸反應器管的內壁表面的位置處朝著反應器的內部向后延伸。末端終止于圓周面和反應器管之間的開放間隙并且因此不接觸反應器部件。末端促進了反應器中的湍流流動并且能夠增強傳熱。末端部分能夠與反應器管形成介于10度至70度范圍內的角度。
[0038]冠狀密封件12和改進的冠狀密封件13能夠附接到反應器部件，以確保在反應器中的固定布置并且防止在操作期間沿著反應器部件的圓周面運動或者滑動。例如，密封件能夠被定位焊接到部件上或者通過帶沿著內圓筒部分的外徑固定到部件的圓周面。替代地，能夠由通過壓縮密封件而在密封件上產生的張力來將密封件保持就位，以便將密封件裝配在反應器管和反應器部件的圓周面之間。
[0039]在圖4和圖5中示出了冠狀密封件的示例。冠狀密封件20由一塊波紋狀金屬箔制成。冠狀密封件20具有內圓筒部分20a，所述內圓筒部分20a形成環，用于沿著反應器部件的外圓周面對準密封件。內圓筒部分20a優選地定位成使得其與反應器部件的外圓周面直接接觸。密封件20在其頂端處具有彎曲部，所述彎曲部形成第二冠狀部分20b，所述第二冠狀部分20b以一定角度從內圓筒部分并且(例如)朝著反應器管的內壁向外延伸。優選地，冠狀部分的外徑邊緣在操作期間與反應器管的內壁表面接觸。
[0040]圖5示出了圖4的面向相反方向的冠狀密封件。為了將冠狀密封件20支撐或者固定到反應器部件的外圓周面，帶21能夠定位在冠狀密封件20的內圓筒部分20a周圍。帶21能夠緊縮或者減小內圓筒部分20a的直徑，以提供沿著反應器部件的外圓周面的緊密配合。帶21能夠由任何適當的材料制成，比如金屬(例如金屬箔)，并且在一個實施例中，由與用于制造冠狀密封件20相同的材料(其處于非波紋狀態中)制成。
[0041]在圖3中示出了作為密封件14的冠狀密封件的另一個示例。密封件14具有與反應器部件的外徑、頂部表面部分重疊并直接接觸的部分。密封件9從反應器部件的頂部邊緣徑向向外延伸并且例如以45度角度彎曲，以形成第二部分或者冠狀部分。冠狀部分以一定角度彎曲，例如，冠狀部分從反應器部件的圓周面向外延伸并且與外圓周面形成介于30度至70度之間的角度。
[0042]密封件14在部件的頂部表面或者底部表面的邊緣處的彎曲允許密封件在操作期間撓曲。例如，反應器部件能夠在操作期間上下撓曲并且偏離水平位置。柔性密封件14能夠隨著部件運動彎曲或撓曲，以提供與部件的頂部表面或者底部表面以及與反應器管的內壁表面的恒定接觸。
[0043]在另一個示例中，密封件15與密封件14類似，除了密封件15的冠狀部分遠離反應器部件的圓周面并且朝著反應器管的內壁表面向外傾斜。密封件15的冠狀部分的外徑邊緣與反應器管直接接觸并且阻止流經反應器的流體通過在外周面和反應器管之間的間隙。
[0044]密封件14和15能夠與其它類型的反應器部件(例如，反應器籃或者杯)一起使用。反應器杯能夠用于保持反應器中的流體流動路徑中的吸附劑球或者催化劑顆粒，以實施反應。與示出的反應器部件類似的反應器杯可以自支撐或者可以安裝在定位于反應器管內部的中央支撐件上。為了實施反應，流體必須流經反應器杯，以接觸其中的覆蓋有催化劑的球或者顆粒。繞過反應器杯或者在反應器杯周圍流動的流體流能夠降低反應器的效率并且對從反應器管壁向反應器的內部部分的傳熱造成負面影響。冠狀密封件(例如在圖3、4和5中示出的密封件12、13、14和15)能夠用在反應器籃或者杯上，以阻塞在反應器籃或者杯的外周周圍的流體流并且將流體重定向成流經反應器籃或者杯，以接觸其中的覆蓋有催化劑的球或者顆粒。
[0045]反應器杯例如能夠具有頂部邊沿或者表面，所述頂部邊沿或者表面限定杯開口。反應器杯還具有壁表面，所述壁表面限定杯的側部，比如通過反應器管向下延伸的圓筒部分。冠狀密封件能夠以各種方式與反應器杯一起使用。在一種情況中，冠狀密封件(比如密封件12)能夠以與密封件12附接到上述反應器部件的方式相同的方式定位在杯的外壁表面周圍。即，密封件12的內圓筒部分或環能夠沿著反應器杯的壁表面布置并且與其直接接觸。密封件12的其余冠狀部分以一定角度從杯壁向外延伸并且接觸反應器管的內壁表面，以形成流體流阻塞，并且由此迫使流體朝著反應器的內部流動并且根據需要通過反應器杯。
