Реактор вертикально-наборной конструкции

Реактор вертикально-наборной конструкции

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Предметом настоящего изобретения являются усовершенствованные реакторы вертикально-наборной конструкции повышенной эффективности и производительности, в частности, усовершенствованные реакторы вертикально-наборной конструкции с расположением компонентов, способствующим повышению теплопередачи и эффективности реакции.

Уровень техники

Реакторы риформинга, типа используемых при производстве водорода, как правило, содержат камеры, подверженные воздействию источника тепла, например, печи, для поддержки эндотермических реакций. Другие типы реакций, такие как экзотермические, могут потребовать применения источника охлаждения, например, охлаждающей рубашки. Камеры реактора могут загружаться керамическими топливными таблетками с катализаторной начинкой или катализаторным покрытием для проведения реакции. Со временем керамические топливные таблетки ломаются и повреждаются, в результате чего в камерах реактора образуется порошок, который может слишком сильно затруднить перемещение потока газа в камерах реактора и оказать отрицательное воздействие на теплопередачу. Кроме того, керамические топливные таблетки ограничены по количеству тепла, которое может быть передано через активную зону камеры реактора. Низкая теплопередача от источника тепла, расположенного вне камер реактора, делает необходимым применение высоких температур печи, т.е. повышает энергозатраты, и стенок камеры реактора, что может привести к сокращению срока службы или снижению рабочих характеристик камер реактора. Неравномерное распределение керамических топливных таблеток в активной зоне реактора может привести к образованию областей с замедленным протеканием реакции и горячих точек на камере, что, в свою очередь, может привести к понижению рабочих характеристик и/или сокращению срока службы. Эффективность и производительность реактора могут значительно снижаться в результате ограниченной теплопередачи и срывов газового потока, вызванных характерными свойствами и конструктивными ограничениями керамических топливных таблеток.

Попытки производителей усовершенствовать керамические топливные таблетки, используемые в камерах реакторов, лишь незначительно улучшили теплопередачу и снижение характеристик, и, таким образом, остается необходимость разработки усовершенствованного носителя катализатора, способствующего улучшению теплопередачи, обеспечивающего большую площадь поверхности и создающего незначительный перепад давлений, который можно было бы легко использовать при небольших затратах. Ниже рассматриваются различные варианты осуществления нанесенных на фольге катализаторов.

Раскрытие изобретения

Предлагается реактор для проведения каталитических реакций. Данный реактор содержит вентилятор, установленный на центральном стержне в камере реактора. Вентилятор может иметь радиальные каналы для направления потока флюида при проходе через реактор. Каналы для прохода флюида эффективно направляют поток флюида в радиальном направлении к стенке камеры реактора, обеспечивая повышение теплоотдачи. Вентилятор имеет верхнюю поверхность, нижнюю поверхность и поверхность внешнего диаметра. Радиальные каналы, образованные гофрами в вентиляторе, заканчиваются на поверхности внешнего диаметра, образуя отверстия флюидных каналов, например, треугольные отверстия, обращенные к стенке камеры реактора, и, таким образом, повышающие теплопередачу от камеры реактора во внутреннюю часть реактора.

Настоящим изобретением предлагается реактор вертикально-наборной конструкции. Реактор вертикально-наборной конструкции содержит компонент реактора, который имеет верхнюю поверхность, нижнюю поверхность и поверхность внешнего диаметра. Компонент реактора может быть установлен в камере реактора, например, на центральном стержне, размещенном в центральной области камеры реактора. В контакте с верхней или нижней поверхностью компонента реактора может находиться прокладка, имеющая внутренний диаметр и наружный диаметр. Прокладка может выступать радиально наружу от круглой поверхности внешнего диаметра компонента реактора, таким образом, что наружный диаметр прокладки не контактирует с камерой реактора, в результате чего образуется кольцевой зазор между камерой реактора и окружностью наружного диаметра прокладки.

Краткое описание чертежей

Приведенные ниже чертежи служат для иллюстрации различных аспектов одного или нескольких вариантов осуществления изобретения, но никоим образом не ограничивают настоящее изобретение представленными вариантами.

На Фиг.1 показано поперечное сечение корпуса реактора с попеременно установленными в нем вентиляторами и активными зонами.

На Фиг.2 представлен вид сбоку корпуса реактора с попеременно установленными в нем на центральном стержне вентиляторами и активными зонами для использования в камере реактора.

