用于与催化剂结构一起使用的密封件的制作方法
【专利摘要】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。
【专利说明】
用于与催化剂结构一起使用的密封件
技术领域
[0001]本发明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，本发明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。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
【发明内容】
[0005]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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]—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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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】
[0013]以下附图示出了本发明的一个或者多个实施例的不同方面，但是并不旨在将本发明限制于示出的实施例。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]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。
[0018]图5示出了图4的冠状密封件的底侧的透视图。
[0019]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】
[0020]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。
[0021]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N0.8，721，973 ; 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。
[0022]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，反应器管可以在蒸汽重整器中由热气体加热，并且其中，反应器部件包括蒸汽重整催化剂。
[0023]转向图1，反应器I能够具有反应器管4(比如重整器管)，所述反应器管4具有内壁表面4a和外壁表面4b，并且容纳布置在中央支撑件3周围的一个或者多个反应器部件6，比如竖直堆叠的扇形件、泡沫、芯(例如，螺旋卷绕的芯或者泡沫芯)、杯状件(比如穿孔的杯状件)、篮状件或者整体件。反应器管4的直径优选地沿着其整个长度恒定。在重整器管的情况中，管4的部分能够具有更大的直径并且在反应器管中产生隆起部或者扩展部。如上所述，反应器部件6构造成具有用于接收中央支撑件3的中央开口和中央段部件(比如，未示出的内管)。中央支撑件3的长度能够适应反应器管4的长度。可选地，中央支撑件3能够具有托架、衬套、基板、或类似物，用于提供止动配件，使得反应器部件(比如扇形件或者整体件6)不会从中央支撑件3滑落。基板能够位于中央支撑件3的底端处或者附近，并且能够具有一定的形状和直径或尺寸，以允许方便地安装在反应器管4中。
[0024]中央支撑件3能够在被插入到反应器管4中之前预装载任意数量的反应器部件或者垫圈，例如在图1中为10个。部件6能够如示出的那样一个在另一个上面竖直地堆叠，以便以竖直的或者替代的方式(比如水平的)形成反应器部件的层，以适应反应器的定向或者特定技术要求。垫圈能够根据需要插入在一个或者多个反应器部件(例如，扇形件)之间，例如，每个扇形件均能够由垫圈分离开，其中，垫圈在部件6之间产生敞开空间。还如图所示，密封件能够用于分离开沿着中央支撑件堆叠的反应器部件，以消除对分离垫圈的需求。堆叠的反应器部件6能够根据需要竖直布置在例如通常为0.2米至1.5米的范围内，或者替代地竖直布置成高达5米或者10米，以产生子组件。多个子组件能够在反应器中堆叠在一起，例如，能够堆叠I个至60个子组件。堆叠的子组件能够具有处于I米至20米范围内的高度。
