CN112533696A - 包括额定压力装置壳体和内部框架系统的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种装置，其由至少一个额定压力装置壳体和至少一个模块化框架系统组成，所述模块化框架系统由陶瓷纤维复合材料组成并且布置在装置壳体内；以及一种模块化衬里装置，其除模块化框架系统以外还包括耐火砖；以及该装置用于高温反应器，尤其是电加热高温反应器的用途。

Description

包括额定压力装置壳体和内部框架系统的装置
本发明涉及一种装置，其由至少一个额定压力装置壳体和至少一个模块化框架系统组成，所述模块化框架系统由陶瓷纤维复合材料组成并且布置在装置壳体内；一种模块化衬里装置，其除了所述模块化框架系统以外还包括耐火砖；该装置用于高温反应器，尤其是是电加热高温反应器的用途。
在化学工业中，高吸热反应通常处于价值创造链的开始，例如在矿物油馏分的裂化、天然气或石脑油的重整、丙烷的脱氢、甲烷脱氢芳构化为苯，或烃的热解中。需要500-1700℃的温度以获得工业和经济利益的产率。其主要原因在于平衡转化的热力学限制。
由于高温，化学工业中制备商品的吸热反应需要反应器与环境有效地隔热。此外，对于一些反应需要耐压反应区，从而使得除了限定的入口和出口之外，反应室必须与环境密封隔离。此外，所述的一些吸热反应在还原条件下进行。此外，吸热反应需要有效的供热构思。在直接电加热的情况下，反应器内部，例如床，另外必须与侧部反应器壳体电绝缘。
DE 8714113U1描述了一种模块化压力容器，其额定压力壳体由扁平的金属环组成，所述金属环彼此层叠，所述金属环任选地通过张力元件以垂直排布的方式保持在一起。容器基座和/或盖可任选地由紧密相邻的、单独的肋元件形成，所述肋元件以星形形状从容器壁朝向轴线延伸。据称在容器内壁上可具有陶瓷的平坦隔热层；此外，该隔热层可由称为“内衬”的薄金属层保护。该现有技术的缺点在于，陶瓷隔热层以固定的方式结合到额定压力壳体上。此外，将陶瓷层与反应体积隔开的金属内衬是导电的，并且比陶瓷衬里的热稳定性差。因此，该解决方案不适用于具有可电加热填料的反应器。此外，没有公开由额定压力壳体、陶瓷隔热层和金属内衬组成的单元如何补偿热膨胀。
US 2,982,622公开了一种用于吸热反应的电加热的构思。这包括使作为流化床的导电颗粒通过反应室。
使用电极来将电流引导通过颗粒床，以此方式，颗粒床起到电阻加热器的作用，并引起反应室的直接加热。气流和颗粒流的逆流流动实现了装置内的有效热整合，从而使得高温区域位于反应室的中部，而反应器的上边缘和下边缘保持冷。该原理适用于工业相关的许多吸热反应。申请号为PCT/EP2019/051466的PCT申请具体说明了电加热的实施，并公开了一种用于实施吸热反应的可加热的填充装置，其中垂直电极布置在导电固体填料中，电极通过反应器的整个上拱顶或下拱顶连接，并且导电连接元件与电极具有大的接触面积。
在用于高温反应的反应器中，通常使用衬里，其保护反应器的额定压力金属壳免受高温影响、降低热损失和/或保护金属壳免受电力影响。在一些情况下，这些衬里必须承受非常高的温度和压力、化学腐蚀侵蚀、颗粒侵蚀和热循环应力。热循环应力可由例如间歇操作模式和引入冷加工材料产生。
因此，对用于化学高温反应的耐火衬里的要求是变化的，并且一些是矛盾的。首先需要高隔热能力和低表观密度/高孔隙率，其次需要足够的机械强度，但同样具有良好的加工性。此外，需要在各种大气条件下的高热稳定性。
省略热衬里的反应器构思，例如Lurgi压力气化器，具有双壁压力壳体，所述壳体具有水强制冷却。这种构思的优点是反应器的简单构造和低重量以及反应器壳体上的低热应力。这种构思的缺点是结构和控制技术方面的复杂性，以及缺乏冷却系统的防故障操作。此外，这种构思不适合于直接电加热反应器，在直接电加热反应器中电流必须通过床。在这种情况下，在床和额定压力反应器壳体之间将出现短路。
通常将耐火砖用于衬里。自然地，这些烧制的耐火产品具有例如13-20体积％的开孔率。诸如炉渣、熔体或气体的加工物质可以渗透到这些开孔中，并通过化学反应破坏砖和/或导致结构的热机械性能完全改变。循环化学侵蚀和循环热应力和热机械应力导致加速磨损和损坏，例如导致厚度为数毫米的大块剥落。因此，使用寿命有限，并且在达到特定程度的磨损后，需要更换相应的衬里，这涉及高的不便和成本。
这些多孔材料的另一个缺点是在超过和高于约10巴的相对高的反应压力下在砖中可能存在对流，这可能促进热量向管壁的传递，并因此降低隔热性能。
现有技术中公开的耐火砖材料包括Al2O3(刚玉)、磷酸盐结合的Al2O3、水泥结合的Al2O3、铬刚玉Al2O3-Cr2O3(“Aurex 75”和“Aurex 90”，Radex-BCF)、MgO-Cr2O3、Cr2O3、Al2O3-Cr2O3-ZrO2(“Zichrom 60”)、Cr2O3-ZrO2(“Zichrom 90”)、AlPO4、CrPO4(“Aurex 95P”)[Gehre，P.(2013).Korrosions-und
Figure BDA0002928451920000031
Feuerfestmaterialienfür Flugstromvergasungsanlagen auf Al2O3-Basis-Werkstoffentwicklung undKorrosionsuntersuchungen[基于Al2O3的用于夹带流体汽化装置的耐腐蚀和耐热冲击的耐火材料—材料的开发和腐蚀研究]，论文，Technische
Figure BDA0002928451920000032
BergakademieFreiberg，第2.3.1章]。还已知的耐火材料有碳化硅和碳，优选呈石墨形式。公开的具有特定耐热冲击的耐火砖材料是6重量％ZrO2-Cr2O3-Al2O3。
DE 102015202277和WO 89/5285还公开了作为耐火砖材料的由泡沫陶瓷组成的砖材料。仅由耐火砖组成的衬里构造的缺点在于，其必须被支撑以吸收水平力，例如床的负载。此外，仅由耐火砖组成的衬里易于因结构的热膨胀而产生裂纹。如果没有支撑，则砖可能与衬里分离。因此，衬里可能在结构上被削弱，并且塌陷和/或失去其隔热作用，因此导致对装置壳体的破坏。
在部件热处理工艺领域中，还已知的是寻找热稳定的支撑结构。WO 2011/18516和WO 2004/111562公开了由作为框架元件的纤维陶瓷(例如碳纤维增强碳复合材料)组成的平面模块化工件支撑件。这些支撑件的缺点是它们仅松散地承载在支撑基材上。如果没有牢固的锚固，则它们不能吸收例如由床的负载产生的水平力。此外，工件支撑件不具有作为隔热层和电绝缘层的任何功能。
US 8,211,524公开了一种由陶瓷纤维复合材料组成的锚固结构，其将金属基材连接到陶瓷隔热层。陶瓷纤维复合材料的结构伸入金属层和陶瓷层中，并且以形状配合的方式与金属层和陶瓷层结合。这种锚固结构的缺点是其刚性地结合到陶瓷层和金属层。这种连接不能在不破坏结构的情况下分开。
衬里目前已商业使用，例如用于高炉方法中、烃部分氧化成合成气中和冶金(碳化物方法)中。例如，高炉用合适的材料逐区加衬：(i)炉顶，其耐火砖具有39-42重量％的Al2O3(常规)或较新材料—超负荷耐火砖，(ii)炉身，其耐火砖具有39-42重量％的Al2O3(常规)或较新材料—刚玉、SiC-Si3N4，(iii)腹部，其耐火砖具有62重量％的Al2O3、莫来石(常规)或较新材料—SiSiC，(iv)炉腹，其耐火砖具有42-62重量％的Al2O3、莫来石、碳(常规)或较新材料—SiC、铬刚玉，(v)炉底，其具有42-62重量％的Al2O3、莫来石、碳(常规)或较新材料—具有超微孔的碳/石墨。
现有技术公开了用于衬里的固定装置的各种实施方式(“Feuersfebau”[耐火结构]，Deutsche Gesellschaft Feuerfest-und Schornsteinbau e.V.[德国耐火和烟囱结构协会])：
在工业装置中，耐火材料通常通过锚固件连接到支撑结构，例如钢结构。锚固件可由陶瓷或金属材料组成。陶瓷锚固件总是通过金属保持元件结合到钢结构。保持(锚固)砖必须具有与热侧(内侧)上的材料相同的质量。类型和材料的选择取决于由部件的构造以及热应力和腐蚀应力所产生的要求。
还指出使用耐火砖来构造壁，并且以特定间隔用特定的钢锚固件固定到金属壁。为了固定砌砖并控制热膨胀，需要以特定间隔支撑砖的耐热钢的金属支架的布置。砖的尺寸与常规砖的尺寸大致相同，并且以常规方式与砂浆结合。
还指出，每块砖通过板安装件固定到待保护的管壁。例如，每块板在一端由焊接到管壁并保持在壁方向上的销支撑，然后通过SiC砂浆结合到管壁。或者，每块板悬挂在从管壁倾斜向上突出的板固定销上。
还公开了具有耐火砖和钢锚固件的工业炉的隔热衬里，其中在每块砖的窄侧中形成周向沟槽，从而使得钢锚固件通过点啮合到块的沟槽中，并且块通过凝固的耐火组合物以周向形状配合的方式锚固。
现有技术中描述的所有衬里都支撑在额定压力反应器壳体上，通常是金属壁。选择使用压力额定的壁作为衬里的支撑件在该构造单元的简单构造方面具有其优点。
衬里的缺点是金属锚固件和锚固砖之间的连接。由于材料的不同膨胀系数以及温度差和机械应力，这些连接可以分开。因此，衬里可能在大面积上失去固着力。因此，块体可能从衬里中掉落。所产生的间隙可导致随后的损坏。例如，反应区和额定压力反应器壁之间的隔热被削弱，因此额定压力壁过热。例如，来自反应区中的床的颗粒也可能渗入间隙中，并导致床和额定压力反应器壁之间的电短路。
衬里系统中经常遇到的问题是，在温度变化过快的情况下，衬里容易损坏，因为例如衬里和额定压力反应器壁具有不同的热膨胀系数，并且另外以不同的速率加热。由于单块砖的移动自由度受到固定装置的限制，因此在温度突然变化的情况下，砖块的无应力变形或移动可能被抑制到它们破坏或损坏固定装置的程度。这甚至在例如由于故障而导致的温度的快速局部变化的单个实例的情况下也可能发生。
在现有技术中，通过在衬里的砖之间使用膨胀接头来实现热膨胀差异的补偿。这些膨胀接头的弱点是在衬里结构中形成间隙，颗粒和气体可以从反应区渗透到该间隙中。这可能导致不确定的和不希望的旁流。为了在启动时避开这个问题，必须选择非常慢的加热速率，通常<3K/min。所导致的长启动时间可显著损害高温反应器的有效能力。
衬里与压力额定壁的机械连接限制了装置的组装、可接近性和修理的容易性。例如，不可能从反应器基座升高反应器壳体。此外，损坏的单块砖只有通过完全拆除衬里才可以修理或更换。
总之，在现有技术中公开的衬里中，以下要求仍未解决：
不能充分地确保衬里的电绝缘。
从安全观点(无故障操作、反应器内容物的污染和不希望的副反应)来看，反应器壳体的主动冷却是关键的。