На Фиг.3 показано перспективное изображение активной зоны, смонтированной на центральном стержне, для использования в камере реактора.

На Фиг.4 показано перспективное изображение установленных друг над другом вентиляторов с прокладками между вентиляторами реактора, для использования в камере реактора.

На Фиг.5 показано перспективное изображение вентилятора с прокладкой, прикрепленной к верхней поверхности вентилятора.

На Фиг.6 показано перспективное изображение вентилятора с прокладкой с распорными выступами, прикрепленной к верхней поверхности вентилятора.

На Фиг.7 показано перспективное изображение части вентилятора с гофрированной прокладкой, прикрепленной к нижней поверхности вентилятора.

На Фиг.8 показан вид сверху части зубчатой прокладки для применения с компонентом реактора.

На Фиг.9 показан вид сверху зубчатой прокладки, прикрепленной к компоненту реактора.

На Фиг.10 показано перспективное изображение зубчатой прокладки с распорными выступами для применения с компонентом реактора.

На Фиг.11 показан вид сверху части компонента реактора с установленной рядом зубчатой прокладкой.

На Фиг.12 показано перспективное изображение части компонента реактора с расположенной рядом зубчатой прокладкой с распорными выступами.

На Фиг.13 показан вид сверху части зубчатой заготовки для формовки зубчатой прокладки или компонента реактора.

На Фиг.14 показана часть зубчатой прокладки, сформованной из зубчатой заготовки, показанной на Фиг.13.

На Фиг.15А представлен вид сбоку корпуса реактора с установленными в нем вертикально на центральном стержне вентиляторами, каждый из которых имеет одну расположенную по окружности выточку.

На Фиг.15В представлен вид сбоку корпуса реактора с установленными в нем вертикально на центральном стержне вентиляторами, каждый из которых имеет несколько расположенных по окружности выточек.

На Фиг.16 представлен вид сбоку корпуса реактора с установленными в нем вертикально на центральном стержне вентиляторами, каждый из которых имеет несколько расположенных по окружности выточек.

На Фиг.17 представлен вид сбоку корпуса реактора с установленными в нем вертикально на центральном стержне вентиляторами, каждый из которых имеет несколько расположенных по окружности выточек.

На Фиг.18 показан вид сбоку корпуса реактора с установленными в нем вертикально на центральных стержнях попеременно вентиляторами и активными зонами, причем один вертикальный стержень имеет внутреннюю полость, в которую входит часть находящегося ниже центрального стержня.

На Фиг.19 показан вид сбоку корпуса реактора с вентиляторами и активными зонами, установленными в нем вертикально на опорно-втулочном узле, в который входит часть находящегося ниже центрального стержня.

На Фиг.20 показан вид сбоку смонтированного на центральном стержне спирального вентилятора для использования в камере реактора.

На Фиг.21 показано поперечное сечение установленного на центральном стержне спирального вентилятора для использования в камере реактора.

Осуществление изобретения

Как принято в настоящем описании, при указании диапазона типа 5-25 имеется в виду, что параметр, о котором идет речь, может быть больше 5 и меньше или равен 25. Материалы для изготовления всех компонентов реактора, о которых пойдет речь ниже, могут включать любые подходящие материалы, применяемые в данной области, например, металлы, цветные металлы, металлическая фольга, сталь, нержавеющая сталь, сплавы, пленки, неметаллические материалы, такие как пластики или стекло, керамика, или комбинации вышеупомянутых материалов.

Описываемые здесь реакторы, называемые реакторами вертикально-наборной конструкции, могут содержать множество компонентов, смонтированных на центральном опорном элементе, типа центрального стержня или сердечника, трубы, штыря и т.п., для формирования монолитного элемента, как правило, круглого поперечного сечения при взгляде в направлении потока жидкости через реактор. Как указано ниже, могут использоваться различные модификации и варианты осуществления реакторов и соответствующих компонентов реакторов.