[0025]如上所述，反应器部件6可以包括扇形件或者整体件，其与密封件和垫圈一起使用或不一起使用。在一个实施例中，反应器部件6能够是催化剂支撑件，比如具有一个或者多个催化剂涂层的扇形件、芯、盘管、整体件或者泡沫。与部件6结合使用的垫圈或者密封件能够可选地具有催化剂涂层，以有效地分布与流经反应器的流体接触的催化剂。催化剂涂层在本领域是已知的并且能够包括镍、钯、铂、锆、铑、钌、铱、钴以及铝、铈和锆的氧化物。
[0026]催化剂支撑件6和密封件能够沿着径向方向扩展，使得支撑件和密封件能够被径向向外推动到反应器管4 ο当布置在反应器管4中时，反应器部件6能够占据反应器管中的一部分或者基本整个环形空间。当可扩展和处于收缩状态中时，部件6的直径小于反应器管的内壁4a。在扩展后的位置中，部件6能够与反应器管壁4a直接接触或者优选地在反应器管4的内壁表面4a和部件6的外径或者圆周面6a之间产生小的预定间隙。反应器部件的外边缘直径面和反应器管的内壁表面之间的间隙能够至少为0.5、1、2、3、5、10或者15_，并且优选地介于0.5mm至6mm的范围内，而且更加优选地为Imm至3mm。在某些情况中，例如，在具有竖直流动路径的螺旋卷绕整体件的情况中，该间隙允许通过反应器的流体流的一部分绕过它们外径周围的部件。如果绕过反应器部件的流体没有被重定向到反应器的内部部分，则能够减少传热，这有效地将热量从反应器外部传递到反应器部件(反之亦然)，并传递到包含在反应器部件中的流体，用于促进催化反应。为了防止流体流动通过部件的外圆周面周围的间隙，能够结合反应器管和反应器部件使用一个或者多个密封件。
[0027]图1示出了布置在反应器部件上的各种密封件，以防止流体流绕过堆叠在反应器管中的部件。密封件优选地由波纹状金属箔制成。波纹状密封件是柔性的并且能够沿着径向方向扩展，以便在反应器管中使用。例如，处于未压缩状态中的密封件的外径能够大于反应器管的内径。密封件能够被径向向内压缩，用于安装在反应器管中，并且在布置在反应器管中之后，密封件径向向外推动，以压靠反应器管的内壁，以便沿着反应器管的内壁形成阻塞。密封件的径向柔性确保了在操作期间当反应器部件扩展以及收缩时与反应器管恒定地接触。当成波纹状时，沿着反应器管的内壁表面推压的密封件的波纹状部能够允许少量流体流沿着反应器管通过反应器，而基本阻塞了大部分流体流并且迫使所述流体流朝着密封件的中央开口周围的反应器管的内部流动。
[0028]在一个实施例中，密封件8能够具有带中央开口的“L”状的环形形状。如图1所示，密封件8的一部分能够与反应器部件的外径、顶部表面部分重叠并直接接触。密封件8还从反应器部件的顶部边缘径向向外延伸，以直接接触反应器管4的内壁表面4a。替代地，密封件8能够沿着竖直相反的方向布置，使得密封件8的一部分能够与反应器部件的外径、底部表面部分(而非顶部表面)重叠并直接接触。密封件8的其余部分沿着反应器管壁定向并且平行于反应器部件的外圆周面。当布置在反应器管中时，与围绕反应器部件的反应器管接触的密封件8有效阻塞流体流，并且进而朝着反应器管的内部部分重定向流体流。
[0029]如图所示，在反应器部件的外圆周面6a和密封件8的压靠在反应器管上并且沿着反应器管的部分之间存在空隙空间。在操作期间，反应器部件6能够径向向外扩展并且与密封件8的位于内壁表面4a上的部分接触。替代地，反应器部件6能够安装成使得外圆周面6a与密封件的位于反应器管的内壁表面上的部分直接接触，例如，如绘出的密封件9那样。