温度和/或压力的变化可破坏衬里，并对反应器结构造成相当大的后续损害。
衬里的高质量使得难以操作反应器。
组装和拆卸是困难和复杂的，例如在故障之后。
启动和停车特性是缓慢和迟缓的，例如故障情况下的冷却。
因此，对于高温压力反应，缺乏解决方案来实现衬里在高温范围内的良好隔热和低透气性，以及衬里与额定压力壳体之间的机械和电化学隔离。
因此，目的是公开一种模块化自支撑装置，其用作电绝缘和/或隔热并且与额定压力反应器壳体机械地分隔。另一目的是公开一种用于高温反应的衬里的模块化自支撑框架，以便实现衬里与反应器壳体的机械分隔。另一目的是公开一种衬里，就装置而言，其能够在反应器内的反应区和额定压力反应器壳体之间实现简单的电绝缘。另一目的是公开一种衬里，其承受高达60巴的反应压力，同时可靠地保持其隔热效果。另一目的是公开一种衬里，该衬里由于具有提高的耐化学腐蚀性、提高的热循环稳定性和提高的抗材料剥落性而具有长寿命。
令人惊讶地，公开了一种装置系统，尤其是反应器，其由至少一个额定压力装置壳体和至少一个模块化框架系统组成，所述模块化框架系统由至少两种不同类型的框架元件组成并且布置在装置壳体内，其中多个横向元件形成至少一个棱柱或一个圆柱，并且多个侧向元件突出到棱柱或圆柱的内部，其中横向元件和侧向元件可以插入到彼此中和/或可以借助一个或多个连接元件连接，其中框架元件的材料包括陶瓷纤维复合材料。
进一步公开了一种包括陶瓷纤维复合材料的自支撑框架系统，所述自支撑框架系统具有包括泡沫陶瓷材料的耐火砖，其中所述砖由本发明的模块化框架系统支撑。
下文是内部模块化框架系统的描述：
优选地，横向元件形成具有多边形作为其底面的等边棱柱，或者形成具有圆形作为其底面的均匀柱体。
优选地，切口呈槽或孔的形式，有利地具有如DIN 24041中所述的孔形状，例如细长孔，优选有角的细长孔或具有圆角的细长孔。
所用的连接元件可有利地为横向元件和侧向元件之间的形状配合和/或粘合连接，例如组合的插塞连接和粘合剂结合，优选为榫接、槽舌接合或燕尾连接。
本发明中的“框架”应理解为：优选地彼此交叉连接的垂直框架元件，其能够吸收可能的衬里在两个维度上的侧向力。框架可有利地将衬里分成可在径向和周向上界限的区段。
本发明中的“自支撑”应理解为不需要任何支撑的框架，尤其是不需要任何由壁支撑的侧向支撑，即使在高达60MPa的压力下。在该框架内，流动的损失和可能的床的所谓仓力可导致约0.5MPa的应力。
“额定压力装置壳体或额定压力反应器壳体”应理解为容器的边界，其承受容器内部和环境之间的压力差。额定压力反应器壳体基本上包括三个部分：容器的下端、上端和侧壁。
“衬里”应理解为由可用砂浆或水泥结合的板、砖或模制品组成的保护物，包括密封或隔热中间层；此外，这应理解为在很大程度上耐受机械、热和化学影响的所有支撑层和陶瓷内件(DIN 28060和DIN 28071)。自1986年以来，德文术语Ausmaureung[砖衬里]已被Auskleisot[衬里](DIN 28071)代替。
“区段”应理解为圆周方向上的框架的模块单元。横向元件限定了区段在径向上的界限。侧向元件限定了区段在圆周方向上的位置，其中在圆周方向上相邻的横向元件之间的间隙或插入这些间隙中的分隔元件在圆周方向上界限了区段(参见图2-4)。
“盒”应理解为由两个平行的横向元件或同心椭圆弧形状的横向元件，优选平行的横向元件或同心圆弧形式的横向元件(其在径向上相邻)和相应的侧向元件，以及圆周方向上相邻横向元件之间的任何间隙或有利地插入该间隙中的分隔元件所包围的区域(参见图2-4)。
措辞“前”或“前侧”应理解为面向反应器内部的区域。措辞“背面”、“外部”或“反面”应理解为面向反应器的外圆周的区域。措辞“顶部”、“底部”和“侧部”涉及竖式反应器。措辞“底部”、“中部”和“顶部”以测地学的意义使用。
“陶瓷纤维复合材料”应理解为纤维增强的陶瓷，尤其是氧化物陶瓷，例如如M.Schmücker，“
Figure BDA0002928451920000071
oxidkeramische Werkstoffe”[纤维增强的氧化物陶瓷材料]，Materialwissenschaften und Werkstofftechnik，2007，38，第9期，698-704所述的材料。陶瓷纤维复合材料包括纤维框架、织造织物、非织造纱布、针织织物和/或陶瓷纤维的编织物以及烧结陶瓷粉末的填料基体。
因此，纤维复合材料的特征在于陶瓷颗粒的基体，在陶瓷颗粒的基体之间包埋有缠绕形式或织物形式的陶瓷纤维，尤其是纤维长度>50mm的连续纤维。它们被称为纤维增强陶瓷、复合陶瓷或纤维陶瓷。基体和纤维原则上可由任何已知的陶瓷材料组成，并且在这一点上碳也被作为陶瓷材料处理。
“氧化物纤维复合陶瓷或氧化物纤维复合材料”应理解为包含陶瓷、氧化物和/或非氧化物纤维的氧化物陶瓷颗粒的基体。
纤维和/或基体的优选氧化物是选自如下组的元素的氧化物：Be、Mg、Ca、Sr、Ba、稀土元素、Th、U、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、B、Al、Ga、Si、Ge、Sn、Li、Na、K、Rb、Cs、Re、Ru、Os、lr、Pt、Rh、Pd、Cu、Ag、Au、Cd、In、Tl、Pb、P、As、Sb、Bi、S、Se、Te，以及这些氧化物的混合物。
混合物有利地适合作为纤维和基体的材料。纤维和基体通常不必由相同的材料制成。
原则上，不仅二元混合物而且三元和更高元的混合物都是合适的和重要的。在混合物中，各成分可以以等摩尔量存在，但有利的混合物是具有显著不同浓度的混合物的各成分的那些，至多并包括其中一种组分以<1％的浓度存在的掺杂。
特别有利的混合物如下：氧化铝、氧化锆和氧化钇的二元和三元混合物(例如氧化锆增强的氧化铝)；碳化硅和氧化铝的混合物；氧化铝和氧化镁的混合物(MgO尖晶石)；氧化铝和氧化硅的混合物(莫来石)；硅酸铝和硅酸镁的混合物，氧化铝、氧化硅和氧化镁的三元混合物(堇青石)；滑石(硅酸镁)；氧化锆增强的氧化铝；稳定的氧化锆(ZrO2)：稳定剂以氧化镁(MgO)、氧化钙(CaO)或氧化钇(Y2O3)的形式存在，所用的其他稳定剂包括氧化铈(CeO2)、氧化钪(ScO3)或氧化镱(YbO3)；以及钛酸铝(氧化铝和氧化钛的化学计量混合物)；氮化硅和氧化铝(氧氮化硅铝SiAlON)。
所用的氧化锆增强的氧化铝有利地为具有10-20mol％ZrO2的Al2O3。ZrO2可有利地使用10-20mol％，优选16mol％的CaO，10-20mol％，优选16mol％的MgO，或5-10mol％，优选8mol％的Y2O3(“完全稳定的氧化锆”)，或1-5mol％，优选4mol％的Y2O3(“部分稳定的氧化锆”)来稳定。有利的三元混合物例如为80％Al2O3、18.4％ZrO2和1.6％Y2O3。
除了所提及的材料(混合物和各成分)之外，还可设想的是在氧化物陶瓷基体中存在玄武岩纤维、氮化硼、碳化钨、氮化铝、二氧化钛、钛酸钡、锆钛酸铅和/或碳化硼。
可用的纤维包括由氧化物、碳化物、氮化物纤维或C纤维和SiBCN纤维的类别所涵盖的增强纤维。更特别地，陶瓷复合材料的纤维为氧化铝、莫来石、碳化硅、氧化锆和/或碳纤维。莫来石由氧化铝和氧化硅的固溶体组成。优选使用氧化物陶瓷(Al2O3、SiO2、莫来石)或非氧化物陶瓷(C、SiC)的纤维。
可有利地使用抗蠕变纤维，即在蠕变范围内—在至多1400℃的温度范围内—在随时间推移的持久变形即蠕变趋势中具有最小增加(如果有的话)的纤维。3M公司报道了NEXTEL纤维在70MPa的拉伸应力下1000小时后持续伸长1％的以下限制温度：NEXTEL 440：875℃，NEXTEL 550和NEXTEL 610：1010℃，NEXTEL 720：1120℃(参考文献：NextelTMCeramic Textiles Technical Notebook，3M，2004)。
有利地，纤维的直径为1-50μm，优选为5-20μm，更优选为8-15μm。它们有利地交织—通常以平织或缎织形式—以得到织物片，编织形成软管或作为纤维束缠绕在模板周围。为了制备陶瓷复合体系，例如用包含后者陶瓷基体组分的滑泥渗透纤维束或织物，所述陶瓷基体组分有利地为Al2O3或莫来石(Schmücker，M.(2007)，
Figure BDA0002928451920000091
oxidkeramische Werkstoffe，Materialwissenschaft und Werkstofftechnik，38(9)，698-704)。在>700℃下的热处理最终产生由陶瓷纤维和陶瓷基体组成的高强度复合结构，其拉伸强度有利地>50MPa，优选>70MPa，进一步优选>100MPa，尤其是>120MPa。
优选地，所用的陶瓷纤维复合材料为SiC/Al2O3、SiC/莫来石、C/Al2O3、C/莫来石、Al2O3/Al2O3、Al2O3/莫来石、莫来石/Al2O3和/或莫来石/莫来石。此处，斜线之前的材料表示纤维类型，斜线之后的材料表示基体类型。用于陶瓷纤维复合结构的基体体系也可为硅氧烷、Si前体和宽范围的不同氧化物，例如包括氧化锆。优选地，陶瓷纤维复合材料包含至少99重量％的Al2O3和/或莫来石。
在本发明中，优选使用基于氧化物陶瓷纤维的纤维复合材料，例如获自制造商Walter E.C.Pritzkow Spezialkatermik的3MTM NEXTELTM 312、NEXTELTM 440、NEXTELTM550、NEXTELTM 610、NEXTELTM 720或MvM 1415N、MvM 1415N-2220、AvM 1415N、AvM 1415N-3000、FW12和/或FW30产品。特别优选使用NEXTEL 610、NEXTEL 720和AvM 1415N-3000和/或FW30产品。此外，可有利地使用获自日本Nitinvy的纤维。
基体有利地具有20-40％的纤维填充水平(纤维在复合结构中的体积比例)；复合结构的总固体含量有利地为50-80％。基于氧化物陶瓷纤维的纤维复合陶瓷在氧化和还原气氛中是化学稳定的(即在空气中在1200℃下储存15小时后重量没有变化(参考文献：NextelTM Ceramic Textiles Technical Notebook，3M，2004))，并且在1300℃以上是热稳定的。纤维复合陶瓷具有准韧性变形特性。因此，它们对热循环稳定，并且具有准延性断裂特性。因此，在部件断裂之前存在部件失效的迹象。