На Фиг.1 представлен пример конструкции реактора. В камере реактора 2 с внутренней поверхностью стенки 2а и внешней поверхностью стенки 2b (например, в реакционной трубе) размещены компоненты реактора, такие как вентилятор 3 и/или активная зона 4, смонтированные на центральном стержне 5. В целом, реакторная камера 2 известна в данной области техники; она предпочтительно изготавливается из металла типа стали, нержавеющей стали, алюминиевого сплава или сплава "Инконель", или специальных сплавов для центробежного литья типа НР50; в качестве варианта (и предпочтительно, если реакция протекает при низкой температуре, например, при превращении СО в CO2), реакторная камера может быть выполнена из полимерных или пластмассовых материалов. Предпочтительно, реакторная камера представляет собой трубу с поперечным сечением круглой, прямоугольной, овальной или другой формы. Длина реакторной камеры 2 может составлять, по меньшей мере, 0,6, 1, 2, 4, 6, 8, 10 или 12 м, предпочтительно, в диапазоне от 0,6 до 2 м или от 6 до 15 м. Реакторная камера 2 может иметь поперечное сечение круглой формы с внутренним диаметром, по меньшей мере, 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225 или 250 мм и предпочтительно, в диапазоне от 80 до 140 мм. Диаметр реакторной камеры 2, предпочтительно, является постоянным по всей длине камеры.

Компоненты реактора, такие как вентиляторы 3 и активные зоны 4, имеют центральное отверстие, в которое входит центральный стержень 5, таким образом, что данные компоненты могут скользить по центральному стержню 5 и их можно устанавливать в требуемом месте реакторной камеры 2. Длина центрального стержня 5 может равняться длине реакторной камеры 2. В качестве варианта, может быть использовано несколько стержней, например, от 2 до 10, устанавливаемых друг на друга, для заполнения всей длины реакторной камеры 2, что делается с целью компенсации термического расширения данных компонентов. Центральный стержень 5 может иметь поперечное сечение круглой формы с внутренним диаметром, по меньшей мере, 5, 10, 25, 50, 75, 100, 125 или 150 мм, предпочтительно, в диапазоне от 6 до 40 мм. Для обеспечения возможности установки, диаметр центрального отверстия компонентов реактора может быть таким же, как диаметр центрального стержня 5, или немного больше. Кроме того, центральный стержень 5 может содержать кронштейн, втулку, опорную пластину и аналогичные элементы, выполняющие функцию опоры для элементов 3, 4, чтобы они не скользили по центральному стержню 5. Перед вставкой в реакторную камеру 2 на центральном стержне 5 может быть смонтировано любое количество реакторных компонентов 3, 4. Как показано на чертеже, вентиляторы 3 и активные зоны 4 могут устанавливаться вертикально один над другим, образуя переменные слои реакторных компонентов, так что каждый вентилятор 3 находится в контакте с двумя активными зонами 4 и расположен между ними, а данные активные зоны 4 находятся над ним и под ним. Как указано ниже, по желанию, между одним или несколькими компонентами реактора могут быть вставлены шайбы например, каждый вентилятор и активная зона могут быть отделены друг от друга шайбой, причем данная шайба создает открытое пространство между данными компонентами. В качестве варианта, в отличие от попеременного способа установки, реакторные компоненты 3, 4 могут устанавливаться любым способом по желанию, например, на центральном стержне 5 могут устанавливаться все вентиляторы 3 без единой активной зоны 4.

Как правило, в реакторной камере 2 устанавливают от 24 до 400 или более компонентов реактора, например, любым попеременным способом, обеспечивающим возможность прохождения жидкости через каждый компонент реактора, установленный в реакторной камере 2. Например, реакторная камера топливного элемента может содержать от 24 до 72 установленных вертикально один над другим реакторных компонентов. В качестве еще одного примера, реакторная камера водородной риформинг-установки может содержать от 200 до 400 или более установленных вертикально один над другим компонентов реактора. Несмотря на то, что в данном описании и на чертежах компоненты реактора показаны установленными вертикально один над другим, они могут быть смонтированы и другими способами, например, горизонтально, для выполнения требований, предъявляемых определенными технологическими условиями.

