CN118236963A - 流体反应器设备、维护和安装流体反应器设备的方法 - Google Patents

流体反应器设备、维护和安装流体反应器设备的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN118236963A
CN118236963A CN202311782967.5A CN202311782967A CN118236963A CN 118236963 A CN118236963 A CN 118236963A CN 202311782967 A CN202311782967 A CN 202311782967A CN 118236963 A CN118236963 A CN 118236963A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fluid
housing portion
housing
heat
heat transfer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202311782967.5A
Other languages
English (en)
Inventor
奥克·卡尔斯特兰德
马丁·波尔森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Meike System Co ltd
Original Assignee
Meike System Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Meike System Co ltd filed Critical Meike System Co ltd
Publication of CN118236963A publication Critical patent/CN118236963A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2882Catalytic reactors combined or associated with other devices, e.g. exhaust silencers or other exhaust purification devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/02Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a heat exchanger
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/16Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an electric heater, i.e. a resistance heater
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2530/00Selection of materials for tubes, chambers or housings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

提供一种流体反应器设备、用于维护流体反应器设备的方法和用于安装流体反应器设备的方法,流体反应器设备特别是流体净化设备包括第一壳体部分。第一壳体部分包括包含储热材料的传热床、流体地耦接至传热床的第一开口的第一腔室以及流体地耦接至传热床的第二开口的第二腔室。此外,流体反应器设备包括第二壳体部分。第二壳体部分包括被配置为接收流体的入口,以及被配置为将入口流体地耦接至第一腔室或第二腔室的流体分布系统。第一壳体部分和第二壳体部分能够拆卸地彼此附接。

