CN109414674A - 可膨胀的中心装置 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

可膨胀的中心装置
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。
优选地，弹簧元件是与中心支撑件和膨胀管的轴向方向对齐的片材状元件。例如，中心支撑件和膨胀管优选是基本笔直的，其中中心支撑件(例如管或杆)同心地对齐在膨胀管内。弹簧元件优选包括由弹性材料(例如金属)制成的片材，并且优选沿着一个边缘固定至中心支撑件，使得片材的第一相对边缘与中心支撑件和膨胀管的纵向轴线对齐，而片材的第二相对边缘从中心支撑件朝向膨胀管弧形地外伸。这种装置可以在大面积膨胀管上提供膨胀力。
优选地，膨胀管抵抗压缩。该抵抗力可以是各层之间的摩擦力的结果。优选地，膨胀管包括卷绕多次以形成膨胀管的外周的至少一个片材。这可以产生提供对管压缩的高度抵抗的重叠区域。所述至少一个片材可以是弹簧元件的末端。所述多次卷绕可以通过围绕膨胀管的至少一圈外周卷绕的各个末端而提供。
根据本发明的第二方面，提供了一种反应器，包括：外管；位于外管内的膨胀管；占据膨胀管和外管之间的环形空间的可膨胀的催化剂支撑件；以及设置在膨胀管内以朝向外管偏压膨胀管的三个或更多个弯曲的弹性弹簧元件。
优选地，弹簧元件安装在中心支撑件上。中心支撑件可以用于向结构提供刚性，并且可以用于在安装和移除期间操纵该结构。
可能的是，膨胀管由彼此卷绕并叠置的弹簧元件的末端形成。可能的是，膨胀管与弹簧元件分离。
优选地，弹簧元件是与外管和膨胀管的轴向方向对齐的片材状元件。
优选地，膨胀管包括卷绕多次以形成膨胀管的外周的至少一个片材。
本发明的优选反应器(有时称为可堆叠的结构化反应器(“SSR”))可以包括围绕中心支撑件(例如中心杆或心轴、管道、柱等)设置或堆叠在中心支撑件上的多个催化剂支撑部件，以形成在流动通过反应器的流体的流动方向上观察具有基本环形横截面的整体块料。整体块料或堆叠的催化剂支撑件可以占据两个同心地设置的管(例如外管和内管)之间的所有或一部分环形空间。内管可以被称为膨胀管。如本文所述，反应器和相关反应器部件的各种修改方案和实施例可以结合可膨胀的中心装置使用，与提高热传递和反应器效率。
用于本文所讨论的所有反应器部件或其零件(例如催化剂支撑件、中心支撑件、弹簧元件以及内管和外管)的结构材料可以包括本领域已知的任意合适的材料，例如金属、非铁金属、金属薄片、钢、不锈钢、合金、薄片、诸如塑料或玻璃、陶瓷的非金属或者其组合。
具有内壁表面和外壁表面的反应器或外管(例如重整管)可以收纳围绕中心支撑件设置的反应器部件，例如竖直地堆叠的风扇或整体块料。外管的直径优选沿着其整个长度是恒定的。在重整管的情况下，管的一部分可以具有更大的直径并且在外管中形成凸出或膨胀部分。反应器部件可以构建成具有中心开口，用于接收中心支撑件和中心部分部件(例如包括内管的膨胀中心装置)，使得各部件可以在外管和膨胀中心装置之间堆叠或设置在中心支撑件上。中心支撑件可以具有适应外管长度的长度。中心支撑件可以是连续的，但是优选由区段形成，每个区段与膨胀中心装置和反应器部件的一个区段相关联。中心支撑件可以具有支架、衬套、底板等，用于提供止动装置，使得诸如风扇或整体块料的反应器部件不从中心支撑件的端部滑落。底板可以位于中心支撑件的底端处或底端附近，并且可以具有允许简单地安装在外管中的形状和直径或尺寸。例如，止动板可以具有圆形形状，其直径约等于或小于外管的内径。