Флюид, такой как газ или жидкость, который должен прореагировать, обычно протекает в вертикальном направлении, либо сверху вниз, либо снизу вверх, по желанию, по реакторной камере 2 и через каждый компонент 3, 4, установленный на центральном стержне 5. Реакторные компоненты 3, 4 отклоняют флюид от вертикального направления прохождения с целью повышения теплопередачи, например, вентиляторы 3 направляют поток флюида радиально (перпендикулярно общей вертикали) по направлению к стенке реакторной камеры. Как показано, флюид поступает в реакторную камеру 2 через отверстие или вход 7a, проходит через установленные вертикально друг над другом вентиляторы 3 и активные зоны 4, и выходит из реакторной камеры 2 через отверстие 7b. Предпочтительно, поперечные габариты вентиляторов 3 и активных зон 4 таковы, что данные компоненты полностью или практически полностью заполняют площадь поперечного сечения реакторной камеры 2. Вентиляторы 3 и активные зоны 4 могут контактировать с внутренней поверхностью 2a стенки реакторной камеры 2, что способствует эффективной передаче тепла от внешней поверхности реактора к его внутренним компонентам 3, 4 и находящемуся внутри них флюиду. Если вентилятор 3 имеет круглую форму, то диаметр его поперечного сечения может составлять, по меньшей мере, 20, 50, 100, 150, 200 или 250 мм, и предпочтительно, в диапазоне от 80 до 135 мм. Высота вентилятора 3 может составлять, по меньшей мере, 7, 15, 30, 45, 60 или 65 мм, предпочтительно, в диапазоне от 20 до 40 мм. Если активная зона 4 имеет круглую форму, то диаметр ее поперечного сечения может составлять, по меньшей мере, 20, 50, 100, 150, 200 или 230 мм, и предпочтительно, в диапазоне от 60 до 120 мм. Высота активной зоны 4 может составлять, по меньшей мере, 6, 15, 30, 45, 60 или 80 мм, предпочтительно, в диапазоне от 10 до 30 мм.

Предпочтительно, устанавливаемые в реакторной камере 2 вентиляторы 3 имеют диаметр меньше внутреннего диаметра реакторной камеры 2, что делается с целью создания зазора 8 или свободного пространства между внешней кромкой или поверхностью 3a вентиляторов 3 и внутренней поверхностью 2a стенки реакторной камеры 2. Зазор 8 между поверхностью 3a по внешнему диаметру вентиляторов 3 и внутренней поверхностью 2a стенки реакторной камеры 2 может составлять, по меньшей мере, 1, 2, 3, 5, 10 или 15 мм, и предпочтительно, в диапазоне от 1 до 8 мм. Как указывается ниже, зазор 8 способствует теплопередаче и вынуждает флюид, движущийся к внутренней поверхности 2a стенки 2 реактора, перемещаться обратно вовнутрь реактора. Иными словами, зазор 8 служит для изменения направления прохождения потока флюида на 180 градусов при вхождении потока в контакт с внутренней поверхностью 2a стенки реакторной камеры 2.

Направление потока флюида через реакторную камеру 2 можно также изменить путем добавления уплотнения 6 на внешнюю кромку реакторного компонента, например, активной зоны 4, чтобы флюид не проходил между внешней поверхностью окружности каждой активной зоны и внутренней поверхностью 2a стенки реакторной камеры 2. Таким образом, уплотнения 6 предупреждают обтекание флюидом активных зон 4 по периметру. Уплотнения 6 направляют поток флюида через каждую активную зону 4 и внутрь каждого указанного компонента, то есть в вентилятор 3, установленный под или над активной зоной 4, в зависимости от направления прохождения флюида. Предпочтительно, уплотнения 6 устанавливают на внешнем диаметре каждой активной зоны 4; данные уплотнения имеют форму обода, закрывающего всю вертикальную кромку периферийного участка активной зоны и часть боковой верхней или нижней поверхности вблизи внешнего диаметра активной зоны 4. Как показано, вентиляторы 3 не имеют уплотнений для предупреждения прохода флюида между внешней боковой поверхностью 3a и внутренней поверхность. 2a стенки реакторной камеры 2. Поскольку вентиляторы не имеют уплотнений, поток флюида направлен к стенке реакторной камеры, что способствует передаче тепла извне во внутреннюю часть реактора. Ниже описаны возможные варианты исполнения различных элементов конструкции в различных вариантах осуществления изобретения.

Вертикально-наборная конструкция вентиляторов и/или активных зон служит для улучшения передачи тепла для проведения каталитических реакций. Сами по себе компоненты реактора 1, таким как вентиляторы 3 или активные зоны 4, могут быть покрыты катализатором с целью эффективного распределения катализатора по большей части объема жидкости, проходящей через реактор. Предпочтительно, уплотнения не покрывают катализатором. Каталитические материалы хорошо известны в данной отрасли техники; в качестве данных материалов могут применяться никель, палладий, платина, цирконий, родий, рутений, иридий, кобальт и оксид алюминия. Образование порошка вследствие расширения и сжатия в вертикально-наборной конструкции реакторных компонентов 3, 4 является маловероятным, поскольку отсутствует единая масса керамической топливной таблетки, образующей уплотненный слой. При такой конструкции также маловероятно, что расширение и сжатие реакторной камеры 2 будет оказывать какой-либо эффект на катализатор.