纤维复合材料有利地具有20-50％的孔隙率；因此，根据DIN 623-2的定义，其不是气密的。纤维复合材料有利地具有高达1500℃，优选高达1400℃，更优选高达1300℃的长期使用温度。纤维复合材料有利地具有>50MPa，优选>70MPa，更优选>100MPa，尤其是>120MPa的强度。纤维复合材料有利地具有0.2-1％的弹性变形屈服点。纤维复合材料有利地具有根据DIN EN 993-11的热循环稳定性。纤维复合材料有利地具有4-8.5的热膨胀系数[ppm/K]。纤维复合材料有利地具有0.5-5w/(m·k)的热导率。
陶瓷纤维复合材料可有利地通过CVI(化学气相渗透)法、热解，尤其是LPI(液体聚合物渗透)法，或通过化学反应如LSI(液体硅渗透)法制备。
框架有利地是沿圆周方向的模块化结构(参见图2-4)。框架有利地是沿向上方向的模块化结构(参见图5和6)。圆周方向上的模块单元称为区段。垂直方向上的模块单元称为层。模块化框架具有至少两种不同类型的框架元件：第一种框架元件限定了区段的界限，优选地限定了径向的衬里区段。这些框架元件称为横向元件。第二种框架元件限定了区段的位置，优选限定了衬里区段在圆周方向上的位置。这些框架元件称为侧向元件。
有利地，框架可包括其他框架元件。这些元件有利地插入沿圆周方向相邻的两个横向元件之间的间隙中(参见图5)。这些元件也称为分隔元件。或者，区段的侧向结束可有利地通过额外的侧向元件实现。
其他元件可有利地在横向元件的两个相互叠置的层之间水平地交错(参见图7)。这些元件称为扁平元件。扁平元件可有利地形成屏障，以防止在可能的衬里的多孔结构中形成大面积的对流簇。此外，扁平元件有利地允许在不拆卸整个框架的情况下局部地有限更换可能的衬里砖块。
横向元件有利地呈扁平或成角度的矩形板或圆柱形壳体的形式(“圆柱形是由具有封闭准线和两个平行平面的圆柱形表面、圆柱形的主表面界限的图形”，Bronstein，第251页，图2.49)。
此外，横向元件可呈波纹板的形式。波纹可以是正弦的或三角形的。振幅有利地为1-100mm，优选为2-50mm，尤其为3-20mm。波长有利地为2-500mm，优选为5-200mm，尤其为10-100mm。
在俯视图中，横向元件形成一个或多个多边形，优选正多边形，或者一个或多个同心椭圆，优选一个或多个同心圆。波纹横向元件在俯视图中具有周期函数或次摆线的形状。侧向元件有利地布置成星形(参见图2-5)。
具有多边形底面的棱柱有利地具有3-60个横向元件，优选具有4-40个横向元件，尤其是6-24个横向元件。具有椭圆形，尤其是圆形底面的圆柱体有利地具有3-60个椭圆形的，优选呈圆弧形的横向元件，优选具有4-40个横向元件，尤其是6-24个横向元件。具有椭圆形，尤其是圆形作为底面的圆柱体的直径，或多边形(优选为正多边形)的对角线，有利地为0.2-20m，优选为0.5-15m，尤其为1-10m。
在圆周方向上相邻的两个横向元件之间的间隙的尺寸有利地为0-200mm，优选为1-100mm，进一步优选为2-50mm，尤其为3-20mm。
任选地，在圆周方向上相邻的横向元件的端部可以重叠(参见图8)。重叠的尺寸有利地为200-20mm。搭接接头有利地填充有高热稳定性的水泥和/或用铆钉结合，铆钉有利地由陶瓷纤维复合材料如OCMC制成。
板或圆柱状的横向元件有利地具有100mm至5m，优选200mm至3m，尤其是500mm至2m的高度(元件高度)。横向元件有利地具有100mm至5m，优选250mm至3m，尤其是500mm至2m的长度。横向元件有利地具有0.2-20mm，优选0.5-10mm，尤其是1-5mm的厚度。
有利地，在俯视图中形成多边形，优选正多边形或椭圆形，优选圆形的横向元件具有相同的高度、宽度和厚度。
有利地，模块化框架具有由横向元件形成的多层，并且以均匀棱柱或圆柱的形式彼此叠置，有利地为1-100层，优选为2-50层，尤其为3-30层(参见图4和5)。
叠置元件的总高度有利地为100mm至50m，优选为200mm至20m，尤其为500mm至10m。
在模块化框架中，所有相互叠置的层的横向元件的高度有利地相同(元件高度)。
有利地，可使用平行的横向元件或同心椭圆弧形状的横向元件，优选平行的横向元件或同心圆弧形状的横向元件，其在俯视图中布置为同心多边形，优选为正多边形，或同心椭圆，优选为圆形(参见图2-5)。有利地，使用2-20个平行的横向元件或同心椭圆弧形状的横向元件，优选平行的横向元件或同心圆弧形状的横向元件，优选2-5个。径向上相邻的多边形(优选正多边形)之间的距离，或由横向元件组成的相邻椭圆形(优选圆形)之间的距离，优选为10-1000mm，优选为20-500mm，更优选为40-250mm。有利地，该距离对于所有径向上相邻的横向元件都是相同的。
侧向元件有利地呈扁平或波纹矩形板的形式。
波纹可为正弦的或三角形的。振幅有利地为1-100mm，优选为2-50mm，尤其为3-20mm。波长有利地为2-500mm，优选为5-200mm，尤其为10-100mm。
侧向元件有利地与横向元件正交地布置。
侧向元件有利地具有100mm至5m，优选200mm至3m，尤其是500mm-2m的高度(元件高度)。侧向元件有利地具有50mm至2m，优选100mm至1m，尤其是200-500mm的宽度。侧向元件有利地具有0.2-20mm，优选0.5-10mm，尤其是1-5mm的厚度。
在多个横向元件彼此叠置的情况下，中间的横向元件具有相同的高度、宽度和厚度(参见图6)。
中间层中的侧向元件的高度有利地对应于横向元件的元件高度的90-110％，优选对应于横向元件的元件高度的95-105％，更优选对应于横向元件的元件高度的98-102％，尤其是与横向元件的元件高度相同。最下层和最上层中的元件的高度可不同于中间层中的元件高度。有利地，最下层中的元件高度比中间元件的元件高度低或高10-90％，优选20-75％，更优选30-60％。有利地，最上层中的元件高度比中间元件的元件高度高或低10-90％，优选20-75％，更优选30-60％。当最下层中的侧向元件低于中间层向元件时，最上层中的元件有利地以相同的比例高于中间侧向元件。当最下层中的侧向元件高于中间侧向元件时，最上层中的元件有利地以相同的比例低于中间侧向元件。
有利地，在最上层中，侧向元件的上边缘与横向元件的上边缘齐平，这意味着向上或向下方向上的垂直偏移有利地小于元件高度的5％，优选小于2％。
最下面的侧向元件和最上面的侧向元件的宽度和厚度有利地与中间的侧向元件相同。
或者，在每层中，横向元件和侧向元件的上边缘有利地齐平，这意味着向上或向下方向上的垂直偏移有利地小于元件高度的5％，优选小于2％。在每层中，横向元件和侧向元件的高度有利地相同。这种构造特别适用于扁平元件。
有利地，在模块化框架中，彼此叠置的侧向元件的数量与彼此叠置的横向元件的数量相差小于2；其数量优选相同。
任选的分隔元件有利地呈矩形板的形式。
分隔元件有利地布置在沿圆周方向的相邻横向元件之间的棱柱中，优选地布置正棱柱中，或者布置在柱中，优选地布置在圆柱中(参见图4和5)。有利地，分隔元件在圆周方向上的相邻横向元件之间插入到在棱柱(优选均匀的棱柱)中形成的间隙中，或者插入到在柱中形成，优选地在圆柱中形成的间隙中。
分隔元件有利地具有100mm至5m，优选200mm至3m，尤其是500mm至2m的高度。分隔元件有利地具有50mm至2m，优选100mm至1m，尤其是200-500mm的长度。分隔元件有利地具有0.2-20mm，优选0.5-10mm，尤其是1-5mm的厚度。
分隔元件与侧向元件的长度比有利地为0.9-1.25。分隔元件与侧向元件的高度比有利地为0.5-50，优选为0.75-10，更优选为0.9-5。有利地，在最上层中，分隔元件的上边缘与横向元件的上边缘齐平，这意味着向上或向下方向上的垂直偏移有利地小于元件高度的5％，优选小于2％。有利地，在最上层中，分隔元件的上边缘与侧向元件的上边缘齐平，这意味着向上或向下方向上的垂直偏移有利地小于元件高度的5％，优选小于2％。
取决于横向元件的形状，任选的扁平元件有利地呈梯形板形式(在矩形横向元件的情况下)或环形区段形式的板形式(在圆弧形横向元件的情况下)。
扁平元件有利地水平插入到两层彼此叠置的横向元件之间(参见图7)。扁平元件有利地具有切口，优选地具有槽或开口，尤其是槽，从而使得这些扁平元件可以插入到侧向元件中。有利地，扁平元件位于横向元件的上边缘的顶上。
梯形扁平元件有利地具有100mm至5m，优选200mm至3m，尤其是500mm至2m的底部长度。此外，梯形扁平元件有利地具有50mm至2m，优选100mm至1m，尤其是200-500mm的高度。梯形角度，即等边梯形的底边和侧边之间的锐角内角，有利地为30-88°，优选为45-86°，尤其为60-84°。例如，87°对于60个区段是有利的，85.5°对于40个区段是有利的，82.5°对于24个区段是有利的。此外，梯形扁平元件有利地具有0.2-20mm，优选0.5-10mm，尤其是1-5mm的厚度。
呈环形区段形式的扁平元件有利地具有0.1-10m，优选0.25-7.5m，尤其是0.5-5m的外径。此外，呈环形区段形式的扁平元件有利地具有50mm至2m，优选100mm至1m，尤其是200-500mm的宽度。此外，呈环形区段形式的扁平元件具有6-120°，优选9-90°，更优选15-60°的扇形角度。此外，梯形扁平元件有利地具有0.2-20mm，优选0.5-10mm，尤其是1-5mm的厚度。
扁平元件和分隔元件可同样有利地组合在一个元件中(参见图11)。
框架由框架元件组成，所述框架元件可有利地通过切口，优选通过槽或开口，尤其是通过槽插入到彼此中。横向元件和侧向元件有利地以交叉的方式插入到彼此中(参见图4和5)。
模块化结构的框架在每个区段和层中有利地包括1-20个在径向上相邻的横向元件，优选2-10个横向元件，更优选2-5个横向元件。模块化结构的框架在每个区段和层中有利地包括1-10个侧向元件，优选1-5个，更优选1-3个侧向元件(参见图2)。
最下层和中间层中的侧向元件和横向元件有利地在高度上彼此偏移。层中的侧向元件的上边缘和横向元件的上边缘之间的垂直偏移为元件高度的-90％至+90％，优选为元件高度的-75％至75％，更优选为元件高度的-60％至+60％。有利地，在最上层中，分隔元件的上边缘与横向元件的上边缘齐平，这意味着向上或向下方向上的垂直偏移有利地小于元件高度的5％，优选小于2％。因此，它们有利地彼此支撑并形成由多个区段组成的刚性自支撑型材。横向元件限定了区段在径向上的界限，并且侧向元件限定了区段在圆周方向上的界限。
有利地，每层形成3-60个，优选4-40个，更优选6-24个相同的区段。有利地，在整个高度上通过分隔元件将这些区段彼此分隔(参见图5)。
横向元件有利地具有切口，优选具有槽或开口，尤其是槽，以用于布置在相同区段的相同层中的每个侧向元件。在单个侧向元件的情况下，切口，优选槽或开口，尤其是槽，布置在横向元件的中间。在多个侧向元件的情况下，切口，优选槽或开口，尤其是槽，对称地布置在横向元件的中部，并且它们之间的距离有利地为5mm至2m，优选为10mm至1m，尤其为20-500mm。