中心支撑件可以在插入外管中之前预先装载任意数量的反应器部件。反应器部件可以如所示竖直地堆叠在彼此顶部上，以便竖直地或者以诸如水平的其他方式形成反应器部件的各层，以适应反应器的定向或特定技术需求。垫圈可以根据需要插入在一个或多个反应器部件(例如风扇)之间，例如，每个风扇可以由一个垫圈分开，其中垫圈在部件之间形成开放空间。通常高度范围介于8mm和100mm之间的堆叠的反应器部件可以根据需要竖直地设置，以形成高度范围介于15cm和1.5m之间的子组件。多个子组件可以一同堆叠在反应器中，例如可以堆叠1至60个子组件。堆叠的子组件的高度范围可以从1m至20m。每个子组件可以形成在中心支撑件的一个区段上。一旦已安装，则中心支撑件的各区段可以组合以形成连续的中心支撑件。中心支撑件的区段可以延伸超出子组件的预装载反应器部件的一端，因而提供在将子组件安装在外管中期间可以被抓握的突出部分。中心支撑的区段可以包括端部开口的中空部分，该中空部分位于区段的与突出部分相反的端部处。因而，一个区段的突出部分可以安装在相邻区段的中空部分中，使得相邻子组件的反应器部件在小于突出部分的长度的距离上分开。优选地，一个区段的突出部分可以装配在相邻区段的中空部分中，从而相邻子组件的包括例如垫圈(如果存在的话)的反应器部件形成连续堆叠。
反应器部件可以是例如风扇或整体块料，使用或不使用垫圈。在一个实施例中，反应器部件可以是催化剂支撑件，例如具有一层或多层催化剂涂层的风扇、线圈或整体块料。与部件结合使用的垫圈还可以具有催化剂涂层，以便有效地分配与流动通过反应器的流体接触的催化剂。催化剂材料在本领域中是已知的，并且可以包括镍、钯、铂、锆、铑、钌、铱、钴以及铝、铈和锆的氧化物。
催化剂支撑件可以在径向方向上膨胀，从而可以朝向外管径向向外地推动支撑件。由于设置在外管中，因此反应器部件可以占据外管与内管之间的一部分或基本整个环形空间。可膨胀且处于皱缩状态下的部件的直径小于外管。在已膨胀位置中，部件可以直接接触外管，或者在外管和部件的外径面之间形成小间隙。反应器部件的外边缘直径面和反应器管的内壁表面之间的间隙可以为至少0.2、0.5、1、2、3、5、10或15mm。间隙优选不大于3、6、10、15、20或25mm，并且优选介于0.5至6mm的范围内，且更优选介于1至3mm的范围内。间隙促进热传递，并且迫使流体流朝向反应器壁的内壁表面行进以朝向反应器的内部部分反向地引导流体流。例如垫圈、线、环、圈等的间隔件可以用于确保在整体块料或风扇的外径边缘或面与反应器管的内壁表面之间具有所需的间隙。待反应的流体(例如气体或液体)通常根据需要竖直向上或向下地流动，流经反应器管并流经设置在中心支撑件上、优选设置在内管外侧的每个部件。反应器部件引导流体在其他非竖直方向上流动，以增加热传递，例如风扇可以朝向反应器管壁径向地(垂直于总体竖直方向)指引或引导流体。一个或多个整体块料或风扇可以接触或非常靠近反应器管的内壁表面，这将热量有效地从反应器外部传递至反应器部件以及容纳在其中的流体，以用于促进吸热催化反应。对于放热催化反应，操作原理相同，但是热量从反应器部件以及包含在其中的流体传递至反应器外部。虽然上述描述已经参考通常使用的竖直流动，但是本发明还可以用于水平(或者其他定向)流动反应器。当采用结构化的催化剂元件时，由于这种元件与所谓的催化剂小球相比更易于维持处于水平的几何形状，因此特别地可以使用这种反应器定向。
在反应器管的中心区段，可以使用可膨胀的中心装置。可膨胀的中心装置可以包括内管，所述内管可以收纳可膨胀的中心装置。内管可以呈波状或者由卷成圆筒体的成卷金属片材或平坦片材形成，使得在片材两端的点处存在重叠区段。即，成卷片材的端部重叠，并且随着将力施加在圆筒体或管内侧，重叠部分滑动，使得内管径向向外地膨胀。例如，内管可以由卷成圆筒体的薄片片材制成。优选地，重叠部分围绕内管的外周延伸至少一次并且优选至少两次。因而，内管可以是由多次卷绕材料片材(例如薄片)形成的圆筒体。内管可以是独立的物品，或者可以由弹簧元件的末端形成。