[0046]在另一種情況中，冠狀密封件(比如密封件14或者15)能夠布置成擱置在反應器杯的頂部邊沿或者表面上。例如，密封件14和15具有平面環部分，所述平面環部分具有中央開口，所述中央開口布置在反應器杯的頂部上，而沒有阻塞允許流體流以接觸其中的內含物的杯開口。在擱置在反應器杯的頂部上的平坦部分的外邊緣處設置有彎曲部，所述彎曲部限定密封件14、15的冠狀部分。冠狀部分從反應器杯的外周邊緣以一定的角度沿著流體流方向或者與流體流方向相反地徑向向外延伸。冠狀部分的外徑邊緣與反應器管的內壁表面直接接觸，并且有效地阻塞在反應器杯的外周周圍的流體流。
[0047]在另一個實施例中，密封件能夠是兩零件式密封件，例如，在圖3中示出了三個兩零件式密封件。在第一示例中，兩零件式密封件能夠包括具有重疊部分的兩個“L”狀密封件。第一密封件零件17a具有內圓筒部分，所述內圓筒部分沿著反應器部件的圓周面布置并且與其直接接觸。內圓筒部分能夠覆蓋整個圓周面或者圓周面的一部分，例如，至少覆蓋圓周面的10%、30 %或者50 %。第一密封件零件17a具有(例如，90度的)彎曲部，所述彎曲部形成朝著反應器管的內壁4a徑向向外延伸的第二部分。如圖所示，第二部分從反應器部件的頂部表面或者底部表面徑向向外延伸。第二部分不接觸反應器管并且終止于反應器管的圓周面和內壁表面之間的間隙中。如上所述，內圓筒部分能夠附接到反應器部件以防止在操作期間運動，或者壓力將其緊密壓靠在部件上。
[0048]第二密封件零件17b具有這樣的部分，所述部分沿著反應器管的內壁表面4a延伸并且以例如等于或者小于反應器部件的外圓周面的長度的距離與所述內壁表面4a直接接觸。第二密封件零件17b的其余部分由例如90度的彎曲部形成，并且朝著反應器的中心徑向向內延伸，以形成中央開口，以便容納通過反應器的流體流。所述其余部分沿著反應器部件的頂部表面的最外部分擱置并且能夠將那個部件與毗鄰的反應器部件分離開。第二密封件零件17b的朝著反應器中心向內延伸的部分與第一密封件零件17a的朝著反應器管向外延伸的部分重疊。在示例中，第一和第二密封件零件17a、17b的重疊部分能夠彼此直接接觸。
[0049]由第一和第二密封件零件18a和18b示出了兩零件式密封件的替代布置。這種兩零件式密封件與上述密封件17a、17b相同，除了第一和第二密封件零件18a和18b布置成使得重疊部分豎直倒置并且定位在反應器部件的底部表面處或者附近。例如，第二密封件零件18b的一部分朝著反應器的中心向內延伸并且與反應器部件的底部表面接觸。
[0050]在兩零件式密封件的另一個示例中，兩零件式密封件能夠包括具有重疊部分的兩個“L”狀密封件19a和1%，其中，“L”狀密封件中的一個19b是改進的密封件。第一零件19a以與密封件零件17a相同的方式布置，并且兩零件式密封件19a、19b以與上述密封件17a、17b類似的方式裝配在一起，除了密封件在第二密封件零件19b上具有傾斜的末端部分。第二密封件零件1%沿著反應器管的內壁表面4a延伸并且例如以等于或者小于反應器部件的外圓周面的長度的距離與所述內壁表面直接接觸。第二密封件零件19b的端部部分具有額外部分或者末端，所述額外部分或者末端朝著反應器的中心向后延伸。末端終止于圓周面和反應器管之間的間隙部分中或者附近，并且因此不接觸反應器部件。末端促進了反應器中的湍流流動并且增強了傳熱。末端部分能夠與反應器管形成介于10度至70度范圍內的角度。
[0051]在另一個方面中，密封件19b的傾斜末端部分或者替代地還如圖3的密封件13上示出的末端部分能夠有利于輕易地安裝反應器部件和密封件的堆疊組件。如上所述，密封件的末端部分朝著反應器管的內部向后傾斜，因此密封件19b的最外直徑構成毗鄰向內傾斜的末端部分的倒圓彎曲部分。當密封件19b在安裝期間下降到反應器管4中時，向內傾斜的末端部分和倒圓最外直徑邊緣能夠防止密封件被反應器管的不規則內壁表面卡住或者阻滯。密封件的徑向柔性能夠允許密封件向內壓縮或者向外擴展，以在該壁表面的任何不規則部上滑動，其中，向內傾斜的末端部分沿著反應器管壁引導密封件。
[0052]圖6示出了密封件的另一個示例。裙狀密封件22定位在反應器部件6之間。裙狀密封件22具有這樣的部分，所述部分朝著反應器部件的中心向內延伸并且與毗鄰的部件6的底部表面直接接觸。裙狀密封件22具有狹縫，所述狹縫形成單獨的邊緣件22a，單獨的邊緣件一起形成邊緣部分，所述邊緣部分從反應器部件的外徑底部或者頂部邊緣向外延伸。如圖所示，邊緣件22a向外傾斜，并且在操作期間能夠與反應器管的內壁表面4a接觸，以形成阻塞，用于防止流體流在反應器部件的外圓周面周圍流動。邊緣部分能夠呈環狀并且能夠附接到環形墊圈或者基板，所述環形墊圈或者基板例如通過定位焊接邊緣部分而定位在反應器部件之間。