中间层中的侧向元件有利地具有切口，优选具有槽或开口，尤其是槽，以用于有利地布置在相同区段的相同层中的每个横向元件。在单个横向元件的情况下，切口，优选槽或开口，尤其是槽，有利地布置成距离面向反应器壳体的侧向元件的后边缘5mm至2m，优选10mm至1m，尤其是20-500mm。在多个横向元件的情况下，两个相邻切口，优选槽或开口，尤其是槽之间的距离有利地为10mm至2m，优选为20mm至1m，尤其为30-500mm。
有利地，所有横向元件的切口，优选槽或开口，尤其是槽，沿向下的方向开口。区段的所有横向元件和区段的中间层中的侧向元件的切口，优选槽或开口，尤其是槽的长度有利地对应于元件高度的10-90％，优选对应于元件高度的25-75％，更优选对应于元件高度的40-60％，尤其对应于元件高度的一半。
有利地，中间层中的侧向元件的切口，优选槽或开口，尤其是槽，沿向下的方向开口。中间层的侧向元件中的切口，优选槽或开口，尤其是槽的长度有利地对应于横向元件的元件高度和切口，优选槽或开口，尤其是槽的长度之差的90-110％，优选对应于横向元件的元件高度和切口，优选槽或开口，尤其是槽的长度之差的95-105％，更优选对应于横向元件的元件高度和切口，优选槽或开口，尤其是槽的长度之差的98-102％；其尤其等于横向元件的元件高度和切口，优选槽或开口，尤其是槽的长度之差。
有利地，横向元件在最下层中不具有任何切口。其高度有利地对应于横向元件中的切口高度的90-110％，优选对应于横向元件中的切口高度的95-105％，更优选对应于横向元件中的切口高度的98-102％；其尤其与横向元件中的切口的高度相同。
最上层中的侧向元件在上边缘和下边缘处具有成对布置的切口，优选槽或开口，尤其是槽。切口，优选槽或开口，尤其是槽的长度对应于中间层中的侧向元件中的切口，优选槽或开口，尤其是槽的长度。
盒应理解为由在径向上相邻的两个平行的横向元件或同心椭圆弧形式的横向元件，优选平行的横向元件或同心圆弧形式的横向元件，以及相应的侧向元件，以及在圆周方向上相邻的横向元件之间的间隙或有利地插入该间隙中的分隔元件所述包围的区域(图2中的阴影区域部分5a-b；图3中的阴影区域部分5a-d；图4和5中的阴影区域部分5a-f)。在俯视图中，盒有利地具有矩形横截面或环形区段形式的横截面(参见图2-5)。
各区段有利地具有1-50个盒，优选2-25个盒，尤其是3-15个盒。
本发明的这种模块化框架系统可有利地用作衬里的框架支撑，尤其是用于在150-1900℃，优选400-1700℃，尤其是600-1500℃的温度范围内的高温工艺的化学反应器的衬里的框架支撑。
本发明的这种模块化框架系统还可有利地用作催化剂的支撑结构，尤其是整料型催化剂(即，在具有轴向或径向流动的固定床反应器中使用的催化剂篮)的支撑结构。
此外，本发明的模块化框架系统可用作电绝缘件，尤其是在反应器内部。
此外，本发明的模块化框架系统可用作辐射屏蔽。
在俯视图中，本发明的模块化框架系统将反应器的被衬里占据的横截面分成矩形、梯形或环形区段形状的盒轮廓。所述盒有利地填充有耐火砖和/或催化剂，尤其是整料型催化剂。或者，盒保持未填充。
在俯视图中，盒的横截面有利地填充有1-2000块砖，优选填充有2-500块砖，更优选填充有3-200块砖，所述砖彼此并排和/或连续地布置。盒中的砖块的总和被称为填料。在俯视图中，填料有利地具有矩形、梯形或环形区段形状的横截面，其中侧面沿径向有利地彼此平行地定向，并且底部的窄侧有利地向内定向。
耐火砖有利地具有六面体，优选棱柱形状。有利地，上面和下面以及前面和后面各自彼此平行。有利地，所述上面和下面与六面体的其他面成直角。
砖有利地在径向上布置成层。在径向上，填料有利地包括1-40层，优选1-20层，更优选1-10层。
砖有利地在垂直方向上布置成层。就高度而言，填料包括1-1000层，优选1-500层，更优选2-200层，尤其是3-100层。
在圆周方向上，有利地，1-200块砖，优选2-150块砖，尤其是3-100块砖彼此并排地布置在盒中。
有利地，填料中的砖之间的接合部填充有砂浆或粘合剂，或者它们作为干接合部实施。优选地，砖之间的接合部以干接合部的形式实施，这意味着不使用砂浆或粘合剂来结合成型的砖。
有利地，填料中的砖作为露头砖层、作为露侧砖层、作为立砌砖层、作为竖砌砖层、作为平层、作为露侧砖结合、作为露头砖结合、作为块体结合或作为交叉结合铺设(参见“Feuerfestbau”，Deutsche Gesellschaft Feuerfest-und Schornsteinbau e.V.，第76页)。优选地，填料的砖以露侧砖结合、露头砖结合、块体结合或交叉结合的方式铺设。更优选地，填料的砖以块体结合或交叉结合的方式铺设。
在径向上逐层铺设的模式的组合也是可能的。例如，在填料沿径向具有两层的情况下，可有利地将内层交叉结合，外层有利地作为立砌砖层来实施。这种组合实现了填料的砖之间的接合部之间的偏移。以此方式，可能在相邻砖之间形成的间隙被中断。以此方式，可有效地减少气态反应介质通过衬里的错误流动。
有利地，在砖和框架元件之间或者在模块化框架系统的不同填料的砖之间存在间隙。砖与相邻框架元件之间的间隙或砖之间沿相邻填料的圆周方向的间隙有利地为1-50mm，优选为1-25mm，更优选为1-10mm。该间隙的效果是各砖块可相对于彼此移动。该间隙还简化了砖在衬里构造中的插入。此外，间隙为填料提供了所需的空间，以便不受阻碍地热膨胀，即以无应力的方式热膨胀。
任选地，框架元件和填料之间的间隙或在圆周方向上与砖相邻的填料之间的间隙可由下文所述的隔热垫填充。
有利地，填料的上边缘和框架的上边缘之间的垂直偏移小于50mm，优选小于20mm，更优选小于10mm；填料的上边缘特别地与框架的上边缘平齐地结束，即，沿向上或向下方向的垂直偏移有利地小于横向元件的高度的5％，优选小于横向元件的高度的2％。这可通过例如在填料的一层中将砖块切割成合适的尺寸来实现。
通常，在填料的层接合部与框架的下层和中间层的横向元件之间的接合部之间存在垂直偏移，所述横向元件彼此叠置。直接彼此叠置的两个横向元件与填料的下一层接合部之间的垂直偏移有利地为一块砖高度的0-50％，优选为一块砖高度的20-50％。
在使用扁平元件的特定情况下，彼此叠置的两个横向元件之间的接合部处于彼此叠置的两排砖之间的层接合部的高度处。彼此叠置的两个横向元件之间的接合部与彼此叠置的两排砖之间的最接近的层接合部之间的垂直偏移有利地小于10mm，优选小于5mm，更优选小于3mm。
砖的侧面可有利地是扁平的。或者，侧面可具有合适形状的附件(舌状物)和沟槽(凹槽)，因此可通过舌状物-沟槽连接以形状配合的方式彼此结合(参见DIN 1057)。
填料的内层有利地在前侧与反应区接触，并且有利地在侧面和在相反侧由本发明的框架界限。
本发明中的“耐火砖”应理解为使用温度高于600℃的陶瓷产品和材料。根据定义(DIN51060)，只有锥滴点高于SK 17(＝ISO 150)—相当于约1500℃—的材料才可称为耐火材料。该极限温度大致对应于铁的熔点，并且对于海关和采矿法具有重要意义。
砖衬里内侧上的砖有利地具有以下性能分布：(i)在1000-1700℃的温度范围内的良好隔热性，(ii)高强度，(iii)耐磨性，(iv)低开孔率，(v)热循环稳定性，(vi)电绝缘性。当热导率小于2W/m/K，优选小于1W/m/K时，隔热性能良好。当冷压缩强度大于5MPa，优选大于10MPa时，强度高。高耐磨性与材料的硬度相关。当闭孔的比例大于1％，优选大于5％，更优选大于10％时，泡沫陶瓷中的开孔率低。当材料通过根据DIN V ENV 820-3的测试时，热循环稳定性高。当电阻率大于109Ωm，优选大于1011Ωm时，电绝缘性良好。
砖的性质，尤其是组成、强度、形状和尺寸，规定在DIN 1057(自支撑烟囱用的砖)、1081(耐火产品：矩形耐火砖)、1082(耐火产品：拱形砖)中。
耐火砖有利地是由耐火材料制成的成型砖。耐火砖的材料应当有利地根据工艺温度和工艺条件来选择。此外，材料的选择应当有利地根据衬里内的径向位置(层)来选择。
优选地，与介质接触的内层材料由根据DIN EN 12475分类的泡沫陶瓷或耐火材料制成，尤其是氧化铝-二氧化硅产品，例如火砖、刚玉、莫来石、堇青石或碱性产品，例如氧化镁、氧化镁-氧化铬、氧化镁尖晶石、氧化镁-锆石或碳结合的碱性砖，尤其是刚玉、莫来石、堇青石。泡沫陶瓷例如描述于DE 102015202277和WO 07/22750中。特别合适的是闭孔的泡沫陶瓷材料，其商品名为Halfoam AluminaTM。
最优选地，内层的成型砖由商品名为Halfoam AluminaTM的泡沫陶瓷材料组成。
本发明进一步涉及包含泡沫陶瓷，尤其是闭孔泡沫的成型砖。有利地，本发明的成型砖包括由氧化铝-二氧化硅产品制成的泡沫陶瓷，例如火砖、刚玉、莫来石、堇青石或碱性产品，例如氧化镁、氧化镁-氧化铬、氧化镁尖晶石、氧化镁-锆石或碳结合的碱性砖，尤其是刚玉、莫来石、堇青石。
本发明进一步涉及一种砖组件，其包括在径向上连续布置的多层砖填料。
第二层的材料从内部开始有利地具有以下性能分布：热稳定性高于1500℃，热导率小于1W/m/K，优选小于0.5W/m/K，冷压缩强度大于1MPa，优选大于2MPa。泡沫和铸造或挤出轻质耐火砖具有这种性能分布。例如，在该层中使用市售产品，例如Halfoam、
Figure BDA0002928451920000201
第三层的材料从内部开始有利地具有以下性能分布：热稳定性高于1200℃，热导率小于0.5W/m/K，优选小于0.2W/m/K，冷压缩强度大于0.5MPa，优选大于1MPa。有利地，真空成型纤维板具有这种性能分布。例如，在该层中使用市售产品，例如
Figure BDA0002928451920000202
或
Figure BDA0002928451920000203
第四层的材料从内部开始有利地具有以下性能分布：热稳定性高于1000℃，热导率小于0.2W/m/K，优选小于0.05W/m/K，冷压缩强度大于0.1MPa，优选大于0.2MPa。有利地，真空成型的纤维板或微孔热解法二氧化硅板具有这种性能分布。例如，在该层中使用市售产品，例如
Figure BDA0002928451920000204
或
Figure BDA0002928451920000205
本发明进一步涉及一种砖组件，其包括多个砖填料，所述多个砖填料沿径向连续地布置，并且由(i)泡沫陶瓷和(ii)烧结的铸造或挤出的陶瓷组成，或者由(i)泡沫陶瓷、(ii)烧结的铸造或挤出的陶瓷和(iii)压缩的陶瓷纤维组成，或者由(i)泡沫陶瓷、(ii)烧结的铸造或挤出的陶瓷、(iii)压缩的陶瓷纤维和(iv)真空成型的纤维板或包括微孔热解法二氧化硅的板组成。