[0030]图2示出了覆盖反应器芯部件的“L”状密封件8的示例，所述“L”状密封件8以与应用在反应器管中的扇形反应器部件6交替的方式堆叠。密封件8具有沿着芯部件的整个圆周面延伸的部分。在操作中，密封件8的沿着圆周面延伸的部分将与反应器管的内壁表面直接接触，并且可选地与芯部件的面直接接触。密封件8的其余部分以约90度的角度朝着反应器部件的中心向内弯曲，以形成径向开口。位于芯部件正上方的扇形反应器部件6接触并且搁置在密封件8的定位在两个部件之间的部分上，使得两个部件彼此不碰触。密封件8在其中央处形成开口，以暴露出定位在密封件内部的反应器部件，使得通过反应器的流体流能够进入覆盖的部件，以实施催化反应。
[0031]在另一个实施例中，密封件9能够具有“Z”形形状，其具有三个部分。如图所示，第一部分能够与反应器部件6的外径、顶部表面部分重叠并直接接触。密封件9从反应器部件的顶部边缘径向向外延伸并且例如以90度的角度弯曲，以形成第二部分。替代地，密封件9能够布置成使得密封件9的第一部分能够与反应器部件6的外径、底部表面部分(而非顶部表面)重叠并直接接触。密封件9的第二部分沿着反应器部件的面向反应器管的内壁4a的外圆周面延伸，并且可选地能够与所述外圆周面接触。第二部分能够沿着外圆周面的整个竖直长度延伸，或者可选地沿着外圆周面的竖直长度的一部分延伸，例如，沿着所述面的至少10%、30%或者50%或者90%延伸。
[0032]第二部分沿着反应器部件的外圆周面延伸并且例如以90度的角度弯曲，以形成第三部分。密封件9的第三部分从反应器部件的外圆周面径向向外延伸，以与反应器管4的内壁表面4a直接接触。通过与反应器管的内壁表面和反应器部件6的圆周面直接接触，密封件9的第三部分在圆周面和反应器管之间形成连续间隙。形成的间隙沿着流体流的方向没有敞开并且密封件9的第二和第三部分有效地阻止流体流沿着反应器部件6的外圆周面6a绕过反应器部件6。
[0033]密封件能够设计成“U”形形状。如图1所示，密封件11能够具有两个端部。密封件11的每个端部均与反应器部件6的顶部表面或者底部表面直接接触。两个端部从反应器部件的顶部边缘和底部边缘径向向外延伸，并且例如以90度的角度弯曲，以形成中间部分。密封件11的位于两个端部之间的中间部分沿着反应器部件的外圆周面延伸，并且可选地能够与所述外圆周面直接接触。如图所示，密封件11的中间部分压靠反应器管4的内壁表面4a并且与反应器管4的内壁表面4a直接接触，而且沿着所述内壁表面4a的长度延伸。当布置在反应器管中时，密封件11的端部和中间部分有效地阻止流体流沿着反应器部件6的外圆周面6a绕过所述反应器部件6。
[0034]图1示出了密封件8、9和11具有接触反应器部件的顶部表面或者底部表面的至少一个部分。密封件8、9、11的与反应器部件(例如，第一反应器部件)的顶部表面或者底部表面接触的部分还能够与毗邻反应器部件(例如，定位在第一反应器部件的上方或者下方的第二反应器部件)的顶部表面或者底部表面接触。密封件的位于两个反应器部件之间的部分将两个部件分离开并且在所述两个部件之间形成连续间隙，使得所述两个部件彼此不直接接触。使用密封件分离开反应器部件能够使得各部件之间不需要垫圈10。
[0035]图3示出了密封件的其它实施例。例如，密封件能够是冠状密封件12。密封件12能够具有内圆筒部分或者环，其如图所示沿着反应器部件6的外圆周面延伸并且与其直接接触。内圆筒部分能够沿着外圆周面的整个长度延伸，使得由内圆筒部分覆盖外圆周面，或者可选地仅仅覆盖外圆周面的一部分，例如，由内圆筒部分覆盖外圆周面的至少1 %、30 %或50%。冠状部分定位成毗邻内圆筒部分的顶部或者底部。冠状部分从反应器部件的外圆周面朝着反应器管的内壁向外延伸。优选地，冠状部分的外径边缘与反应器管的内壁表面接触，以形成密封。
[0036]冠状部分以一定角度弯曲，例如，冠状部分从反应器部件的圆周面向外延伸并且与外圆周面形成介于30度至70度范围内的角度。优选地，密封件(例如密封件12)的冠状部分是倾斜的并且指向通过反应器管的流体流的方向。例如，在图3中，流体能够从反应器管的底部流至顶部。密封件12具有冠状部分，所述冠状部分沿着流体流的方向朝着反应器管的内部或者朝着部件的圆周面向上倾斜。向上行进通过反应器管4的流体流在密封件12的冠状部分下方向上推动并且促进冠状部分向外打开或者径向扩展，以确保与反应器管的内壁表面4a恒定接触。在另一种布置中，从反应器部件的圆周面向外延伸的冠状部分能够与外圆周面形成介于100度至150度之间的角度。