弹簧元件向反应器部件提供张力并且向外推动内管。在内管的外径处，内管接触反应器部件，例如涂覆催化剂的可膨胀风扇。由于弹簧元件径向向外地推在内管上，因此内管可以恒定地接触反应器部件，以防止或消除反应器部件的内径与内管的外径之间的间隙。减少或消除反应器部件的内径与内管的外径之间的任何间隙间隔增大了被引向靠近反应器管壁的反应器外部部分的流体量，这可以增大换热和反应效率。由弹簧元件提供的力还可以促进反应器部件抵靠外管地膨胀，因而在反应器部件与外管之间维持正确的小间隔，并且促进将热量传递至通过反应器的流体。在操作期间，温度会增大，并且外管会远离反应器部件径向向外地蠕变或膨胀，并且在反应器部件的外径面和外管之间形成间隙。弹簧元件展开的趋向会向外推动反应器部件，以减少或消除这种间隙。
根据本发明的第三方面，提供了一种将可膨胀的中心装置安装在反应器中的方法。优选地，可膨胀的中心装置是根据本发明的第一方面的可膨胀的中心装置。优选地，装置产生根据本发明的第二方面的反应器。优选地，所述方法包括：提供包括膨胀管和设置在膨胀管内侧的弹簧元件的可膨胀的中心装置，将中心装置插入反应器中，将加压气体引入膨胀管以使膨胀管膨胀，其中在排出加压气体之后，弹簧元件抵抗膨胀管的压缩。
优选地，中心支撑件设置在膨胀管内侧，弹簧元件安装在中心支撑件上。中心支撑件有利地增加了装置的强度，并且提供了用于抓握安装工具的位置。中心支撑件还可以用于将多个中心装置堆叠在反应器中，因为一个装置的中心支撑件可以与相邻装置的中心支撑件相互作用以提供连续的中心支撑件。在一些实施例中，膨胀管由彼此卷绕并叠置的弹簧元件的末端形成。优选地，弹簧元件是沿着一个边缘附接至中心支撑件的弹性材料片材，使得片材的第一相对边缘与中心支撑件和膨胀管的轴线平行，而片材的第二相对边缘从中心支撑件朝向膨胀管弧形地外伸。这种装置会制造简单。同样会有利的是，片材的重叠端部之间具有摩擦力，这有助于防止膨胀管的压缩。当引入加压空气时，空气在片材的重叠端部之间流动，并且润滑片材相对于彼此的移动，因而由于加压空气和弹性的弹簧元件的膨胀力二者而允许膨胀管膨胀。当加压空气停止并且压力排泄时，片材不再被润滑，并且摩擦力回复到协助防止压缩。
优选地，膨胀管与弹簧元件分离。有利地，膨胀管由比弹簧元件更薄的材料制成。优选地，膨胀管由多次卷绕材料片材形成。可能的是，材料片材的内端包括波状部。波状部可以协助空气通过片材绕圈之间，因而在将加压空气引入膨胀管中时帮助膨胀管的润滑和膨胀。
优选地，使用工具将中心装置插入反应器中。优选地，经由相同的工具引入加压气体。因而，可以使用单一工具在单一操作中安装该装置。优选地，通过将加压气体吹入膨胀管中来引入加压气体。优选地，工具抓握中心支撑件以用于插入中心装置。加压气体可以例如经由中心支撑件引入，例如通过将气体吹送至中空的中心支撑件中并且通过中心支撑件中的孔离开。加压气体可以例如直接引入膨胀管中，例如通过吹送气体进入膨胀管的端部中。
优选地，在引入加压气体期间，弹簧元件向膨胀管提供了向外偏压力。优选地，在引入加压气体整个过程中，弹簧元件维持与膨胀管接触。由于在加压气体之后无需将膨胀管锁定在合适位置处的单独步骤，因此提供弹簧元件在安装中形成了显著的优点。作为代替，“吹送”加压空气结束时，弹簧元件已经处于合适的位置中，并且在吹送之后可以直接移除工具。移除工具自身可以排出加压气体或者加压气体可以以其他方式排出。在大型反应器中，要安装许多中心装置，由于无需锁定每个中心装置而节省的时间会是大量的。
优选地，该方法包括在将装置插入反应器中之前围绕中心装置放置可膨胀的催化剂支撑部件。催化剂支撑部件围绕膨胀管的外侧放置。优选地，反应器包括外管，可膨胀的中心装置及其周围催化剂支撑部件插入外管中。优选地，膨胀管的膨胀抵靠外管的内表面向外推动催化剂支撑部件。这样，可以实现并维持催化剂支撑部件的最优定位。
将意识到，结合本发明的一个方面描述的特征可以同样地应用于本发明的另一方面。例如，结合本发明的可膨胀中心装置描述的特征可以同样地应用于本发明的反应器，反之亦然。作为另一示例，结合本发明的方法描述的特征可以同样地应用于本发明的反应器或可膨胀的中心装置，反之亦然。一些特征可能不可应用于本发明的特殊方面，以及可能从本发明的特殊方面中排除。