由成型砖，优选泡沫陶瓷组成的衬里内层的表面可以是未处理的或涂覆的。涂层有利地用于密封衬里的表面和用作磨损保护。涂层，例如保护层，有利地施加到端面和/或反面和/或顶端和/或底端和/或左侧面和右侧面，优选地施加到端面和/或反面和/或顶端和/或底端，更优选地施加到端面和/或反面，尤其是端面。端面是指面向反应器内部的成型砖的面。该层有利地由耐火陶瓷例如ZrO2、YO2、Si3N4、Al2O3，优选Al2O3组成。保护层的厚度有利地为100μm至2mm，优选为200μm至1mm。涂层的孔隙率(空隙含量)有利地<50％，优选<25％，更优选<10％，尤其是<5％。涂层可通过本领域技术人员已知的涂覆方法，例如通过涂漆法、浸涂、火焰喷涂、等离子喷涂而施加到成型砖上。
有利地，涂层由多层结构组成，例如由无孔陶瓷的薄层和多孔陶瓷的一个或多个较厚的层组成。
合适的涂覆材料的实例为Aremco Coatings(涂料浆)：PP-634-AL、634-SIC、634-YO、634-ZO、Oerlikon metco(火焰喷涂和等离子喷涂)、LWK PlasmaCeramic(等离子涂覆)、Polytec Cotronics(涂料浆、浇铸复合物)。
对于矩形砖，根据DIN 1081(1988)，和/或对于拱形砖或楔形砖，根据DIN 1082(1988)，该成型砖有利地具有本领域技术人员已知的尺寸。任选地，可将砖切割成单独的尺寸。
在垂直方向上，耐火砖在砌层的不同层中可具有不同的高度。这可例如通过如下方式实现，即，将成型的砖交替地铺设为立砌砖层和露侧砖层。以此方式，可以避免(i)在具有低轴向温度梯度的区域中的多余的接合部或(ii)在具有高轴向温度梯度的区域中的单块砖内的高机械应力。
耐火砖填料的边缘有利地平行于邻接的框架元件或平行于相邻框架元件之间的间隙。砖和相邻框架元件之间的间隙或在圆周方向上与砖相邻的填料之间的间隙有利地为1-50mm，优选为1-25mm，更优选为1-10mm。这些间隙有利地至少部分地填充有由矿物纤维制成的隔热垫。
隔热垫任选地固定到框架元件的平坦侧面。在安装期间，隔热垫有利地焊接成膜并以真空密封的方式抽真空。如此制备的垫有利地结合到横向元件和/或侧向元件和/或分隔元件和/或横向元件，优选地结合到横向元件和/或侧向元件，更优选地结合到横向元件。在安装后，有利地将膜穿孔。结果，垫膨胀并支撑砖。该程序例如描述于WO 2014/125024中。
具有以下商品名的材料适用于所述的隔热垫：ALSIFLEX-1600、ALSIFLEX-1600纸、PROAFELT-1600、SILCAFLEX 160、THERMOFRAX毯(柔性垫)、THERMOFRAX板(真空模制品)或THERMOFRAX毡/纸(陶瓷纸和毡)。
有利地，本发明的框架由基座例如基板支撑。基板有利地用于锚定模块化框架和吸收耐火填料的重量。基板可替代地为单件或分段形式。基板优选是分段的，并且每个元件有利地承载本发明的框架系统的区段。
作为基座的替代，本发明的框架可固定到顶部。
基板有利地以松动或固定的方式支承在下拱顶上。优选地，基板通过可拆开的连接而连接到下拱顶的凸缘。更优选地，基板螺纹连接到下拱顶的凸缘上。
有利地，基板是环形的。有利地，基板的顶侧和底侧是平面的并且彼此平行。基板的厚度为1-500mm，优选为2-300mm，更优选为3-200mm。
环的宽度为50mm至2m，优选为100mm至1m，尤其为200-500mm。
在俯视图中，基板的外边缘有利地突出超过OCMC框架的外部横向元件。基板的外边缘相对于外部横向元件的超出有利地为0-200mm，优选为5-100mm，更优选为10-50mm。在俯视图中，基板的内边缘有利地由衬里的内层覆盖。衬里的内边缘相对于基板的内边缘的超出有利地为0-100mm，优选为0-50mm，更优选为0-20mm。
基板有利地在顶侧上具有沟槽。沟槽有利地用作框架的最下层中的横向元件、侧向元件和任何分隔元件的支撑和引导的安装件。沟槽的布置有利地对应于框架元件在框架的俯视图中的图案。
沟槽有利地具有1-500mm，优选2-300mm，更优选3-200mm的深度。沟槽有利地具有0.2-20mm，优选0.5-10mm，尤其是1-5mm的宽度。沟槽有利地比所用框架元件的厚度宽1-100％，优选2-50％，更优选5-20％。
有利地，框架的最下层的侧向元件和横向元件以固定的方式结合到基板。例如，结合可以通过螺纹连接以力配合的方式、通过榫钉以形状配合的方式、或通过粘合剂结合以粘合性结合的方式建立。
有利地，基板由金属、塑料和/或陶瓷组成，优选由金属组成，更优选由钢组成。
任选地，基板的表面是导电的或电绝缘的。在金属基板的情况下，电绝缘表面层有利地由搪瓷、陶瓷和/或塑料组成。优选地，基板的表面在区域中是电绝缘的。更优选地，基板的顶侧和外周是电绝缘的。
基板有利地承载用于提升装置的固定元件，其中衬里作为整体或分段可以利用该提升装置从反应器中提升出来并组装。
有利地，可以使用所谓的多功能基板。该基板任选地具有一个或多个以下特征：(i)基板有利地连续直到反应器的中部。在反应区的区域中，基板有利地具有用于气体和固体流动的开口。(ii)基板有利地构造为下拱顶中的凸缘。(iii)基板有利地承载电加热移动床反应器或固定床反应器中的下电极。
有利的组合是在反应器壳体内部具有隔热的那些；例如借助封装在金属壳体中的隔热板。隔热板有利地是多孔的，总孔隙率大于45％且小于99％，优选大于60％且小于99％，更优选大于70％且小于99％。有利地，隔热板包括硅酸钙、蛭石、石棉、玻璃棉或热解法二氧化硅。隔热板有利地容纳在封闭的金属壳体中。金属壳体有利地由通过弯折、焊接或软焊而变成封闭壳体的板材组成。有利地，壳体在其反面上设置有固定元件，优选为钩和/或环。通过这些固定元件，它们有利地悬挂在额定压力反应器壳体上的相应固定装置上。
本发明进一步涉及一种装置，优选反应器，其具有本发明的模块化框架系统和额定压力的反应器壳体，优选本发明的模块化框架系统、衬里和额定压力反应器壳体。
反应器横截面有利地为0.005-200m2，优选为0.05-100m2，更优选为0.2-50m2，尤其为1-20m2。反应器壳体的高度有利地为0.1-100m，优选为0.2-50m，更优选为0.5-20m，尤其为1-10m。反应器壳体的高度与当量直径之比有利地为0.01-100，优选为0.05-20，更优选为0.1-10，最优选为0.2-5。反应器壳体的壁厚有利地为1-300mm，优选为5-200mm，更优选为10-100mm。
用于反应器壳体的优选材料为钢合金，例如材料号为1.4541、1.4571的钢合金。
有利地，在模块化构架系统和额定压力反应器壳体之间存在连续的间隙。间隙宽度有利地为0-100mm，优选为2-50mm，更优选为5-50mm。
模块化框架系统和额定压力壳体之间的间隙可任选地填充有松散颗粒床。颗粒可为陶瓷或金属。颗粒可以是规则的，例如球形、圆柱形、棱柱形或不规则形状。颗粒可以是实心的、多孔的或中空的。颗粒可以具有相同或不同的尺寸。床的颗粒有利地具有0.05-100mm，优选0.1-50mm，更优选0.5-10mm的当量直径。颗粒的当量直径是与该颗粒等体积的球体的直径。
模块构架系统和额定压力壳体之间的间隙可任选地通过定向气流来吹扫。所用的吹扫气体有利地为CO2、H2O、N2、H2、N2、贫空气(N2稀释的空气)和/或Ar。吹扫气流有利地以环形方式经由上拱顶引入并经由衬里的基板排出。或者，吹扫气流以环形方式经由衬里的基板引入并经由拱顶排出。吹扫气流有利地形成将反应区与额定压力反应器壳体隔开的气幕。这可以防止在额定压力反应器壳体的内部上形成沉积物；此外，额定压力壳体可被冷却。
任选地，模块化框架系统可以抵靠额定压力壳体的侧壁而被支撑。支撑体可由OCMC、整料陶瓷、由陶瓷纤维制成的织物、金属或这些材料的组合组成。它们可以在框架和额定压力壳体的侧壁之间松散地引导，或者以固定的方式结合到OCMC框架或反应器壁的额定压力壳体。该结合可以是粘合的或形状配合的。优选地，在这些元件之间松散引导的支撑件在模块化框架系统和额定压力壳体之间松散地支撑。
在具有大的轴向温度梯度的反应器中，可能有利的是，将模块化框架系统单独地定位在反应器的区域中，在该区域中，需要其作为具有高热稳定性的反应体积的热隔绝和电绝缘界限的功能。在这种情况下，额定压力壳体的边缘区域可有利地保持不隔热。
有利地，反应器是电加热的(参见PCT/EP2019/051466)。
有利地，本发明的装置具有上、中和下装置部分，其中至少一个垂直布置的电极对安装/布置在中间部分中，并且所有电极有利地布置/包埋在导电固体填料中。有利地，上和下装置部分呈拱顶形式，并且具有105S/m至108S/m的比电导率。有利地，中间装置部分与固体填料电绝缘。有利地，上和下装置部分同样与中间装置部分电绝缘。有利地，上电极经由上装置部分连接并且下电极经由下装置部分连接，或者电极各自经由与这些部分电接触的一个或多个连接元件连接。有利地，上电极和/或优选地下电极的横截面面积与相应的导电连接元件的横截面面积之比，或者在不使用连接元件的情况下，上电极和/或优选地下电极的横截面面积与相应的导电装置部分的横截面面积之比为0.1-10，优选为0.3-3，尤其为0.5-2。
优选在本发明的装置中，尤其是在反应器中进行以下高温反应：
通过用蒸汽和/或二氧化碳重整烃制备合成气，通过烃的热解共同制备氢气和热解碳。合适的载体材料尤其为含碳颗粒、含碳化硅的颗粒、含镍的金属颗粒。
由甲烷和氨或由丙烷和氨制备氰化氢。合适的载体材料尤其为含碳颗粒。
通过烃的蒸汽裂化制备烯烃。合适的载体材料尤其为含碳颗粒、含碳化硅的颗粒。
甲烷偶联得到乙烯、乙炔和苯。
通过烷烃的催化脱氢制备烯烃，例如由丙烷制备丙烯或由丁烷制备丁烯。合适的载体材料尤其为涂覆有脱氢催化剂的含碳化硅的颗粒或含铁成型体。
通过乙苯催化脱氢制备苯乙烯。合适的载体材料尤其为涂覆有脱氢催化剂的含碳化硅的颗粒或含铁成型体。
通过烷烃或烯烃的催化脱氢制备二烯烃，例如由丁烯或由丁烷催化脱氢制备丁二烯。合适的载体材料尤其为涂覆有脱氢催化剂的含碳化硅的颗粒或含铁成型体。
通过醇的催化脱氢制备醛，例如由甲醇制备无水甲醛。合适的载体材料尤其为涂覆有脱氢催化剂的含银颗粒或含碳化硅的颗粒或含铁成型体。
通过Boudouard反应由CO2和碳制备CO。合适的载体材料尤其为含碳颗粒。
通过在催化剂上催化水的热分解制备氢气和氧气。合适的载体材料尤其为涂覆有裂解催化剂例如铁氧体的含碳化硅或含铁的颗粒。
附图：
图1：由围绕填充有耐火砖的OCMC框架的额定压力反应器壳体组成的反应器区段的图。