[0037]图3示出了作为改进的冠状密封件13的冠状密封件的另一个示例。改进的冠状密封件13具有额外部分或者末端，所述额外部分或者末端在冠状部分接触反应器管的内壁表面的位置处朝着反应器的内部向后延伸。末端终止于圆周面和反应器管之间的开放间隙并且因此不接触反应器部件。末端促进了反应器中的湍流流动并且能够增强传热。末端部分能够与反应器管形成介于10度至70度范围内的角度。
[0038]冠状密封件12和改进的冠状密封件13能够附接到反应器部件，以确保在反应器中的固定布置并且防止在操作期间沿着反应器部件的圆周面运动或者滑动。例如，密封件能够被定位焊接到部件上或者通过带沿着内圆筒部分的外径固定到部件的圆周面。替代地，能够由通过压缩密封件而在密封件上产生的张力来将密封件保持就位，以便将密封件装配在反应器管和反应器部件的圆周面之间。
[0039]在图4和图5中示出了冠状密封件的示例。冠状密封件20由一块波纹状金属箔制成。冠状密封件20具有内圆筒部分20a，所述内圆筒部分20a形成环，用于沿着反应器部件的外圆周面对准密封件。内圆筒部分20a优选地定位成使得其与反应器部件的外圆周面直接接触。密封件20在其顶端处具有弯曲部，所述弯曲部形成第二冠状部分20b，所述第二冠状部分20b以一定角度从内圆筒部分并且(例如)朝着反应器管的内壁向外延伸。优选地，冠状部分的外径边缘在操作期间与反应器管的内壁表面接触。
[0040]图5示出了图4的面向相反方向的冠状密封件。为了将冠状密封件20支撑或者固定到反应器部件的外圆周面，带21能够定位在冠状密封件20的内圆筒部分20a周围。带21能够紧缩或者减小内圆筒部分20a的直径，以提供沿着反应器部件的外圆周面的紧密配合。带21能够由任何适当的材料制成，比如金属(例如金属箔)，并且在一个实施例中，由与用于制造冠状密封件20相同的材料(其处于非波纹状态中)制成。
[0041]在图3中示出了作为密封件14的冠状密封件的另一个示例。密封件14具有与反应器部件的外径、顶部表面部分重叠并直接接触的部分。密封件9从反应器部件的顶部边缘径向向外延伸并且例如以45度角度弯曲，以形成第二部分或者冠状部分。冠状部分以一定角度弯曲，例如，冠状部分从反应器部件的圆周面向外延伸并且与外圆周面形成介于30度至70度之间的角度。
[0042]密封件14在部件的顶部表面或者底部表面的边缘处的弯曲允许密封件在操作期间挠曲。例如，反应器部件能够在操作期间上下挠曲并且偏离水平位置。柔性密封件14能够随着部件运动弯曲或挠曲，以提供与部件的顶部表面或者底部表面以及与反应器管的内壁表面的恒定接触。
[0043]在另一个示例中，密封件15与密封件14类似，除了密封件15的冠状部分远离反应器部件的圆周面并且朝着反应器管的内壁表面向外倾斜。密封件15的冠状部分的外径边缘与反应器管直接接触并且阻止流经反应器的流体通过在外周面和反应器管之间的间隙。
[0044]密封件14和15能够与其它类型的反应器部件(例如，反应器篮或者杯)一起使用。反应器杯能够用于保持反应器中的流体流动路径中的吸附剂球或者催化剂颗粒，以实施反应。与示出的反应器部件类似的反应器杯可以自支撑或者可以安装在定位于反应器管内部的中央支撑件上。为了实施反应，流体必须流经反应器杯，以接触其中的覆盖有催化剂的球或者颗粒。绕过反应器杯或者在反应器杯周围流动的流体流能够降低反应器的效率并且对从反应器管壁向反应器的内部部分的传热造成负面影响。冠状密封件(例如在图3、4和5中示出的密封件12、13、14和15)能够用在反应器篮或者杯上，以阻塞在反应器篮或者杯的外周周围的流体流并且将流体重定向成流经反应器篮或者杯，以接触其中的覆盖有催化剂的球或者颗粒。