[0053]盡管沒有示出，但是在另一個實施例中，能夠使用多層邊緣件22a(每層堆疊在另一層的頂部或者下方)以形成具有更少狹縫開口的阻塞部。狹縫開口的頻率或者存在能夠促進在部件的外圓周面周圍的流體流，使得流體的一部分繞過部件并且不會將熱量從反應器管傳遞到反應器的其它部分。使用多層邊緣裙狀密封件(比如兩層或者更多層)能夠增加相互堆疊或者堆疊在彼此的一部分上的邊緣件22a的數量，以減少或者消除可行的通過狹縫開口的流動路徑，這防止了流體繞過反應器部件。能夠根據需要選擇邊緣件22a和狹縫開口的數量，以促進瑞流流動或者基本阻塞流體流，使得其被重定向并且被迫流動離開反應器管并朝著反應器中心返回。
[0054]盡管已經示出并描述了根據本發明的多個實施例，但是應當理解的是本發明并不局限于此，并且如本領域中的技術人員已知的那樣允許作出多種變化和修改。因此，本發明不局限于在此示出以及描述的細節，并且包括處于所附權利要求范圍內的所有變化和修改。
【主權項】
1.一種反應器，包括: a)反應器管，所述反應器管具有內壁表面； b)反應器部件，所述反應器部件具有外圓周面、頂部表面和底部表面，所述反應器部件定位在所述反應器管中，使得所述反應器部件的外圓周面面向所述反應器管的內壁，并且在所述反應器部件的外圓周面和所述反應器管的內壁之間存在間隙； c)柔性密封件，所述柔性密封件與所述反應器管的內壁表面和所述反應器部件的外圓周面、頂部表面或者底部表面直接接觸，所述柔性密封件的一部分定位成阻塞在所述反應器部件的外圓周面和所述反應器管的內壁之間通過所述反應器的流體流。2.根據權利要求1所述的反應器，所述柔性密封件呈波紋狀。3.根據權利要求1所述的反應器，所述密封件的一部分與所述反應器部件的頂部表面或者底部表面接觸。4.根據權利要求3所述的反應器，所述密封件與所述反應器部件的外圓周面不接觸。5.根據權利要求3所述的反應器，所述密封件與所述反應器部件的頂部表面和底部表面接觸。6.根據權利要求3所述的反應器，所述密封件的與所述反應器部件的頂部表面或者底部表面接觸的部分還與第二反應器部件接觸。7.根據權利要求1所述的反應器，所述密封件的一部分位于所述反應器部件的外圓周面和所述反應器管的內壁之間，使得所述外圓周面和所述內壁表面彼此不接觸。8.根據權利要求1所述的反應器，所述密封件的一部分與所述反應器部件的外圓周面接觸，所述密封件的其余部分從所述反應器部件的外圓周面朝著所述反應器管的內壁表面向外延伸。9.根據權利要求8所述的反應器，所述密封件的從所述反應器部件的外圓周面向外延伸的部分與所述外圓周面成30度至70度的角度。10.根據權利要求8所述的反應器，所述密封件的從所述反應器部件的外圓周面向外延伸的部分與所述外圓周面成100度至150度的角度。11.一種反應器，包括: a.反應器管，所述反應器管具有內壁表面； b.反應器部件，所述反應器部件具有外圓周面、頂部表面和底部表面，所述反應器部件定位在所述反應器管中，使得所述反應器部件的外圓周面面向所述反應器管的內壁，并且在所述反應器部件的外圓周面和所述反應器管的內壁之間存在間隙； c.柔性的波紋狀密封件，所述柔性的波紋狀密封件與所述反應器管的內壁表面和所述反應器部件的外圓周面、頂部表面或者底部表面直接接觸，所述柔性密封件的一部分定位成基本阻塞在所述反應器部件的外圓周面和所述反應器管的內壁之間通過所述反應器的流體流。12.根據權利要求11所述的反應器，所述密封件由金屬箔制成并且能夠沿著徑向方向擴展。13.根據權利要求11所述的反應器，所述密封件的一部分與所述反應器部件的頂部表面或者底部表面接觸并且與第二反應器部件的頂部表面或者底部表面接觸，所述密封件將所述反應器部件和所述第二反應器部件分離開，使得所述反應器部件和所述第二反應器部件彼此不接觸。14.根據權利要求11所述的反應器，所述密封件的一部分呈環狀并且與所述反應器部件的外圓周面接觸。15.根據權利要求14所述的反應器，密封件的分離部分以一定角度朝著所述反應器管的內壁表面向外延伸。
【文檔編號】B01J19/00GK105939780SQ201580006421
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2015年1月29日
【發明人】W·A·惠滕伯杰, T·A·羅梅斯貝格, L·J·祖蓬奇克, L·W·德楊, G·W·布倫森
【申請人】莊信萬豐股份有限公司