В целях повышения эффективности, различные каталитические реакции и процессы в реакторе 1 проводятся при различных предпочтительных температурах. Соответственно, выбор реакторной камеры 2, вентиляторов 3, активных зон 4 и других элементов производится в зависимости от окружающих условий (температуры, давления, скорости, газо-жидкостного фазового состава флюида), влиянию которых, как предполагается, они будут подвержены. Подходящими материалами являются те, которые работают эффективно, или наиболее эффективно, или эффективно/наиболее эффективно при каких-либо условиях, и могут эффективно работать при температурах, по меньшей мере, -20, -10, 0, 4, 10, 15, 20, 25, 30, 50, 80, 100, 150, 200, 250, 300 или 350°C и при температурах технологического процесса не выше 1000, 900, 700, 500, 400, 350, 300, 250, 200, 150, 100, 80, 50, 30 или 27°C.

На Фиг.2 схематично показана загруженная реакторная обойма 10 с установленным в ней определенным количеством вентиляторов 3 и активных зон 4 в переменном порядке друг над другом на центральном стержне 5, предназначенная для вставки в реакторную камеру, например, как показано на Фиг.1. На центральном стержне 5 предусмотрена опорная пластина 9, установленная в его нижней части и служащая опорой для ряда вентиляторов 3 и активных зон, установленных вертикально друг над другом на центральном стержне 5. Как показано, опорная пластина 9 может быть круглой, типа диска или тарелки, с отверстием для установки на центральный стержень 5. При взгляде снизу, пластина 9 может представлять собой сплошной диск или иметь другие отверстия, чтобы флюид мог проходить через нее и поступать в центральную часть реакторного компонента, например, вентилятора. Например, пластина 9 может иметь выполненные в ней отверстия, каналы или треугольные отверстия, образующие конфигурацию типа втулки со спицами. Диаметр круглой пластины 9 больше диаметра центрального стержня 5, так что нижняя поверхность вентилятора 3 или активной зоны 4 может опираться непосредственно на верхнюю поверхность опорной пластины 9. Диаметр опорной пластины 9 может быть любым, даже может равняться внутреннему диаметру реакторной камеры.

Опорная пластина 9 может крепиться или устанавливаться на месте с помощью втулки 10, расположенной непосредственно под опорной пластиной 9. Втулка 10 выполняет функцию упора для опорной пластины 9, так что опорная пластина скользит по центральному стержню 5 и останавливается при контакте с закрепленной втулкой 10. Втулка 10 может быть регулируемой, т.е. в зависимости от количества реакторных компонентов, надетых на центральный стержень 5, требуемое положение втулки 10 на центральном стержне 5 может меняться. Предпочтительно, опорная пластина может быть прикреплена к центральному стержню 5 в заданном положении без возможности отсоединения. Например, опорная пластина 9 может быть приварена к центральному стержню 5, или может быть составным элементом конструкции данного центрального стержня 5.

В представленном на Фиг.3 одном из вариантов осуществления изобретения показана спирально-намотанная активная зона 4, установленная на центральном стержне 5, для использования в реакторной камере. Данная активная зона 4 может быть выполнена путем наматывания металлической фольги, например, плоской, рифленой или гофрированной металлической фольги, относительно ее центра или опорной трубы 11, которую можно надевать на центральный стержень 5. Например, металлическая фольга может быть прикреплена к опорной трубе 11 посредством сварки. Металлическую фольгу можно наматывать на опорную трубу 11 до тех пор, пока не будет получен требуемый диаметр активной зоны 4. В целях облегчения сборки, может использоваться дополнительная опорная труба 11, либо прикрепленная, либо неприкрепленная к активной зоне, для заполнения любого пустого пространства между внутренним диаметром стенки активной зоны 4 или вентилятора и внешним диаметром стержня 5. Спиральное наматывание активной зоны создает один или более кольцевых каналов, так что флюид может входить в один торец 12а активной зоны 4 и выходить из другого торца 12b активной зоны 4.

