本发明专利技术揭示了一种在蜂窝结构内形成封闭通道的方法，所述方法包括以下步骤：提供蜂窝结构，所述蜂窝结构包括被壁分隔的孔道，所述孔道沿着共同的方向从所述结构的第一端延伸到第二端，从所述结构的第一端和第二端中的一端或两端除去蜂窝结构的选择的壁至足够深度，以将选择的壁的初始高度减小至少５０％。本发明专利技术还揭示了一种在蜂窝结构内形成封闭的通道的方法，其包括：从蜂窝结构的第一端和第二端中的一端或两端除去该蜂窝结构的选择的壁至足够的深度，以完全除去选择的壁。本发明专利技术还揭示了其它的方法和器件。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有高高宽比通道的蜂窝反应器优先权本申请要求2008年11月30日提交的题为“具有高高宽比通道的蜂窝反应器 (Honeycomb Reactors With High Aspect Ratio Channels) ” 的美国专利临时申请第 61/118，654号的优先权。
技术介绍
本专利技术一般涉及基于蜂窝体的反应器，更具体涉及具有高高宽比通道的基于蜂窝体的反应器。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种在蜂窝结构内形成封闭通道的方法，所述方法包括以下步骤(1)提供蜂窝结构，所述蜂窝结构包括被壁分隔的孔道，所述孔道沿着共同的方向从所述结构的第一端延伸到第二端，(2)从所述结构的第一端和第二端中的一端或两端除去蜂窝结构的选择的壁至足够深度，以将选择的壁的初始高度减小至少50%。优选所述高度减小75 %，甚至90 %。根据本专利技术的另一个方面，另一种在蜂窝结构内形成封闭的通道的方法包括从蜂窝结构的第一端和第二端中的一端或两端除去该蜂窝结构的选择的壁至足够的深度，以完全除去选择的壁。根据本专利技术的又一个方面，另一种在蜂窝结构内形成封闭的通道的方法包括从蜂窝结构的第一端和第二端中的一端或两端除去该蜂窝结构的选择的壁，以形成至少一个通道，封闭所述至少一个通道，其中，将所述选择的壁除去至足够的深度，使得形成的通道在封闭的情况下，沿着所述通道路径等于或大于50%的长度，在共同方向的高度与宽度的高宽比等于或大于1 1，优选等于或大于2 1，更优选等于或大于4 1。根据本专利技术的又一个方面，提供了一种包括蜂窝体的反应器或反应器部件，所述蜂窝体包括其中沿着共同的方向延伸的孔道，所述蜂窝体还包括在其中限定的封闭的通道，该通道延伸横跨所述蜂窝体的多个孔道，所述通道具有至少一个180度的封闭的转弯。根据本专利技术的再一个方面，提供了一种反应器或反应器部件，其包括蜂窝体，所述蜂窝体包括被壁分隔的孔道，所述孔道沿着共同的方向延伸，所述蜂窝体还包括在其中限定的封闭的通道，所述通道延伸横跨蜂窝体的多个孔道，所述通道包括反应器中剩余的孔道壁的残留壁，所述残留壁包括初始壁的等于或小于50%，优选25%，更优选10%的长度。附图简要说明附图说明图1A-1C是蜂窝体20的一端的平面图，显示了根据本专利技术的一个方面，形成反应器或反应部件的方法的步骤。图2是根据本专利技术一个方面形成的反应器或反应器部件12的透视图。图3是可以根据本专利技术另一个方面使用的具有垫片30的蜂窝体的一端的平面图。图4A-4D是根据本专利技术又一个方面加工的蜂窝体20的截面图。图5-7是根据本专利技术其它的方面形成的各种其它的反应器或反应器部件。详述本专利技术一般涉及用来制造具有整体式流体通道的基于蜂窝体的反应器的技术，具体涉及具有高高宽比通道的反应器，涉及用来制造具有高高宽比通道的反应器的方法。在本专利技术人以及同事以前的工作中，已经揭示了具有长的高表面-体积比通道的基于蜂窝体的反应器。例如，在名为“用于流体加工的挤出体器件和方法(Extruded Body Devices and Methods for Fluid Processing) ” 的 PCT 公开第 W02008/121390 号中，本专利技术人和同事揭示了具有蜿蜒的流体通道的反应器，所述通道以蜿蜒的方式沿着连续的几个或几组蜂窝体孔道，从蜂窝体一端到另一端来回而行。尽管这些器件提供了非常好的热控制一通过短的开放孔道中流动的热交换流体一并且工艺流体在蜿蜒通道中具有长的停留时间，但是蜿蜒通道中较小的通道尺寸会导致随着流速增大产生显著的压降。