附图说明
现在将参考附图通过示例非限制性地描述本发明的实施例，其中：
图1是根据本发明的可膨胀的中心装置的一部分的视图；
图2是图1的可膨胀的中心装置的该部分在插入膨胀管内之前的视图，其中弹簧元件缠绕在中心支撑件周围；
图3是根据本发明的可膨胀的中心装置的视图，其中图1和图2的该部分插入膨胀管内；
图4是图3的可膨胀的中心装置的视图，其中结构化催化剂部件堆叠在膨胀管周围；
图5是根据本发明的可膨胀的中心装置的视图；
图6是图5的可膨胀的中心装置的另一视图；
图7是可膨胀的中心装置的视图，其中具有围绕该可膨胀的中心装置的结构化催化剂部件；
图8是由结构化催化剂部件围绕的图5和6的可膨胀的中心装置的视图；
图9是根据本发明的可膨胀的中心装置的视图；以及
图10是膨胀管的构造的视图。
具体实施方式
在图1中，可膨胀的中心装置的部分包括中心支撑件1和连接至中心支撑件1的四个弹簧元件2a、2b、2c和2d。弹簧元件2a、2b、2c和2d是附接至中心支撑件的片材状元件，使得片材状元件与中心支撑件1的轴向方向对齐。
图2中，弹簧元件2a、2b、2c和2d缠绕在中心支撑件1周围。弹簧元件2a、2b、2c和2d可以使用带3(例如线缆扎匝)而暂时保持处于缠绕位置中。当带3被释放时，弹簧元件2a、2b、2c和2d将趋于展开，因而产生膨胀力。作为替代，可以使用暂时限制管将弹簧元件2a、2b、2c和2d保持在合适的位置中。暂时限制管的直径略小于膨胀管4的直径(参见图3)。膨胀管4放置在暂时限制管之上，然后将暂时限制管从弹簧元件2a、2b、2c和2d上拉开并拉至膨胀管4之外。与释放带3相同，这允许弹簧元件2a、2b、2c和2d展开并且产生抵抗膨胀管内部的膨胀力。
图3中，带3已经被移除，并且中心支撑件1(弹簧元件2a、2b、2c和2d缠绕在中心支撑件的周围)已经插入膨胀管4内。弹簧元件2a、2b、2c和2d趋于展开，并且因而向外压在膨胀管4上。在膨胀管外侧周围，可以堆叠涂覆催化剂的结构化部件5。在图3中示出了一个这种部件5。涂覆催化剂的结构化部件5是可膨胀的，并且弹簧元件2a、2b、2c和2d趋于展开的动作向外压在膨胀管4上，这继而向外压在结构化催化剂部件5上。薄片带3’围绕膨胀管4缠绕。薄片带3’是保持膨胀管直至涂覆催化剂的结构化部件5就位的暂时带。随着涂覆催化剂的结构化部件5堆叠在膨胀管4上，薄片带3’向上滑动并离开膨胀管4。
在图4中，多个涂覆催化剂的结构化部件5围绕膨胀管4外侧堆叠。在使用中，其周围堆叠有涂覆催化剂的结构化部件5的中心装置插入反应器管(未示出)中。弹簧元件2a、2b、2c和2d试图展开的动作保持涂覆催化剂的结构化部件5被压在反应器管上，因而改善了从反应器管至涂覆催化剂的结构化部件5的热传递。改善的热传递继而改善了反应速度。多个中心装置可以在反应器管中堆叠在彼此的顶部上。中心支撑件1具有较薄部分，当与该中心装置相关联的所有涂覆催化剂的结构化部件5就位时所述较薄部分从中心装置的顶部突出。在图4中可以看到突出部分。中心支撑件1的下端部包括中空部分或凹部(未示出)，从中心装置的下方将中心支撑件1的突出部分安装至所述中空部分或凹部中。这样，使用中心支撑件1的突出部分，多个中心装置可以有效地堆叠在彼此的顶部上，并且可以下降至管内或者从管中提出。
图5中，中心装置包括中心支撑件11和四个弹簧元件12a、12b、12c和12d。与上述中心装置一样，弹簧元件12a、12b、12c和12d是与中心支撑件11的轴向方向对齐的片材状元件。弹簧元件12a、12b、12c、12d是弹性的弹簧元件并且从中心支撑件11弧形地外伸。弧形产生弹簧效应，使得弹性的弹簧元件12a、12b、12c和12d可以远离中心支撑件11向外偏压膨胀管。