Количество и плотность кольцевых каналов можно регулировать, как известно в данной отрасли, степенью плотностью намотки металлической фольги вокруг центра или опорной трубы 11. Толщину металлической фольги для формирования активных зон 4 можно выбирать таким образом, чтобы получить оптимальное количество каналов, например, тонкая металлическая фольга обеспечивает создание большего количества каналов для прохода флюида, чем более толстая металлическая фольга. Предпочтительно, активные зоны 4 имеют высокую плотность площади поверхности, и, таким образом, при покрытии катализатором обеспечивают каталитическую активность. На центральном стержне 5 можно разместить любое желаемое количество активных зон 4, чередующихся с одним или несколькими вентиляторами 3.

В другом варианте осуществления, представленном на Фиг.4, показаны несколько вентиляторов 3, установленных вертикально один на другой на центральный стержень (не показан). Каждый вентилятор 3 имеет верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, которые установлены таким образом, что нижняя поверхность одного вентилятора 3 либо расположена рядом, либо находится в непосредственном контакте с верхней поверхностью другого вентилятора, установленного прямо под ним. Таким образом, в зависимости от топографии верхней или нижней поверхностей вентилятора 3, которая может быть неровной или практически плоской, вся верхняя поверхность вентилятора, или, по меньшей мере, часть данной поверхности, непосредственно контактирует с верхней или нижней поверхностью другого вентилятора, в зависимости от того, расположен он снизу или сверху. В случае если вентиляторы разделены прокладками, по меньшей мере, часть верхней или нижней поверхности вентилятора находится в непосредственном контакте с верхней или нижней поверхностью прокладки.

Смонтированные на опорной трубе 11 вентиляторы 3 имеют множество радиальных каналов 13a и 13b, служащих для прохода флюида через реактор. Как показано на рисунке, радиальные каналы имеют примерно треугольную форму и отходят в сторону от опорной трубы 11, образуя круглое поперечное сечение при взгляде сверху вентилятора 3. Указанные радиальные каналы заканчиваются у внешнего диаметра каждого вентилятора, образуя отверстия треугольной формы рядом с внутренней поверхностью стенки камеры реактора. При направлении потока сверху и взгляде снизу, поток флюида входит в один торец 14a колонны вентиляторов 3, проходит в радиальном направлении по треугольным каналам, заканчивающимся отверстиями 13a у внешнего диаметра вентиляторов, входит в контакт с поверхностью реакторной камеры, огибает разделительную стенку, входит в другое треугольное отверстие 13b, проходит в радиальном направлении к центру вентилятора и таким же образом поступает в следующий вентилятор и/или активную зону, пока не выйдет на другом торце 14b колонны вентиляторов 3. В одном из способов осуществления, показанном на Фиг.4, вентиляторы 3 установлены вертикально один над другим таким образом, что открытые вверх части 13a треугольных каналов одного вентилятора совмещены по вертикали с открытыми вниз частями 13b треугольных каналов другого вентилятора 3, расположенного непосредственно над или под первым.

Предпочтительно, между верхними или нижними поверхностями каждого вентилятора 3 помещают плоские прокладки 15. В зависимости от задач сборки, как указано ниже, прокладки могут быть прикреплены к вентилятору или могут устанавливаться между вентиляторами неприкрепленными. На Фиг.4 изображены плоские прокладки 15, прикрепленные к нижним поверхностям вентиляторов 3, а на Фиг.5 показана плоская прокладка 15, прикрепленная к верхней поверхности вентилятора 3. Наличие плоской прокладки 15 обеспечивает дополнительную прочность конструкции колонны вентиляторов 3. Размеры плоских прокладок 15, как и других различных прокладок, описанных ниже, выбираются таким образом, чтобы можно было обеспечивать различные положения относительно верхней или нижней поверхности компонента реактора. Например, внешний диаметр прокладки 15 может быть меньше, равен или больше внешнего диаметра вентилятора 3. Как показано на рисунке, внешний диаметр плоской прокладки 15 равен внешнему диаметру вентилятора 3.