在反应物流需要低的压降或非常短的停留时间的情况下，可以对工艺流体和热交换流体进行转换一工艺流体可以在短直的开放孔道中流动，而热交换流体可以在相邻的蜿蜒通道流过。但是这会导致沿着热交换通道发生很大的压降，特别是当需要采用高的热交换流体流速来控制极端的放热或吸热反应的时候。根据本专利技术的一个方面，通过使用高高宽比的通道显著降低了内部流体路径的压降，所述内部流体路径表示通过基于蜂窝体的反应器或反应器部件的闭合孔道的路径。对于特定的流，所述高高宽比的通道几何结构造成压降减小，而热交换性能只有中等的减小。 根据本专利技术的另一个方面，提供了一种在蜂窝结构内形成封闭的通道的方法，该方法包括以下步骤(1)提供蜂窝结构，该蜂窝结构包括被壁分隔的孔道，以及(2)从所述结构的第一端和第二端中的一端或两端除去蜂窝结构的选择的壁至足够的深度，以将选择的壁的初始高度减小至少50 %，优选至少75 %，甚至90 %。可以根据本专利技术的方法，使用任意各种具有足够长而窄的可及范围(reach)的机械加工方法，在蜂窝体中形成在端面封闭的孔道内的高高宽比流体通道，所述机械加工方法包括但不限于钢丝锯，切入磨削钻，各种激光切割法等。如图1所示，根据本专利技术的一个实施方式，得到生坯状态的挤出蜂窝体20(图1A)，然后完全除去选择的壁以形成通道 28 (图1B)，然后用填塞材料沈在顶部和底部将开放端堵塞，在挤出体20内留下高高宽比的封闭的通道或通路(图1C)以及图2(显示直通道)。对于在生坯状态下机械加工的陶瓷、玻璃和玻璃-陶瓷蜂窝体20，可以在生坯状态或烧制之后进行堵塞。关于人们已经发现的合适的材料的资料，可参见上面提及的PCT公开。作为根据本专利技术的另一种方法，可在图IB有效地直接通过挤出而开始，可以通过定制的模头进行挤出而直接形成在所述蜂窝体孔道方向横向的一条或多条通道。从图IC和图2可以看到，蜂窝体20的另外孔道25可以围绕进入通道的开口堵塞，用来保持流体密封等。图2显示在蜂窝体20中形成的反应器12的透视图。所述通道观具有高高宽比，也即高度方向(图中的垂直方向)相对于宽度方向(图中的进入图面的方向)很大，优选至少为2 1，更优选至少等于或大于4 1。图1A-1C的制造方法的一个潜在的难题，特别是使用具有长的直部分的蜿蜒形式的时候，该难题在于，在高温烧结过程中，通道壁可能会变软并变形。对于玻璃基材料来说， 此种通道壁下垂变形是一个值得注意的问题，也会一定程度影响氧化铝基材料。通道壁变形会导致沿着流体路径的通道宽度发生变化，引起流体压降变化。壁的变形还会导致沿着高高宽比通道的高度方向的通道宽度发生变化。通道内的此种流体流垂直位置的变化会导致不希望有的停留时间分散。根据本专利技术的另一个方面，解决该潜在难题的一种方案是如图3所示，可将小垫片30插入高高宽比反应物通道结构中选择的位置，然后进行烧结。在烧结过程中，所述垫片为通道壁结构提供局部的支承，防止侧壁发生下垂变形。垫片可以用与蜂窝体20自身相同的材料制造。可以用模塑或机械加工工艺将其制造成具有精确厚度的预定的尺寸，以确保在烧结过程中保持预定的反应物通道宽度。所述垫片30优选显著小于通道的高度(图 3中进入该图的方向)，因此即使在存在垫片30的情况下，也留下高高宽比的开放通道。根据本专利技术的又一个方面，图4A-4D的截面图显示了另一种保持通道几何结构的方法。图4A显示了进行任何处理之前，蜂窝孔道壁的截面图。图4B显示了如何通过用切割工具32从蜂窝体的一端几乎完全切掉整个壁，每隔一个壁进行机械加工，从而选择性地对壁进行机械加工。如图4C所示，然后从蜂窝体的相反端，沿着特定的通道在间隔的壁上进行相同的本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种在蜂窝结构中形成封闭的通道的方法，所述方法包括：提供蜂窝结构，所述蜂窝结构包括被壁分隔的孔道，所述孔道沿着共同的方向从结构的第一端延伸到结构的第二端；从所述蜂窝结构的第一端和第二端的一端或两端除去蜂窝结构的选择的壁至足够的深度，以将选择的壁的初始高度减小至少５０％。
【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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