[发明专利]用于与催化剂结构一起使用的密封件

说明书

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。

技术领域

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

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。

发明内容

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。