[发明专利]可膨胀的中心装置

说明书

本发明公开了一种用于反应器的可膨胀的中心装置。所述中心装置包括膨胀管、位于膨胀管内的中心支撑件、以及三个或更多个弹簧元件。弹簧元件固定至中心支撑件，并且朝向膨胀管弧形地外伸。本发明还公开了一种反应器。

技术领域

本发明涉及用于反应器的可膨胀的中心装置、反应器和将可膨胀的中心装置安装在反应器内的方法。特别地但非唯一地，本发明涉及用于可堆叠结构化反应器的可膨胀的中心装置、可堆叠结构化反应器、以及将这种可膨胀的中心装置安装在这种可堆叠结构化反应器内的方法。

背景技术

用于实施催化反应的反应器部件(例如用于制备合成气或氢气的那些部件)通常会接触暴露至热源(例如熔炉)的反应器管，以支持反应。与之相比，其他类型的反应(例如放热反应)会需要冷却源(例如冷却套管)。反应器管可以装载有涂覆催化剂的部件的各种布置方案，例如呈风扇、翼片、线圈、泡沫或整块材料形式的由薄片支撑或结构化的催化剂。在一些情况下，反应器的涂覆催化剂的部件能够是可膨胀的，诸如由薄片形成的那些部件，例如风扇。

为了改善热传递和流体流动通过反应器，可以增强由薄片支撑的催化剂的装配。在反应器管中，可膨胀的、涂覆有催化剂的反应器部件可以定位成增加热传递，例如接触暴露至热源或冷却源的反应器壁或可控地靠近反应器壁。因而，需要在反应器上装配附件，以促进增大热传递和反应器效率。

WO2013151889描述了一种用于管状反应器中的可膨胀的中心装置(例如重整器)，以增强热传递和反应器效率。可膨胀的中心装置可以包括在径向方向上可膨胀的锥体和用于促进锥体膨胀的膨胀配重。锥体和膨胀配重能够可滑动地设置在中心支撑件上。锥体在径向方向上的膨胀将反应器的涂覆催化剂的部件径向向外地推向外管，所述外管收纳反应器的涂覆催化剂的部件和可膨胀的中心装置。反应器的涂覆催化剂的部件朝向外管的膨胀促进热传递，以实施催化反应。

WO2013151889中的装置产生良好的性能，但是包括相对昂贵的滑动衬套和膨胀锥体。锥体可能是昂贵的或具有可靠性问题。用于将锥体和衬套保持在合适位置处的推入螺母安装起来棘手，并且需要在中心支撑件上具有特殊的表面。为了安装系统，需要具有抓握、送风和推动这三种功能的工具。因而，WO2013151889的系统具有改进空间，特别是进一步降低系统成本和进一步改善系统安装的简便性。

本发明的优选实施例旨在克服现有技术的上述缺点中的一个或多个。特别地，本发明的优选实施例旨在提供用于反应器的改进的可膨胀中心装置和改进的反应器。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于反应器的可膨胀的中心装置，所述可膨胀的中心装置包括：膨胀管；膨胀管内的中心支撑件、和三个或更多个弹簧元件；弹簧元件固定至中心支撑件并且朝向膨胀管弧形地外伸。

这种装置可以提供可膨胀中心，所述可膨胀中心向反应器的涂覆催化剂的结构化部件提供膨胀力，而不需要大量单独的移动部件。所述装置因而有利地易于制造、组装和安装，并且可以提供节省成本的可能性。弹簧元件优选是弹性的，以远离中心支撑件向外偏压膨胀管。

膨胀管可以由彼此卷绕并叠置的弹簧元件的末端形成。因而，弹簧元件优选彼此螺旋围绕并叠置。例如，弹簧元件优选具有固定至中心支撑件的头端以及叠置以形成膨胀管的末端。优选地，每个末端围绕膨胀管的至少一圈完整外周延伸。通过由弹簧元件的末端形成膨胀管，中心装置可以包括与多部件系统相比会更易于操纵和安装的单一结构。

膨胀管可以与弹簧元件分离，并且弹簧元件可以向外压在膨胀管上。例如，弹簧元件可以从中心支撑件向外压在膨胀管的内侧上。例如，当弹簧元件和膨胀管需要不同的材料特性时，这种系统会是有利的。