本发明专利技术揭示了一种反应器或反应器部件，其包括蜂窝体结构，该蜂窝体结构包括沿着共同方向延伸的孔道，包括各自跨过至少一些孔道延伸的一个或多个通道，其中，在与所述共同方向垂直的平面内，所述一个或多个通道的一条或多条路径包括以二维阵列形式设置的大量重复的子路径单元，每个子路径单元包括所述路径中的一个或多个弯折或弯曲。本发明专利技术还揭示了制造方法以及应用方法，所述方法包括得到标准化的反应器或反应器部件系统，以及标准化的反应器或反应器部件的工程学或设计。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】优先权本申请要求2008年11月30日提交的题为“蜂窝体微型反应器系统和方法 (Honeycomb Mini-Reactor Systems and Methods) ”的美国临时专利申请第 61/118，625 号的优先权。
技术介绍
本专利技术一般涉及基于蜂窝体或挤出体的反应器，更具体来说涉及系统和方法，所述系统和方法用来尽可能增大蜂窝体反应器的应用并且尽可能降低其成本，用于很宽范围的热交换和其他性能要求。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，反应器或反应器部件包括蜂窝体结构，该蜂窝体结构包括沿着共同方向延伸的孔道，包括各自跨过至少一部分孔道延伸的一个或多个通道，其中， 在与所述共同方向垂直的平面内，所述一个或多个通道的一条或多条路径包括以二维阵列形式设置的大量重复的子路径单元，每个子路径单元包括所述路径中的一个或多个弯折或弯曲。本专利技术的其他方面包括制造所述反应器或反应器部件的方法，以及应用方法，包括标准化反应器或反应器部件系统，以及标准化反应器或反应器部件的工程学或设计。附图简要说明附图说明图1是包括蜂窝体的反应器或反应器部件的平面图，显示了在垂直于孔道的共同方向的平面内获得的流体通道路径。图2和2A是图1的反应器或反应器部件的侧面正视图，显示了根据两个不同实施方式，图1的流体通道的路径细节(在平行于孔道的共同方向的平面内)。图3、4和4A是在蜂窝体的一端或两端封闭的孔道的截面图，显示本专利技术中可以用于孔道之间互连的各种方法。图5是包括蜂窝体的反应器或反应器部件的平面图，显示了在垂直于孔道的共同方向的平面内获得的流体通道的另一种路径，具有通向流体通道的端面入口。图6是包括流体通道路径的反应器或反应器部件在垂直于孔道的平面内的透视图，其与图5的反应器类似，但是具有通向通道的侧面入口。图7是反应器或反应器部件的截面图，显示与挤出体的端面的流体连接的情况。图8是反应器或反应器部件的截面图，显示与挤出体的侧面的流体连接的情况。图9-30和14A是在垂直于孔道共同方向的平面内获得的路径图案的半示意平面图，其包括重复的路径单元，可以用于本专利技术。图31是比较图9-30的图案的某些性能参数的图。图32是比较图9-30的图案的某些性能度量的图。图33是根据本专利技术的一个方面，用来制造反应器或反应器部件的切割工具阵列的半示意平面图。图34是根据本专利技术另一个方面，用来制造反应器或反应器部件的设备的侧面正视示意图。图35是根据本专利技术另一个方面，用来制造反应器或反应器部件的另一种设备的侧面正视示意图。图36是根据本专利技术另一个方面，反应器或反应器系统的一部分的截面图。专利技术详述图1显示本专利技术的一种反应器或反应器部件12的平面图。图2显示反应器或反应器部件12的透视图，图2A显示另一种实施方式的透视图。所述反应器或反应器部件12包括蜂窝体20.所述蜂窝体20包括孔道23，所述孔道平行于共同方向从蜂窝体20的第一端32延伸到第二端34，在图1中可以看到孔道23的端部，其被壁82分隔。孔道23包括多个第一孔道22和多个第二孔道M，所述第一孔道22 在蜂窝体两端是开口的，所述第二孔道M在蜂窝体的一端或两端封闭，例如在此实例中， 被一个或多个栓体26或者被或多或少连续的堵塞材料沈封闭，所述栓体或堵塞材料沈设置在蜂窝体端部或其附近且任选部分位于多个第二孔道M的孔道内。所述多个第二孔道 24(封闭孔道)包括跨过孔道M、延伸通过蜂窝体20的通道观。该通道观可以沿着孔道 23的共同方向、按照图2所示的总体方向的上下蜿蜒的路径四，仅在蜂窝体20的端部32、 34处或其附近垂直于孔道23横向延伸，其中，使孔道M之间的壁缩短，以允许孔道M之间的流体连通。在通道观或路径四的另一个实施方式中，通道不一定沿着共同方向呈现来回蜿蜒的路径，而是沿着跨过孔道M的宽的平行路径，此处孔道M的壁完全或大部分除去，如图2A的路径四所示。