При работе колонну вентиляторов 3 с плоскими прокладками 15 помещают на центральный стержень, и заряженную реакторную обойму вставляют в камеру реактора. Как указывалось выше, внешний диаметр плоских прокладок выбирают равным или немного меньше внутреннего диаметра камеры реактора. Например, внешний диаметр плоской прокладки 15 может составлять, по меньшей мере, 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225 или 250 мм, предпочтительно, в диапазоне от 80 до 140 мм. Ширина кольца плоской прокладки 15 может быть равной, по меньшей мере, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 или 40 мм, предпочтительно, в диапазоне от 6 до 12 мм. Внутренний диаметр плоской прокладки 15 может составлять от 20 до 245 мм, или выбираться таким, как того требуют желаемая ширина и внешний диаметр, как было указано выше. При установке на верхнюю или на нижнюю поверхность вентилятора, внешний диаметр плоской прокладки может быть, по меньшей мере, на 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 или 40 мм меньше внешнего диаметра вентилятора, чтобы обеспечить беспрепятственное прохождение потока флюида по внешней стенке вентилятора. В качестве варианта, прокладка может выступать наружу за внешний диаметр вентилятора, чтобы создавать зазор между внешним диаметром прокладки 15 и внутренней поверхностью стенки камеры реактора. Данный зазор может составлять, по меньшей мере, 1, 2, 3, 5, 10 или 15 мм, предпочтительно, в диапазоне от 1 до 8 мм. Посредством изменения величины создаваемого прокладкой зазора можно регулировать перепад давления. Наличие зазора гарантирует, что часть флюида, проходящего через реактор, при обтекании прокладки обходит ее по периметру, то есть через зазор. Обхождение прокладки флюидом, как правило, не способствует повышению теплопередачи, в то время как перетекание флюида вокруг внешней поверхности вентилятора обеспечивает значительную теплопередачу вследствие турбулентности потока, создаваемой гофрированной поверхностью вентилятора, а также в результате того, что поток в вентиляторе направлен радиально наружу от жидкостных каналов.

Плоские прокладки 15 могут быть расположены рядом, но не находиться в контакте с внутренней поверхностью стенки камеры реактора, так что значительная часть общего потока флюида проходит радиально по открытым вверх треугольным каналам вентилятора 3 и входит в контакт со стенкой камеры реактора, а затем частично изменяет направление, либо поступая в открытые вниз треугольные каналы вентилятора 3, либо обтекая внешний диаметр прокладки. Плоские прокладки 15 обеспечивают, что значительная часть потока флюида проникает в центральную часть вентилятора. Плоские прокладки 15, предпочтительно, со значительной открытой центральной частью, как показано на рисунке, позволяют изменившему направление потоку флюида пройти обратно в треугольные каналы вентилятора 3, расположенные над или по данным вентилятором, в зависимости от направления потока через реактор, в результате чего флюид снова заполняет центр вентилятора. Когда поток флюида проходит в радиальном направлении к стенке камеры реактора, он смешивается с частью флюида, обошедшей внешний диаметр прокладки. Как показано на Фиг.4 и 5, вентиляторы 3 можно подготовить посредством первоначального выбора гофрированной (или ребристой) металлической фольги. Как показано, гофры полосы металлической фольги могут иметь в значительной степени плоскую поверхность, или, в качестве варианта, иметь рифленую, неровную поверхность. Гофрированную полоску металлической фольги можно развернуть веером, таким образом, чтобы образовать кольцо или кольцевой диск с центральным отверстием, в который будет вставлен центральный стержень. Внутренняя поверхность вентилятора может быть прикреплена к опорной трубе 11, например, сваркой, для образования конструктивного несущего элемента вентилятора и создания отверстия, в которое будет вставляться центральный стержень при сборке. Опорная труба также может располагаться внутри вентилятора 3 без закрепления, чтобы заполнять любое пустое пространство, которое может образовываться при посадке вентилятора на центральный стержень. Развернутое кольцо также имеет поверхность внутреннего диаметра с каналами треугольного профиля, если смотреть вдоль поверхности внешнего диаметра вентилятора.

На Фиг.6 показан еще один возможный вариант исполнения прокладки, отличающийся тем, что в конструкцию прокладки на внешнем диаметре введены распорные выступы 15a. Как показано на рисунке, данные распорные выступы отходят радиально в стороны от внешнего диаметра прокладки 15. Данные распорные выступы 15a могут выступать от внешнего диаметра в радиальном направлении на величину, по меньшей мере, 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25 или 30 мм, предпочтительно, в диапазоне от 1 до 8 мм. Ширину распорного выступа 15a можно выбирать по желанию. Распорные выступы 15а могут быть прикреплены к внешнему диаметру прокладки 15, например, посредством сварки, или, в качестве варианта, распорные выступы могут являться неотъемлемой частью прокладки.