在图6中，中心支撑件11包括孔阵列16。在将中心装置插入反应器中时(其中涂覆催化剂的结构化部件围绕中心装置)，可以沿着中心支撑件11向下吹送空气。空气将通过孔16吹出并迫使中心装置膨胀，因而迫使涂覆催化剂的结构化部件紧密接触反应器管的外壁。弹簧元件12a、12b、12c和12d在空气通过孔16吹出时也将膨胀，然后将抵抗中心装置的压缩并提供偏压力以维持涂覆催化剂的结构化部件紧密接触外部的反应器管。空气流通过弹簧元件12a、12b、12c和12d之间并对弹簧元件进行润滑，允许弹簧元件滑过彼此并膨胀。当空气流结束时，弹簧元件12a、12b、12c和12d不再得以润滑，并且它们之间的摩擦抵抗中心装置的压缩。在替代的实施例中，例如中心支撑件11不包括孔16的实施例中，可以沿着围绕中心支撑件11的腔向下提供空气流，弹簧元件12a、12b、12c和12d位于所述腔中(所谓的叶片腔)。该空气流可以实施与通过孔16的空气流相同的润滑和膨胀功能。这样，将空气直接引入膨胀管内。
在图7和8中，弹簧元件12a、12b、12c和12d处于其最终位置中，其中涂覆催化剂的结构化部件15处于在中心装置外侧周围的合适位置中。在这种情况下，膨胀管14由彼此卷绕并叠置的弹簧元件12a、12b、12c和12d的末端形成。叠置的末端产生抵抗中心装置的压缩以及由弹簧元件12a、12b、12c和12d的弯曲所形成的偏压力的摩擦抵抗力。在图7的实施例中，中心装置包括插入涂覆催化剂的结构化部件15中的翼片17。因而，相对于涂覆催化剂的结构化部件15扭转中心支撑件11使弹簧元件12a、12b、12c和12d展开并使膨胀管14和涂覆催化剂的结构化部件15膨胀。
在图9中，中心装置包括中心支撑件111以及从中心支撑件111弧形地外伸的弹簧元件112a、112b、112c和112d。在这个实施例中，中心支撑件111是正方形箱型截面支撑件。弹簧元件12a、12b、12c和12d在箱型截面的角部的区域中焊接至中心支撑件111上。虽然弹簧元件也可以焊接至上文的支撑件1和11上，但是使用其中弹簧元件12a、12b、12c和12d焊接在角部的区域中的正方形箱型截面的中心支撑件可以形成易于制造的坚固装置。
在图10中，膨胀管由材料(例如钢)片材220制成。片材220沿着边缘具有波状结构221。片材220卷成圆筒体，其中波状结构221位于内边缘处。当加压空气或其它气体被引入管中时，波状结构221有助于空气通过片材220的各层之间。这对各层进行润滑，从而管可以膨胀。
中心装置的操作对于所有上述实施例是类似的。通过将弹簧元件2、12、112卷绕在中心支撑件1、11、111周围来组装中心装置。如果膨胀管4是单独的管，则将中心装置插入膨胀管4中。在典型的安装过程中，弹簧元件2、12、112紧密地卷绕在中心支撑件周围并且使用相当大的力插入暂时限制管中。膨胀管4在暂时限制管上滑动，然后将暂时限制管从弹簧元件2、12、112上拉开并且拉至膨胀管4之外。涂覆催化剂的结构化部件5、15堆叠在膨胀管4、14的外侧周围以形成子组件，并且该子组件被插入反应器管中。优选地，沿着中心支撑件1、11、111向下吹送空气以迫使中心装置和涂覆催化剂的结构化部件5、15膨胀而推动成与反应器管紧密接触。还可以沿着叶片腔向下吹送空气。可以使用装配在中心支撑件1、11、111的突出部分上的工具吹送空气。该工具可以是用于在将子组件下降至反应器管中的同时抓握中心支撑件1、11、111的同一工具。一旦已经吹送空气，则由弹簧元件2、12、112的弧形产生的向外偏压力以及膨胀管4、14的叠置层中的摩擦力组合以抵抗中心装置的压缩并迫使涂覆催化剂的结构化部件5、15继续紧密接触外部的反应器管。通过在中心支撑件11上进行扭转，中心装置也可以膨胀，特别是在其中膨胀管14由弹簧元件12a、12b、12c和12d的叠置端部形成且其中翼片17插入涂覆催化剂的结构化部件15中的实施例中。