可以采用其它的变化形式，例如具有较低频率的蜿蜒的通道路径。图 3和图4给出了这些实施方式的示例性截面图。如果通道观或路径四沿着图2所示的方向蜿蜒，则通道观或路径四可以如图3所示，沿着孔道M的共同方向，顺着单个孔道向上和向下。或者，通道观或路径四可以沿孔道M的共同方向，顺着由两个或更多个平行孔道组成的多个连续独立组，如图4所示，形成较低频率的蜿蜒路径四。图4A显示一个实施方式，其中几个壁大部分除去，形成沿着跨过孔道M的宽的平行路径四的通道观，其对应于图2A。如图5的平面图所示，所述通道观或路径四还可以在垂直于孔道的平面内蜿蜒。 在图5的平面图中的多个闭合孔道M在垂直于孔道23的共同方向的平面内一般以蜿蜒的路径四排列。因此，所述流体通道观可以按照进出图5平面的方向以较高的频率蜿蜒，在图的平面内以较低的频率蜿蜒，或者对于图2A和4A的情况，仅以较低的频率蜿蜒。需要时，孔道M中宽度大于一个孔道的分组25的其他孔道可以在通道观的进口和出口 30周围进行堵塞，如图1和图5所示。这些另外的堵塞的孔道可以为0形环密封或烧结玻璃料密封或其他密封体系提供支承，用来提供与通道观的流体连接。或者如图6所示，可以在蜂窝体20上提供侧壁58，侧壁上具有端口 30，通过该端口进入通道28。挤出体或蜂窝体20可以由任何合适的材料组成，但是为达到耐久性和化学惰性， 最优选由挤出玻璃、玻璃一陶瓷、或陶瓷材料形成。氧化铝陶瓷因具有良好的强度、良好的惰性以及比玻璃和一些陶瓷更高的热导率而被优选。在转让给本受让人的PCT公开第WO 2008/121390号中，更详细描述了本专利技术人和/或本专利技术人的同事开发出的一般材料和制造工艺。图7和图8显示了流体连接的反应器或反应器部件12的截面图，图中分别显示了用于蜂窝体20上的端部端口和侧面端口的样品连接。在图7的实施方式中，流体外壳40 通过密封物42支承该挤出体。所述外壳40可以包括围绕所述挤出体的单独单元，或者部分40A可以任选排除在外。通过与外壳40相结合，形成了通道48，其通过图1和图5所示的开放孔道22。可以通过穿过密封物43的管道60进入蜂窝体20中的通道28。而其它的密封物42密封了外壳40中的开口，管道60通过该开口。图8与图7相类似，但是所需的密封物较少，而且在两个通道观，48之间不需要直接的密封物。因此可以针对各路径中流动的材料独立地选择最佳的密封材料，即使密封失效也不会导致来自两个通道观和48中的材料发生互混。在图7或图8中，或者在本专利技术讨论的其它的实施方式中，可以根据需要为通道观和/或通道48提供嵌入挤出体20内的催化剂，或者将催化剂涂覆在相应的通道内，或者涂覆在相应的通道的孔道内。通道路径的变化直路径图案图5显示通道28的简单的蜿蜒路径四，其涵盖了蜂窝体20的大部分第一端32。 该蜿蜒图案的路径四设置了孔道22形式的短通道旁边的长通道观，在整个蜂窝体20上重复此种布局结构。图5的具体路径四仅仅是可以用来提供通过蜂窝体20的长通道观的一类蜿蜒路径。以下的内容将会研究通道28或者同一个蜂窝体20内的多个此种通道的其他种类的路径四，与图5中的情况一样，在垂直于蜂窝体20的孔道23的共同方向的平面内获得或考虑各路径29。应当理解，具有特定的路径四的实际的通道观(在垂直平面内取得或考虑该路径的时候)可以如图3所示，沿着孔道23本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种制造反应器或反应器部件的方法，所述反应器或反应器部件包括蜂窝体结构，所述蜂窝体结构包括沿着共同方向延伸的孔道，还包括一个或多个通道，所述通道各自延伸跨过至少一些孔道，所述方法包括：提供蜂窝体结构，所述蜂窝体结构包括在其第一端和第二端之间延伸的开放孔道，所述孔道被孔道壁分隔；提供以图案形式排列的切割工具的阵列，从而使得能够在所述结构的第一端与多个所述第一孔道壁同时对齐，所述多个第一孔道壁以相应的图案排列，其面积小于所述结构的第一端总面积的一半；将所述阵列与所述多个第一孔道壁对齐，切割所述多个第一孔道壁的壁，减小其高度；以及在所述结构的第一端，将所述阵列与不同于所述多个第一孔道壁的多个第二孔道壁对齐，对所述多个第二孔道壁的壁进行切割，减小其高度。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·S·萨瑟兰，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US
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