Прокладка 15 может иметь один или несколько распорных выступов 15a, например, прокладка может иметь, по меньшей мере, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10 или более распорных выступов 15a. Данные распорные выступы 15а предупреждают возможность контакта компонента реактора с внутренней поверхностью стенки камеры реактора. Например, если внешний диаметр прокладки 15 равен внешнему диаметру вентилятора 3 и установлен заподлицо с ним, как показано, длина распорных выступов 15a обеспечивает сохранение минимального расстояния между внешним диаметром вентилятора и внутренней поверхностью камеры реактора. В другом способе осуществления внешний диаметр прокладки может быть меньше внешнего диаметра вентилятора. В таком случае, распорные выступы должны быть длиннее, чтобы обеспечивать зазор между внешним диаметром вентилятора и внутренней стенкой камеры реактора. В обоих примерах прокладка должна быть прикреплена к вентилятору, чтобы избежать вероятности скольжения вентилятора по прокладке во время работы и его контактирования с внутренней стенкой камеры реактора.

На Фиг.7 показана гофрированная прокладка 16, прикрепленная к нижней поверхности вентилятора 3, для использования в камере реактора. В качестве варианта, гофрированная прокладка 16 может быть прикреплена и к верхней поверхности вентилятора, например, с помощью сварки. Как показано на рисунке, гофрированная прокладка 16 выступает в радиальном направлении за внешний диаметр вентилятора 3. Предпочтительные размеры гофрированной прокладки 16 могут быть такими же или приблизительно такими же, как было указано выше для плоской прокладки 15. Гофрированная прокладка 16, как и плоская прокладка 15, показанная на Фиг.4-6, может быть установлена на верхней или нижней поверхностях вентилятора, чтобы обеспечить определенный зазор между внешним диаметром прокладки и внутренней поверхностью стенки камеры реактора, таким образом, чтобы регулировать, в соответствии с необходимостью, перепад давлений и расход флюида, перетекающего через прокладку.

Хотя и не показан, в еще одном варианте исполнения к гофрированной кольцевой прокладке 16 может быть прикреплен разделитель, например, во впадинах или выступах гофрированной нижней поверхности. В качестве разделителя может быть использована проволока, кусок металла, например, прямоугольная шпонка, или аналогичная деталь. Например, кусок металлической проволоки может быть приварен к прокладке 16 таким образом, чтобы данный разделитель выступал наружу, то есть в радиальном направлении, за пределы внешнего диаметра прокладки 16 и компонента реактора, к которому может быть приварена прокладка, в сторону к поверхности внутренней стенки камеры реактора. Длина остальной части разделителя, на выходящая за внешний диаметр, может быть выбрана любой, предпочтительно, не больше ширины кольца прокладки 16, чтобы данный разделитель не высовывался внутрь за внутренний диаметр прокладки 16. Длину металлической проволоки можно регулировать с целью обеспечения требуемой длины проволоки, выходящей за внешний диаметр прокладки 16 и/или реакторного компонента, чтобы обеспечить требуемый зазор между прокладкой 16 и стенкой камеры реактора. Предпочтительно, разделитель может выступать от внешнего диаметра прокладки на величину, по меньшей мере, 1, 2, 3, 5, 10 или 15 мм, предпочтительно, в диапазоне от 1 до 8 мм.

На Фиг.8 показана часть зубчатой прокладки 18 для использования совместно с компонентом реактора, например, с вентилятором 3. Предпочтительно, внешний диаметр зубчатой прокладки 18 прокладок выбирают равным или немного меньше внутреннего диаметра камеры реактора. Например, внешний диаметр зубчатой прокладки 18 может составлять, по меньшей мере, 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225 или 250 мм, предпочтительно, в диапазоне от 80 до 140 мм. Ширина кольца зубчатой прокладки 18 может быть равной, по меньшей мере, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 или 40 мм, предпочтительно, в диапазоне от 6 до 12 мм. Внутренний диаметр зубчатой прокладки 18 может составлять от 20 до 245 мм, или выбираться таким, как того требуют желаемая ширина и внешний диаметр, как было указано выше. Зубчатая прокладка 18 может иметь впадины или вырезы 19 в своем внешнем диаметре для обеспечения возможности прохода флюида по периметру прокладки. Вырезы 19 могут иметь любую форму, например, квадратную, треугольную, изогнутую, или комбинации указанных форм, и могут иметь любые размеры, то есть ширину и глубину вырезов 19 можно изменять по желанию. Нап