本领域技术人员将意识到，已经仅作为示例非限制性地描述了上述实施例，并且各种改变和修改也是可行的，而不脱离由随附权利要求限定的本发明范围。例如，替代4个的是，可以具有3个、5个或更多个弹簧元件。

Claims (22)

1.一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。
2.根据权利要求1所述的可膨胀的中心装置，其中，膨胀管由彼此螺旋围绕并叠置的弹簧元件的末端形成。
3.根据权利要求2所述的可膨胀的中心装置，其中，每个末端围绕膨胀管的至少一圈完整外周延伸。
4.根据权利要求1所述的可膨胀的中心装置，其中，膨胀管与弹簧元件分离，并且弹簧元件向外压在膨胀管上。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的可膨胀的中心装置，其中，弹簧元件是弹性的以远离中心支撑件地向外偏压膨胀管。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的可膨胀的中心装置，其中，弹簧元件是与中心支撑件和膨胀管的轴向方向对齐的片材状元件。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的可膨胀的中心装置，其中，膨胀管包括卷绕多次以形成膨胀管的外周的至少一个片材。
8.根据权利要求7所述的可膨胀的中心装置，其中，所述至少一个片材在内端处包括波状结构。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的可膨胀的中心装置，其中，中心支撑件包括允许沿着中心支撑件向下吹送空气以润滑弹簧元件的至少一个孔。
10.一种反应器，包括：外管；位于外管内的膨胀管；占据膨胀管和外管之间的环形空间的可膨胀的催化剂支撑件；以及设置在膨胀管内以朝向外管偏压膨胀管的三个或更多个弯曲的弹性弹簧元件。
11.根据权利要求10所述的反应器，其中，弹簧元件安装在中心支撑件上。
12.根据权利要求10或11所述的反应器，其中，膨胀管由彼此螺旋围绕并叠置的弹簧元件的末端形成。
13.根据权利要求10或11所述的反应器，其中，膨胀管与弹簧元件分离。
14.根据权利要求10至13中的任一项所述的反应器，其中，弹簧元件是与外管和膨胀管的轴向方向对齐的片材状元件。
15.根据权利要求10至14中的任一项所述的反应器，其中，膨胀管包括卷绕多次以形成膨胀管的外周的至少一个片材。
16.一种将可膨胀的中心装置安装在反应器中的方法，所述方法包括：提供包括膨胀管和设置在膨胀管内的弹簧元件的可膨胀的中心装置，将中心装置插入反应器中，将加压气体引入膨胀管中以使膨胀管膨胀，其中，在排放加压气体之后弹簧元件抵抗膨胀管的压缩。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，使用工具将中心装置插入反应器中，并且经由同一工具引入加压气体。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其中，在引入加压气体期间弹簧元件向膨胀管提供向外偏压力。
19.根据权利要求16至18中的任一项所述的方法，其中，在引入加压气体的整个过程期间弹簧元件维持与膨胀管接触。
20.一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基本上如本文中参考附图所述。
21.一种反应器，所述反应器基本上如本文中参考附图所述。
22.一种将可膨胀的中心装置安装在反应器中的方法，所述方法基本上如本文中参考附图所述。
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