[0045]反应器杯例如能够具有顶部边沿或者表面，所述顶部边沿或者表面限定杯开口。反应器杯还具有壁表面，所述壁表面限定杯的侧部，比如通过反应器管向下延伸的圆筒部分。冠状密封件能够以各种方式与反应器杯一起使用。在一种情况中，冠状密封件(比如密封件12)能够以与密封件12附接到上述反应器部件的方式相同的方式定位在杯的外壁表面周围。即，密封件12的内圆筒部分或环能够沿着反应器杯的壁表面布置并且与其直接接触。密封件12的其余冠状部分以一定角度从杯壁向外延伸并且接触反应器管的内壁表面，以形成流体流阻塞，并且由此迫使流体朝着反应器的内部流动并且根据需要通过反应器杯。
[0046]在另一种情况中，冠状密封件(比如密封件14或者15)能够布置成搁置在反应器杯的顶部边沿或者表面上。例如，密封件14和15具有平面环部分，所述平面环部分具有中央开口，所述中央开口布置在反应器杯的顶部上，而没有阻塞允许流体流以接触其中的内含物的杯开口。在搁置在反应器杯的顶部上的平坦部分的外边缘处设置有弯曲部，所述弯曲部限定密封件14、15的冠状部分。冠状部分从反应器杯的外周边缘以一定的角度沿着流体流方向或者与流体流方向相反地径向向外延伸。冠状部分的外径边缘与反应器管的内壁表面直接接触，并且有效地阻塞在反应器杯的外周周围的流体流。
[0047]在另一个实施例中，密封件能够是两零件式密封件，例如，在图3中示出了三个两零件式密封件。在第一示例中，两零件式密封件能够包括具有重叠部分的两个“L”状密封件。第一密封件零件17a具有内圆筒部分，所述内圆筒部分沿着反应器部件的圆周面布置并且与其直接接触。内圆筒部分能够覆盖整个圆周面或者圆周面的一部分，例如，至少覆盖圆周面的10%、30 %或者50 %。第一密封件零件17a具有(例如，90度的)弯曲部，所述弯曲部形成朝着反应器管的内壁4a径向向外延伸的第二部分。如图所示，第二部分从反应器部件的顶部表面或者底部表面径向向外延伸。第二部分不接触反应器管并且终止于反应器管的圆周面和内壁表面之间的间隙中。如上所述，内圆筒部分能够附接到反应器部件以防止在操作期间运动，或者压力将其紧密压靠在部件上。
[0048]第二密封件零件17b具有这样的部分，所述部分沿着反应器管的内壁表面4a延伸并且以例如等于或者小于反应器部件的外圆周面的长度的距离与所述内壁表面4a直接接触。第二密封件零件17b的其余部分由例如90度的弯曲部形成，并且朝着反应器的中心径向向内延伸，以形成中央开口，以便容纳通过反应器的流体流。所述其余部分沿着反应器部件的顶部表面的最外部分搁置并且能够将那个部件与毗邻的反应器部件分离开。第二密封件零件17b的朝着反应器中心向内延伸的部分与第一密封件零件17a的朝着反应器管向外延伸的部分重叠。在示例中，第一和第二密封件零件17a、17b的重叠部分能够彼此直接接触。
[0049]由第一和第二密封件零件18a和18b示出了两零件式密封件的替代布置。这种两零件式密封件与上述密封件17a、17b相同，除了第一和第二密封件零件18a和18b布置成使得重叠部分竖直倒置并且定位在反应器部件的底部表面处或者附近。例如，第二密封件零件18b的一部分朝着反应器的中心向内延伸并且与反应器部件的底部表面接触。
[0050]在两零件式密封件的另一个示例中，两零件式密封件能够包括具有重叠部分的两个“L”状密封件19a和1%，其中，“L”状密封件中的一个19b是改进的密封件。第一零件19a以与密封件零件17a相同的方式布置，并且两零件式密封件19a、19b以与上述密封件17a、17b类似的方式装配在一起，除了密封件在第二密封件零件19b上具有倾斜的末端部分。第二密封件零件1%沿着反应器管的内壁表面4a延伸并且例如以等于或者小于反应器部件的外圆周面的长度的距离与所述内壁表面直接接触。第二密封件零件19b的端部部分具有额外部分或者末端，所述额外部分或者末端朝着反应器的中心向后延伸。末端终止于圆周面和反应器管之间的间隙部分中或者附近，并且因此不接触反应器部件。末端促进了反应器中的湍流流动并且增强了传热。末端部分能够与反应器管形成介于10度至70度范围内的角度。