图例：
1＝由3个横向元件组成的填料
2a＝中间层中的侧向元件
2b＝最下层中的侧向元件
2c＝最上层中的侧向元件
6＝插入OCMC框架的盒中的耐火砖的填料
8＝额定压力反应器壳体
图2：由横向元件(1)和侧向元件(2)形成的分段式框架的一部分的顶视图，其中每层具有4个横向元件和3个侧向元件。横向元件作为圆柱形壳体实施，侧向元件作为平板实施。
图3：由横向元件和侧向元件形成的分段式框架的俯视图，其中每层具有一个横向元件。
左侧：12个区段，横向元件作为平板实施，每个横向元件一个侧向元件。
中间：18个区段，横向元件作为圆弧实施，每个横向元件一个侧向元件。
右侧：12个区段，横向元件构造为有角的壳体，每个横向元件两个侧向元件。
阴影区域在每种情况下描述了区段的范围。
标记为5a、5b、5c…的部分是由区段中的框架元件形成的盒。
图4：由横向元件和侧向元件形成的分段式框架的俯视图，其中每层具有两个横向元件。
左侧：12个区段，横向元件作为平板实施，每个横向元件一个侧向元件。
中间：18个区段，横向元件作为圆弧实施，每个横向元件一个侧向元件。
右侧：12个区段，横向元件构造为有角的壳体，每个横向元件两个侧向元件。
阴影区域在每种情况下描述了区段的范围。
标记为5a、5b、5c…的部分是由区段中的框架元件形成的盒。
图5：分段式框架的俯视图，所述分段式框架由横向元件、侧向元件和分隔元件形成，其中每层具有一个横向元件。
左侧：12个区段，横向元件作为平板实施，每个横向元件一个侧向元件，区段之间的每个间隙中存在一个松散的分隔元件。
中间：18个区段，横向元件作为圆弧实施，每个横向元件一个侧向元件，区段之间的每个间隙中存在一个松散的分隔元件。
右侧：12个区段，横向元件构造为有角的壳体，每个横向元件两个侧向元件，区段之间的每个间隙中存在一个松散的分隔元件。
阴影区域在每种情况下描述了区段的范围。
标记为5a、5b、5c…的部分是由区段中的框架元件形成的盒。
图6：由横向元件和板状侧向元件组成的框架中的区段的透视图。在径向上，3个横向元件连续布置并且通过中央侧向元件连接。框架由6层组成。
中间：框架元件、在顶侧上具有槽的横向元件(1，高度h)、中间层的侧向元件(2a，高度h)、下层的侧向元件(2b，高度1.5h)和上层的侧向元件(2c，高度0.5h)。由于下和上横向元件的不同高度，不同层的框架元件相互结合。
右侧：由横向元件、侧向元件和包埋在隔热垫中的耐火砖的填料组成的区段部分的透视图。
图例：
1＝由3个横向元件组成的填料
2a＝中间层中的侧向元件
2b＝最下层中的侧向元件
2c＝最上层中的横向元件
6＝插入OCMC框架的盒中的耐火砖的填料
8＝用于将耐火砖填料固定在OCMC框架中的隔热垫
图7：由横向元件、侧向元件和板状扁平元件组成的框架中的区段的透视图。在径向上，3个横向元件连续地布置并且通过中央侧向元件连接。框架由4层组成。横向元件已经插在层之间。
右侧：框架元件、在下侧具有槽的横向元件(1，高度h)、在顶侧具有槽的侧向元件(2，高度h)、在内侧具有槽的扁平元件(3)。
图例：
1＝由3个横向元件组成的填料
2＝横向元件
3＝扁平元件
图8(对应于示例“具有一排横向元件的框架”)：具有一排横向元件的示意性框架的俯视图。放大图示出了相邻横向元件之间的搭接接头的细节。
图例：
9＝铆钉
10＝接合水泥
图9(对应于示例“具有作为辐射屏蔽件的多个横向元件的框架”)：
左侧：在径向上具有多排横向元件的示意性框架的俯视图。
右侧：侧向元件(2)和插入到侧向元件中的横向元件(1)的束的详细侧视图。
图10(具有成型侧向元件的框架)：
左侧：具有多个成型侧向元件和分隔元件的示意性框架的一部分的俯视图。
中间：彼此叠置的多个层的正视图。
右侧：彼此叠置的多个层的侧视图。
图例：
1＝横向元件
2＝成型侧向元件
4＝分隔元件
图11：复杂框架元件形状的透视图：
顶部：扁平元件和分隔元件的组合。
中间：扁平元件、分隔元件和一个横向元件(在外侧)的组合。
底部：扁平元件、分隔元件和两个横向元件(在内侧和外侧)的组合。
图12：具有截短框架系统的反应器相对于额定压力壳体的长度的图。
纤维增强的氧化物陶瓷，尤其是OCMC，兼具高热稳定性与高强度、延展性和热冲击稳定性。该材料在高于1200℃下永久保持这些性能。在更高的温度下，该材料逐渐变脆，但保持其形状和显著的残余强度。此外，这些材料的特征在于低热导率和低电导率，这使得这些材料适合作为隔绝体。由OCMC制成的框架形成了屏障，其将反应器的填料、热固定床或流化床(移动床或流化床)与额定压力反应器壁隔开。如果电流被引导通过反应器填料，则OCMC框架也在反应器填料和额定压力壳体之间形成有效的电绝缘。框架元件之间的形状配合结合使得框架能够无应力地热膨胀。这意味着可以控制反应器中的操作条件，所述操作条件的特征在于高温和就位置和时间而言显著的温度梯度。
泡沫陶瓷和纤维增强氧化物陶瓷的新材料，尤其是Halfoam和OCMC的性能带来了以下优点：
泡沫陶瓷，尤其是Halfoam，兼具高强度和形状精度与良好的隔热作用，尤其是在>1000℃的高温下。该材料在高达1700℃下是可用的。
纤维增强的氧化物陶瓷，尤其是OCMC，兼具高热稳定性与高强度和延展性。该材料在高于1200℃下永久保持这些性能。在更高的温度下，该材料逐渐变脆，但保持其形状和显著的残余强度。
通过两种材料的组合，可以实现压力反应器的自支撑、轻质衬里。作用在衬里上的力被OCMC框架吸收。这允许成型的砖松散地铺设，从而使得它们在热膨胀的情况下能够相对于彼此灵活地移动。OCMC框架和耐火填料的完全形状配合的连接使得屈服结构能够在显著温度变化(就位置或时间而言)的情况下以低应力变形。
Halfoam砖的隔热效果使得温度从1500℃(反应区温度)以薄层降低到低于1200℃。这导致多个优点：
衬里可具有较薄的实施方式，并且与现有技术相比要轻得多。
由OCMC制成的支撑框架的框架元件被有效地保护以免老化。
由于OCMC具有低导热率，因此通过支撑框架的翅片作用消除了热桥。
泡沫陶瓷和纤维增强的氧化物陶瓷，尤其是Halfoam和基于AlOx的OCMC，具有相同的热膨胀系数。因此，衬里中的间隙在整个温度范围内保持不变，并防止通过衬里的不确定的漏流。
通过在OCMC框架中的隔热垫包埋耐火填料，能够实现无接合部但柔性和耐热循环的连接。
由于获得了固有的稳定性，衬里不需要定额压力反应器壳体的任何支撑。因此，可在衬里和反应器壳体之间形成连续的间隙。
衬里可与反应器壳体分开组装和拆卸。因此，简化了反应器的组装以及经受磨损的元件的修理和更换。更特别地，衬里可在反应器外部预组装并完全提升到反应器中。因此，在修理或更新衬里的情况下，反应器的停车时间被最小化。
在电加热反应器的情况下：衬里的材料是电绝缘体，并且构成反应区中的床和额定压力反应器壳体之间的有效绝缘层。
衬里和反应器壳体之间的间隙确保了床和反应器壳体之间的额外的、可靠的、与温度无关的电绝缘。
在衬里内部由无孔且光滑的外层形成的涂层具有积极的伴随效果：
外层提供有效的由例如移动床的颗粒造成的磨损防护。外层的光滑表面使得难以在壁上形成固体沉积物。沉积物仅松散地粘附在表面上，并且可通过移动床的颗粒运动而分离。
气体从反应区绕路的壁的渗透性降低。
由无孔陶瓷薄层和一个或多个多孔陶瓷厚层组成的多层结构能够耐受热冲击引起的开裂。
衬里的逐层构造允许在各层中各自使用不同的隔热材料，每种隔热材料具有就隔热效果和热稳定性而言的最佳性能分布。
通过OCMC框架的平行或同心横向元件在径向上分割衬里使得能够实现故障容忍的操作模式：即使当耐火填料的部分破裂时，层保持完整，并且这些防止热床穿透离开反应区直至额定压力反应器壳体，并且因此使得能够控制受损反应器的停车。
特别是在压力反应器的情况下具有相关性：OCMC板和/或耐火砖的表面的任选密封抑制了大面积对流循环的形成，这将明显降低衬里的隔热效果。
实施例：
现有技术：
工业反应器衬有耐火混凝土的多层衬里。反应区的直径为3000mm。用于向床供电的电极呈彼此间隔3000mm的垂直布置。衬里由以下层组成：
材料 层厚，mm 热导率，W/m/K
COMPRIT A95RF-6 75 2.88
LEGRIT 180-1.4H 0-3 125 0.97
PYROStop BOARD 1600 50 0.4
PYROStop BOARD 1260 50 0.28
将衬里锚固到反应器壳体上。额定压力反应器壳体的内径为3640mm。根据该设计，衬里的传热系数为2.14W/(m2K)。根据该设计，反应器的功率损失推测为32kW/m反应器长度，反应器外部的温度为75℃。在1400℃的最高温度和1.6巴(绝对)操作压力下的反应器操作中，热损失升至84kW/m的值，反应器外部的温度局部升至300℃。在反应器打开后，在衬里中发现裂纹。反应器壁内侧上的可见裂纹不规则延伸并且尺寸和程度不同。测得最长裂纹为1000mm；测得最大裂纹宽度为3mm。衬里在某些位置处已经脱离。这在衬里中产生具有500cm2面积和高达5cm深度的沟槽。这种损害由衬里的隔热效果的劣化来解释。因此，反应器性能和工艺能耗劣化。此外，由于温度的过度升高，额定压力反应器壳体被削弱。由于这些原因，不可能安全地继续反应器的操作。
实施例1：本发明的模块化框架作为反应器中的电绝缘的用途
该实施例显示了本发明的解决方案的最简单的构造。具有电阻加热床的移动床反应器用于例如烃的热解。反应区的直径为3000mm。用于向床供电的电极呈彼此间隔3000mm的垂直布置。额定压力反应器壳体具有3100mm的内径。反应器壳体在外部配备有冷却盘管，水流过该盘管，使得壳体温度控制到最高50℃。反应区由模块化框架界限。框架的框架元件由OCMC制成。框架由一排横向元件组成，每个横向元件由侧向元件支撑。所有框架元件都是3mm厚。框架包括6个区段和彼此叠置的5个层。相邻区段的横向元件在圆周方向上彼此重叠。搭接接头填充有高热稳定性的水泥并通过铆钉连接。因此，框架形成反应区与环形空间(框架和额定压力反应器壳体之间)的防尘闭塞。CO2作为吹扫气体在框架和额定压力反应器壳体之间的环形空间内流动。反应区中心的温度为1400℃。框架的温度为425℃。这种解决方案的显著之处在于紧凑和轻质的设计。反应区占据由额定压力壳体包围的横截面的93.5％。由OCMC元件组成的框架的重量为250kg。此外，框架实现了反应区相对于额定压力反应器壁的电绝缘的功能。同时，框架具有较小的隔热效果。因此，在框架内部建立了足够低的温度，使得框架在含碳沉积物方面保持清洁。这使得该方法的操作能够处于可靠的稳态模式。
实施例2：本发明的模块化框架作为辐射屏蔽的用途
