[發(fā)明專利]包括帶有支撐件的連接器的交換器-反應(yīng)器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780077865.X
• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN110087765A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 拉斐爾·福爾;奧利維爾·迪貝;帕斯卡爾·戴爾加洛;馬蒂厄·弗蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 喬治洛德方法研究和開發(fā)液化空氣有限公司
• 主分類號: B01J19/24
• 分類號: B01J19/24;B22F3/105;F28D9/00
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 馬爽;臧建明

本發(fā)明涉及一種單組分交換器?反應(yīng)器，該交換器?反應(yīng)器從底部到頂部在制造方向上包括：分配區(qū)域(3)；入口連接器(11)和出口連接器(12)，該入口連接器和出口連接器各自處于半圓柱體的形式、并且在兩側(cè)上鄰接該分配區(qū)域；位于該入口連接器正面上的入口(1)；位于該出口連接器正面上的出口(2)；由反應(yīng)通道(5)和產(chǎn)物通道(6)組成的交換區(qū)域；其中，每個連接器在其內(nèi)部上部部分中包括支撐件。

本發(fā)明涉及單組分毫米級結(jié)構(gòu)交換器-反應(yīng)器，也就是說沒有組裝界面的交換器-反應(yīng)器。

目前，用于合成氣生產(chǎn)的最普遍的方法是甲烷的蒸汽重整。該反應(yīng)是催化的并且吸熱的。該反應(yīng)所需的熱量是通過輻射爐中的燃燒獲得的。因此，合成氣是在高溫(約900℃)下獲得的。已經(jīng)普及的優(yōu)化提出了在毫米級結(jié)構(gòu)交換器-反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，以便改善反應(yīng)器內(nèi)的熱傳遞和材料轉(zhuǎn)移。

本發(fā)明涉及的重整反應(yīng)器是由多個不同部分(其在圖1中示出)組成的單組分單元。“單組分反應(yīng)器”應(yīng)理解為沒有組裝界面的反應(yīng)器。交換器-反應(yīng)器的入口1和出口2分別連接到入口連接器11和出口連接器12，該入口連接器和該出口連接器本身直接連接到分配區(qū)域3，該分配區(qū)域向該交換區(qū)域4提供供應(yīng)。交換區(qū)域4由直且平行的通道組成：這些直通道被分為反應(yīng)通道5、產(chǎn)物通道6和在兩個反應(yīng)通道5與產(chǎn)物通道之間的接合部7。“反應(yīng)通道”應(yīng)理解為在其中發(fā)生催化反應(yīng)的通道，并且“產(chǎn)物通道”應(yīng)理解為產(chǎn)物流可以在其中循環(huán)的通道。僅入口1、分配區(qū)域3和反應(yīng)通道6涂覆有催化劑8。除了催化劑8的沉積之外，這些通道還可以涂覆有包層，該包層用于保護(hù)免受施加到反應(yīng)通道的表面10上的腐蝕9。

入口連接器11和出口連接器12可以被定義為至少50％空、優(yōu)選至少70％空的容積，并且該入口連接器和出口連接器相應(yīng)地使入口和分配區(qū)域相連接并且使分配區(qū)域和出口相連接。

“分配區(qū)域”應(yīng)理解為被安排以便對進(jìn)入或離開交換區(qū)域的通道的流量進(jìn)行最佳分配的容積。

為了允許單級制造如上所述的交換器-反應(yīng)器，入口連接器和出口連接器必須與分配區(qū)域和交換區(qū)域同時通過增材法制造。

然而，在不限制連接器的定位或尺寸可能性的情況下，目前沒有允許連接器與交換區(qū)域和分配區(qū)域同時制造的解決方案。

因此，需要提供改進(jìn)的交換器-反應(yīng)器和/或改進(jìn)的工藝，利用該工藝可以使連接器與交換區(qū)域和分配區(qū)域同時制造。

本發(fā)明的解決方案是單組分交換器-反應(yīng)器，該交換器-反應(yīng)器從底部到頂部在制造方向上包括：

-分配區(qū)域3；

-入口連接器11和出口連接器12，該入口連接器和出口連接器各自處于半圓柱體的形式、并且在兩側(cè)上鄰接分配區(qū)域；

-位于該入口連接器的正面上的入口1；

-位于該出口連接器的正面上的出口2；

-由反應(yīng)通道5和產(chǎn)物通道6組成的交換區(qū)域；

其中，每個連接器在其內(nèi)部上部部分中包括支撐件。

應(yīng)當(dāng)注意的是，所討論的通道是毫米級通道。

視情況而定，根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)器-交換器可以展現(xiàn)以下特征中的一項(xiàng)或多項(xiàng)：

-該分配區(qū)域在其鄰接該入口連接器的面上包括安排在若干豎直軸線上的流入口；包括在該入口連接器的內(nèi)部上部部分中的支撐件具有鄰接分配區(qū)域的一個面和鄰接入口連接器的內(nèi)部上表面的一個面；并且支撐件插入在所述各個豎直軸線之間；

-該分配區(qū)域在其鄰接該出口連接器的面上包括安排在若干豎直軸線上的流出口；包括在該出口連接器的內(nèi)部上部部分中的支撐件具有鄰接分配區(qū)域的一個面和鄰接入口連接器的內(nèi)部上表面的一個面；并且支撐件插入在所述各個豎直軸線之間；

-支撐件呈圓盤扇形形狀，該扇形形狀具有在30°和60°之間的角度、優(yōu)選地具有在40°和50°之間的角度；