[0051]在另一个方面中，密封件19b的倾斜末端部分或者替代地还如图3的密封件13上示出的末端部分能够有利于轻易地安装反应器部件和密封件的堆叠组件。如上所述，密封件的末端部分朝着反应器管的内部向后倾斜，因此密封件19b的最外直径构成毗邻向内倾斜的末端部分的倒圆弯曲部分。当密封件19b在安装期间下降到反应器管4中时，向内倾斜的末端部分和倒圆最外直径边缘能够防止密封件被反应器管的不规则内壁表面卡住或者阻滞。密封件的径向柔性能够允许密封件向内压缩或者向外扩展，以在该壁表面的任何不规则部上滑动，其中，向内倾斜的末端部分沿着反应器管壁引导密封件。
[0052]图6示出了密封件的另一个示例。裙状密封件22定位在反应器部件6之间。裙状密封件22具有这样的部分，所述部分朝着反应器部件的中心向内延伸并且与毗邻的部件6的底部表面直接接触。裙状密封件22具有狭缝，所述狭缝形成单独的边缘件22a，单独的边缘件一起形成边缘部分，所述边缘部分从反应器部件的外径底部或者顶部边缘向外延伸。如图所示，边缘件22a向外倾斜，并且在操作期间能够与反应器管的内壁表面4a接触，以形成阻塞，用于防止流体流在反应器部件的外圆周面周围流动。边缘部分能够呈环状并且能够附接到环形垫圈或者基板，所述环形垫圈或者基板例如通过定位焊接边缘部分而定位在反应器部件之间。
[0053]尽管没有示出，但是在另一个实施例中，能够使用多层边缘件22a(每层堆叠在另一层的顶部或者下方)以形成具有更少狭缝开口的阻塞部。狭缝开口的频率或者存在能够促进在部件的外圆周面周围的流体流，使得流体的一部分绕过部件并且不会将热量从反应器管传递到反应器的其它部分。使用多层边缘裙状密封件(比如两层或者更多层)能够增加相互堆叠或者堆叠在彼此的一部分上的边缘件22a的数量，以减少或者消除可行的通过狭缝开口的流动路径，这防止了流体绕过反应器部件。能够根据需要选择边缘件22a和狭缝开口的数量，以促进瑞流流动或者基本阻塞流体流，使得其被重定向并且被迫流动离开反应器管并朝着反应器中心返回。
[0054]尽管已经示出并描述了根据本发明的多个实施例，但是应当理解的是本发明并不局限于此，并且如本领域中的技术人员已知的那样允许作出多种变化和修改。因此，本发明不局限于在此示出以及描述的细节，并且包括处于所附权利要求范围内的所有变化和修改。
【主权项】
1.一种反应器，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内壁表面向外延伸。9.根据权利要求8所述的反应器，所述密封件的从所述反应器部件的外圆周面向外延伸的部分与所述外圆周面成30度至70度的角度。10.根据权利要求8所述的反应器，所述密封件的从所述反应器部件的外圆周面向外延伸的部分与所述外圆周面成100度至150度的角度。11.一种反应器，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.柔性的波纹状密封件，所述柔性的波纹状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基本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。12.根据权利要求11所述的反应器，所述密封件由金属箔制成并且能够沿着径向方向扩展。13.根据权利要求11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并且与第二反应器部件的顶部表面或者底部表面接触，所述密封件将所述反应器部件和所述第二反应器部件分离开，使得所述反应器部件和所述第二反应器部件彼此不接触。14.根据权利要求11所述的反应器，所述密封件的一部分呈环状并且与所述反应器部件的外圆周面接触。15.根据权利要求14所述的反应器，密封件的分离部分以一定角度朝着所述反应器管的内壁表面向外延伸。
【文档编号】B01J19/00GK105939780SQ201580006421
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2015年1月29日
【发明人】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
【申请人】庄信万丰股份有限公司