该实施例显示了本发明的解决方案的配置，其设想了由OCMC元件组成的框架。具有电阻加热床的移动床反应器用于例如烃的热解。反应区的直径为3000mm。用于向床供电的电极呈彼此间隔3000mm的垂直布置。额定压力反应器壳体具有3700mm的内径。反应器壳体在外部是不隔热的。反应区由OCMC元件的框架界限。框架包括沿圆周方向的12个区段和彼此叠置的10个层。每个区段中的每个层包括60排横向元件，每排由侧向元件支撑。与反应区直接接触的内排横向元件的厚度为3mm。这些横向元件的内部涂覆有等离子喷涂的保护层。内排的相邻区段的横向元件在圆周方向上彼此重叠。搭接接头填充有高热稳定性的水泥并通过铆钉连接。在其他行中，横向元件各自是1mm厚的并且彼此相距2mm的径向距离。这些横向元件的端部是松散的。侧向元件是3mm厚的。CO2作为吹扫气体在框架和额定压力反应器壳体之间的环形空间内流动。这种解决方案的显著之处在于具有优异牢固度的相对轻质的设计。整个框架由OCMC组成，其是可延展的和抗热冲击的。彼此插入的框架元件形成机械稳定的框架，其可同时补偿由热应力引起的变形。框架的重量为约1.6吨/米反应器长度。此外，框架实现了反应区相对于额定压力反应器壁的电绝缘的功能。此外，框架作为隔热是有效的，其中横向元件从内侧向外成排地布置，起辐射屏蔽的作用。横向元件之间的窄距离导致气体层的滞留，这有助于隔热作用。反应区中心的温度为1350℃。框架内部的温度为1200℃。来自隔热的热损失为45kW/m反应器长度。额定压力反应器壳体的温度为85℃。
实施例3(Halfoam和轻质耐火砖)
该实施例显示了本发明的解决方案，其直接与基础构造相当。这是在径向上由三层组成的320mm厚的衬里。内层由来自制造商Morgan Advanced Materials HaldenwangerGmbH的HALLFOAM组成。第二层由来自制造商Etex Building Performances GmbH的PROMAON28型的成型砖组成。第三层由来自同一制造商的PROMAON26型的成型砖组成。砖作为露侧砖结合来铺设。OCMC框架由18个具有圆形横截面的区段组成。一个区段由一个侧向元件和两个横向元件组成。内部横向元件具有3.63m的直径并且包围衬里的内层。外部横向元件具有4.09m的直径并且包围衬里的两个外层。衬里的重量为约3.35吨/米。在外部横向元件和反应器壁之间，形成宽度为20mm的间隙。移动床中心的温度为约1500℃。该表显示了衬里中的径向温度变化。
Figure BDA0002928451920000331
在1500℃的温度下，反应器中心的基于长度的热损失为15.2kW/m。
在这种构造中，衬里的内层显著地降低了温度：T＝244K。因此，内部横向元件的温度已经降低到OCMC材料不经受任何显著老化的程度。
本发明的衬里比实施例1中的参考构造轻得多。本发明的构造相对于参考构造的其他优点从第一衬里层的隔热效果知悉：
1.移动床横截面上的温度场更均匀，轴和壁之间的温差ΔT＝73K。
2.第一衬里层外侧的温度降低到远低于1200℃，使得由OCMC材料制成的支撑框架永久地保持其有利的机械性能。另一个优点是反应器壁的温度较低。这些优点可归因于与由K99氧化铝制成的耐火砖相比，HALFOAM具有优异的隔热性能。
实施例4(Halfoam，轻质耐火砖和超级隔热)
该实施例显示了本发明的解决方案在隔热效果和重量方面的优化方案。这是由径向4层组成的320mm厚的衬里。2个内层由来自制造商Morgan Advanced MaterialsHaldenwanger GmbH的HALLFOAM组成。第三层由来自制造商Etex Building PerformancesGmbH的PROMAON28型的成型砖组成。第四层由来自制造商Etex Building PerformanceGmbH的MICORTHERM PANEL组成，并且这些层在外部横向元件的外侧上结合。砖作为露侧砖结合来铺设。OCMC框架由18个具有圆形横截面的区段组成。一个区段由一个侧向元件和两个横向元件组成。内部横向元件具有3.63m的直径并且包围衬里的两个内层。外部横向元件具有4.03m的直径并且包围衬里的第三层。衬里的重量为约3.2吨/米。在外部横向元件和反应器壁之间，形成宽度为20mm的间隙。移动床中心的温度为约1500℃。该表显示了衬里中的径向温度变化。
将超级隔热件固定在反应器壁上的盒中。
Figure BDA0002928451920000341
热损失为9.15kW/m，即比实施例1和2的构造中低得多。在该构造中，衬里的两个内层将温度降低到OCMC材料不经受任何显著老化的程度。第三层将温度降低到这样的程度，即，可使用具有非常强的隔热效果但热稳定性限于约1000℃的超级隔热。
本发明的衬里比实施例2中的本发明的构造轻。相对于实施例2中的构造，本发明构造的其他优点是在移动床横截面上更均匀的温度场(温差：ΔT＝36K)和在反应器壁处更低的温度(T＝58℃)。因此，可以省略反应器外部的接触保护，这降低了成本并提高了反应器的可接近性。

Claims (16)

1.一种装置，其包括至少一个额定压力装置壳体和至少一个模块化框架系统，所述模块化框架系统由两种不同类型的框架元件组成并且布置在装置壳体内，其中多个横向元件形成至少一个棱柱或一个圆柱，并且多个侧向元件突出到棱柱或圆柱的内部，其中横向元件和侧向元件可插入到彼此中和/或可借助一个或多个连接元件连接，其中框架元件的材料包括陶瓷纤维复合材料。
2.根据权利要求1所述的装置，其中模块化框架系统是自支撑的。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中框架元件的材料包括氧化物纤维复合材料。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其中横向元件呈波纹状、成角度或扁平的板材或圆柱形壳体的形式，并且侧向元件呈波纹状或扁平板材的形式。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其中所述装置具有由横向元件形成并且彼此叠置的多个层。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其中使用多个平行的横向元件或径向上的同心椭圆弧形式的横向元件，并且在俯视图中，这些横向元件布置为同心多边形或同心椭圆。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的装置，其中分隔元件可插入到在圆周方向上相邻的横向元件之间的间隙中。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的装置，其中扁平板材可交织在彼此叠置的两层横向元件之间。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的装置，其中所述装置由基座支撑，并且通过可拆卸连接与基座连接。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的装置，其中所述装置具有布置在模块化框架系统内的耐火砖衬里。
11.根据权利要求10所述的装置，其中框架系统可分成多个盒，其中一个盒应理解为由两个平行的横向元件或在径向上相邻的同心椭圆弧形式的横向元件和相应的侧向元件，以及圆周方向上相邻的横向元件之间的间隙或有利地插入该间隙中的分隔元件包围的区域；并且这些盒每个都填充有1-2000块耐火砖或催化剂，所述砖在垂直和水平方向上以层形式布置，并且在砖和界限盒的框架元件之间存在间隙。
12.根据权利要求10或11所述的装置，其中耐火砖的衬里包括砖组件，所述砖组件包括多个砖填料，所述多个砖填料在径向上连续地布置并且由(i)泡沫陶瓷和(ii)烧结的铸造或挤出的陶瓷组成，或者由(i)泡沫陶瓷、(ii)烧结的铸造或挤出的陶瓷和(iii)压缩的陶瓷纤维组成，或者由(i)泡沫陶瓷、(ii)烧结的铸造或挤出的陶瓷、(iii)压缩的陶瓷纤维和(iv)真空成型的纤维板或包括微孔热解法二氧化硅的板组成。
13.根据权利要求10-12中任一项所述的装置，其中砖与相邻框架元件之间的间隙和/或在圆周方向上相邻的砖填料之间的间隙至少部分地填充有隔热垫。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的装置，其中在模块化框架系统和额定压力装置壳体之间存在连续的间隙。
15.根据权利要求14所述的装置，其中所述间隙通过定向气流来吹扫。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的装置的用途，其用于：
-通过用蒸汽和/或二氧化碳重整烃制备合成气，
-通过烃的热解制备氢气和碳的共产物，
-由甲烷和氨或由丙烷和氨制备氰化氢，
-通过烃的蒸汽裂化制备烯烃，
-将甲烷偶联得到乙烯、乙炔和/或苯，
-通过烷烃脱氢制备烯烃，
-通过乙苯脱氢制备苯乙烯，
-通过烷烃或烯烃的脱氢制备二烯烃，
-通过醇的脱氢制备醛，
-通过Boudouard反应由二氧化碳和碳制备一氧化碳，
-通过在催化剂上水的热分解制备氢气和氧气。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113008933B (zh) * 2021-02-26 2024-01-09 西北工业大学 用于陶瓷基复合材料传热冷却实验的云母板固定夹持装置
CN114621776B (zh) * 2022-03-24 2023-05-16 武汉钢铁有限公司 一种与高温陶瓷件复合的焦罐底闸门衬板及制备方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB566295A (en) * 1943-03-08 1944-12-21 Francis O Rourke Improvements in drums or containers particularly suitable for rotary furnaces and ball mills for grinding and mixing
GB657444A (en) * 1949-02-10 1951-09-19 Paul Tonneson Improvement in anchoring means for the refractory brick lining of furnace walls
GB8429691D0 (en) * 1983-11-25 1985-01-03 Dessau Zementkombinat Refractory chamber lining system
DE8714113U1 (de) * 1986-11-13 1988-01-07 Kasyco Unternehmensberatungsgesellschaft mbH, 4300 Essen Druckbehälter
US20040118844A1 (en) * 2002-12-09 2004-06-24 Bennett Paul D. Fluid storage tank
CN101258116A (zh) * 2005-09-07 2008-09-03 坎雷克股份公司 在黑液气化反应器内布置化学阻隔层的方法、化学气化反应器、反应器的阻隔层和制造这种阻隔层标准砌块的方法
CN102170969A (zh) * 2008-08-06 2011-08-31 巴斯夫欧洲公司 带有用于基于整件的汽车用和化学催化剂的旋转分度台的定位设备和方法
JP2011245854A (ja) * 2010-04-27 2011-12-08 Ibiden Co Ltd ハニカム構造体の製造方法及びハニカム構造体
CN102483306A (zh) * 2009-08-14 2012-05-30 Gtd石墨技术股份有限公司 改进的工件输送架
US20130069254A1 (en) * 2009-11-24 2013-03-21 Dewan Shamsuz Zaman Column Internal Support Structure
US20150315804A1 (en) * 2014-03-26 2015-11-05 Bestway Inflatables & Material Corp. Easily assembled and disassembled above ground pool
CN206799545U (zh) * 2017-04-21 2017-12-26 武汉科技大学 一种框架式煤气化炉炉衬结构

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE590905A (zh) 1958-09-02 1900-01-01
SU909511A1 (ru) 1980-06-27 1982-02-28 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Очистке Технологических Газов,Сточных Вод И Использованию Вторичных Энергоресурсов Предприятий Черной Металлургии "Внипичерметэнергоочистка" Футеровка стен дуговых сталеплавильных печей
JPS5760100U (zh) * 1980-09-19 1982-04-09
JPH01127889A (ja) * 1987-11-13 1989-05-19 Nikkiso Co Ltd たて型内熱式高温高圧装置の断熱構造体
JPH01137187A (ja) * 1987-11-24 1989-05-30 Nippon Steel Corp 工業窯炉のライニング方法
EP0344284B1 (en) * 1987-12-02 1995-02-08 Cercona, Inc. Porous ceramic shapes, compositions for the preparation thereof, and method for producing same
JP3197027B2 (ja) * 1991-08-27 2001-08-13 千代田化工建設株式会社 加熱炉の仕切壁ユニット及び仕切壁
FR2715583B1 (fr) * 1994-02-02 1996-04-05 Inst Francais Du Petrole Dispositif pour la mise en Óoeuvre de réactions chimiques nécessitant au moins au démarrage un apport de calories.
JP4037552B2 (ja) * 1999-02-24 2008-01-23 Ｊｆｅスチール株式会社 ファイバブロック及びこれを用いた炉壁構造
JP4575623B2 (ja) * 2001-06-11 2010-11-04 新日本製鐵株式会社 炉内ライニング
JP2003329370A (ja) * 2002-05-15 2003-11-19 Kyoei Denkiro Seisakusho:Kk マイクロ波高温炉用焼成室およびそれを備えたマイクロ波高温炉
ES2291888T3 (es) 2003-06-13 2008-03-01 Schunk Kohlenstofftechnik Gmbh Soporte para elementos de construccion.
JP2005055010A (ja) * 2003-08-06 2005-03-03 Nippon Steel Corp セラミックファイバーライニングの補修方法
DE102005039774A1 (de) 2005-08-23 2007-03-01 Universität Bremen Verfahren zur Herstellung von anorganischen Schäumen, danach hergestellter Schaum und Verwendung desselben
US8211524B1 (en) 2008-04-24 2012-07-03 Siemens Energy, Inc. CMC anchor for attaching a ceramic thermal barrier to metal
IT1399757B1 (it) 2010-04-30 2013-05-03 Saipem Spa Reattore per la conduzione di reazioni bifasiche gas-liquido
JP2012225633A (ja) * 2011-04-06 2012-11-15 Nippon Steel Engineering Co Ltd セラミックファイバーブロック及びその取付け方法
WO2013179409A1 (ja) * 2012-05-30 2013-12-05 Ａｇｃセラミックス株式会社 大迫天井構造
CN104994942B (zh) 2013-02-14 2017-09-01 巴斯夫欧洲公司 在用于执行多相催化气相反应的反应器中安装整料的方法
JP6363899B2 (ja) * 2014-07-14 2018-07-25 黒崎播磨株式会社 工業炉のライニング構造
DE102015202277B3 (de) 2015-02-09 2016-04-28 Morgan Advanced Materials Haldenwanger GmbH Verfahren zur Herstellung von aufgeschäumten keramischen Werkstoffen sowie dadurch herstellbarer keramischer Schaum
WO2019145279A1 (de) 2018-01-26 2019-08-01 Basf Se Mit feststoff gepackte vorrichtung zur durchführung von endothermen reaktionen mit direkter elektrischer beheizung

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB566295A (en) * 1943-03-08 1944-12-21 Francis O Rourke Improvements in drums or containers particularly suitable for rotary furnaces and ball mills for grinding and mixing
GB657444A (en) * 1949-02-10 1951-09-19 Paul Tonneson Improvement in anchoring means for the refractory brick lining of furnace walls
GB8429691D0 (en) * 1983-11-25 1985-01-03 Dessau Zementkombinat Refractory chamber lining system
DE8714113U1 (de) * 1986-11-13 1988-01-07 Kasyco Unternehmensberatungsgesellschaft mbH, 4300 Essen Druckbehälter
US20040118844A1 (en) * 2002-12-09 2004-06-24 Bennett Paul D. Fluid storage tank
CN101258116A (zh) * 2005-09-07 2008-09-03 坎雷克股份公司 在黑液气化反应器内布置化学阻隔层的方法、化学气化反应器、反应器的阻隔层和制造这种阻隔层标准砌块的方法
CN102170969A (zh) * 2008-08-06 2011-08-31 巴斯夫欧洲公司 带有用于基于整件的汽车用和化学催化剂的旋转分度台的定位设备和方法
CN102483306A (zh) * 2009-08-14 2012-05-30 Gtd石墨技术股份有限公司 改进的工件输送架
US20130069254A1 (en) * 2009-11-24 2013-03-21 Dewan Shamsuz Zaman Column Internal Support Structure
JP2011245854A (ja) * 2010-04-27 2011-12-08 Ibiden Co Ltd ハニカム構造体の製造方法及びハニカム構造体
US20150315804A1 (en) * 2014-03-26 2015-11-05 Bestway Inflatables & Material Corp. Easily assembled and disassembled above ground pool
CN206799545U (zh) * 2017-04-21 2017-12-26 武汉科技大学 一种框架式煤气化炉炉衬结构

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