Description

流体反应器设备、维护和安装流体反应器设备的方法
技术领域
本发明涉及流体反应处理。特别地,本发明的示例涉及(再生)流体反应器设备、特别是涉及(再生)流体净化设备、用于维护(再生)流体反应器设备的方法和用于安装(再生)流体反应器设备的方法。
背景技术
用于流体反应处理的常规系统(例如热氧化系统),通常被构建为具有紧密固定在一起的部件的单独的工厂。由于这种设计,各种内部部件,诸如气体分布通道、阀门区段或中间区域,很难接近或不是所有内部部件都可以接近。这会导致额外的维护、工厂升级等工作。
因此,可能需要诸如排出气体之类的流体的改进的反应处理,特别是净化。
发明内容
该请求可以通过一种流体反应器设备和一种用于维护流体反应器设备的方法以及一种用于安装流体反应器设备的方法来满足。
根据第一方面,本发明提供一种(再生)流体反应器设备,特别是(再生)流体净化设备。流体反应器设备包括第一壳体部分。第一壳体部分包括包含储热材料的传热床、流体地耦接至传热床的第一开口的第一腔室以及流体地耦接至传热床的第二开口的第二腔室。另外,流体反应器设备包括第二壳体部分。第二壳体部分包括被配置为接收流体的入口,以及被配置为将入口流体地耦接至第一腔室或第二腔室的流体分布系统。第一壳体部分和第二壳体部分可拆卸地彼此附接。
所提出的流体反应器设备的模块化设计允许根据需要将各种壳体部分彼此附接和分离。因此,可以促进诸如流体反应器设备的安装和维护的各种任务。例如,为了安装流体反应器设备,(例如,在将壳体部分移动到允许壳体部分彼此附接的相对位置中之后)壳体部分可以分开设置并且彼此附接。为了位于壳体部分中的一个中的部件的维护(例如,更换、安装或升级),壳体部分可以从每个中分离,使得可以接近壳体部分的相应内部以用于维护。因此,与常规系统相比,安装和维护的工作可以显著减少。
根据本发明的一些示例,当彼此分离时,第一壳体部分和第二壳体部分可相对于彼此移动。例如,第一壳体部分和第二壳体部分可以朝向彼此移动或者可以远离彼此移动。为了流体反应器设备的安装,壳体部分可以例如分开设置,并且朝向彼此移动到允许壳体部分彼此附接的相对位置中。为了维护,壳体部分可以彼此分离并且远离彼此移动,从而为服务技术人员获得工作空间,在该工作空间中,服务技术人员可以接近壳体部分的相应内部。
例如,第一壳体部分和第二壳体部分中的一个是静止的,而第一壳体部分和第二壳体部分中的另一个可移动。换言之,第一壳体部分和第二壳体部分中只有一个可移动。这可以实现简单的设计,因为只有一个壳体部分需要设置有相应的用于移动的装置(means)(元件、结构)。
在本发明的替代示例中,第一壳体部分和第二壳体部分两者都可移动。这可以为壳体部分相对于彼此的移动提供另一个自由度。因此,两个壳体部分都可以用相应的用于移动的装置(元件、结构)来证明。
根据本发明的一些示例,第一壳体部分和第二壳体部分中的至少一个设置有轴承(轴承结构、轴承装置、轴承设备),用于相对于地面移动第一壳体部分和第二壳体部分中的至少一个中的一个。通过为一个或两个壳体部分提供轴承,实现壳体部分相对于彼此的可移动性。轴承可以是多种形式。例如,轴承可以是轮子、滚子、滑橇或转轮。轮子安装简单,可以承载重物,并且维护简单。注意,轮子可以根据地面的需要来实施。例如,轮子可以包括保持相应轮胎的相应轮辋,使得轮胎保持轮子与地面接触。在替代示例中,轮子可以是轨道轮(火车轮),使得流体反应器设备的壳体部分可以在安装到地面/在地面上的轨道上相对于彼此移动。
在本发明的一些示例中,第一壳体部分包括(第一)耦接区段,当第一壳体部分和第二壳体部分彼此附接时,(第一)耦接区段被配置为与第二壳体部分的耦接区段耦接。耦接区段是壳体部分的专用部分,用于将壳体部分彼此耦接。耦接区段是壳体部分的那些彼此接合的部分。耦接区段可以呈现出相应的形状,使得耦接区段彼此抵靠,并且当壳体部分彼此附接时(基本上)在耦接区段之间不出现间隙。此外,耦接区段可以各自设置有一个或更多个相应的紧固装置(元件、结构),当壳体部分彼此附接时,紧固装置允许彼此可逆地接合并将壳体部分保持在一起。特别地,紧固装置在彼此接合的同时可以允许将耦接区段(即,壳体部分)彼此压靠,使得耦接区段紧密地彼此抵靠,并且(基本上)在耦接区段之间不出现间隙。紧固装置例如可以是螺钉连接、螺栓连接、摇臂、倾斜锁(其可以通过螺钉等固定)、滑动紧固件或其组合。此外,耦接区段可以包括一个或更多个相应的凹部,凹部允许流体和/或反应流体从一个壳体部分行进到另一个壳体部分。例如,可以在第一壳体部分的(第一)耦接区段中为第一腔室和第二腔室中的每一个提供相应的凹部,并且可以在第二壳体部分的耦接区段中提供两个对应的凹部,使得当壳体部分附接至彼此时,第一腔室和第二腔室可以流体地耦接至流体分布系统。
根据本发明的一些示例,第一壳体部分的(第一)耦接区段和第二壳体部分的耦接区段中的至少一个设置有相应的密封结构(装置、元件),用于在第一壳体部分和第二壳体部分彼此附接时将流体反应器设备的内部容积相对于流体反应器设备的环境(外部)密封。在一个或两个耦接区段上提供密封结构可以允许提供流体密封的接口,使得来自流体反应器设备内部的流体或反应流体不能在壳体部分与流体反应器设备的环境的接口处离开流体反应器设备,反之亦然。例如,密封结构可以由(例如,唯一地)能够承受15℃至350℃的温度范围的材料制成(或者包括(例如,唯一地)能够承受15℃至350℃的温度范围的材料)。特别地,密封结构可以由(例如,唯一地)能够承受高于硫酸(SO3)的酸露点(约120℃至150℃)的温度的材料制成(或者包括(例如,唯一地)能够承受高于硫酸(SO3)的酸露点(约120℃至150℃)的温度的材料)。密封结构可以例如由聚四氟乙烯(PTFE,也称为)、玻璃纤维、陶瓷帘线和石墨中的一个或更多个制成(或者包括聚四氟乙烯(PTFE,也称为/>)、玻璃纤维、陶瓷帘线和石墨中的一个或更多个)。例如,密封结构可以是法兰密封、重叠密封或其组合。为了能够在附接第一壳体部分和第二壳体部分之后进行泄漏测试(密封测试、紧密性测试),第一壳体部分和第二壳体部分中的至少一个可以包括相应的测试流体端口(测试流体入口),测试流体端口被配置为接收加压测试流体并将加压测试流体供应到流体反应器设备的内部。加压测试流体允许测试耦接区段之间的接口(即第一壳体部分和第二壳体部分之间的接口)是否流体密封。例如,与用于泄漏测量的流体反应器设备的环境相比,可以实现流体反应器设备内部的测试流体的过压。注意,将加压测试流体注入到流体反应器设备的内部进一步允许测试流体反应器设备的其他部件(例如,壳体)的流体密封性。加压测试流体可以是诸如加压空气的加压气体。
在本发明的一些示例中,第一壳体部分包括用于与第三壳体部分耦接的第二耦接区段。第一耦接区段和第二耦接区段布置在第一壳体部分的相对端处。此外,一个或更多个盖可拆卸地附接至第二耦接区段,以在第二耦接区段未与第三壳体部分耦接时(例如,流体密封地)覆盖形成在第二耦接区段中的一个或更多个凹部。第一壳体部分可以根据需要与多于一个的另外的壳体部分耦接。第二耦接区段起到与上述第一耦接区段类似的作用,即第二耦接区段是第一壳体部分的专用部分,用于将第一壳体部分和第三壳体部分彼此耦接。因此,第二耦接区段可以类似于上面针对第一耦接区段所描述的那样形成。一个或更多个凹部形成在第二耦接区段中,以允许流体和/或反应流体从一个壳体部分行进到另一个壳体部分。在第一壳体部分仅与第二壳体部分耦接而不与第三壳体部分耦接的情况下,形成在第二耦接中的一个或更多个凹部可以被覆盖,以避免流体释放到环境中、气体或液体从环境不受控制地进入流体反应器设备、热损失等。因此,一个或更多个盖可拆卸地附接至第二耦接区段。当第三壳体部分要耦接至第二耦接区段时,可以简单地移除一个或更多个盖。例如,一个或更多个盖可以螺纹连接至第二耦接区段,以使得能够可拆卸地附接至第二耦接区段。一个或更多个盖可以包括相应的密封结构(装置、元件),用于当一个或更多个盖附接至第二耦接区段时将流体反应器设备的内部体积相对于流体反应器设备的环境(外部)密封。
根据本发明的一些示例,流体反应器设备还包括第三壳体部分。第三壳体部分包括被配置为接收第二流体的第二入口,以及被配置为将第二入口流体地耦接至第一腔室或第二腔室的第二流体分布系统。第一壳体部分和第三壳体部分可拆卸地彼此附接。第三壳体部分允许同时向传热床提供第二流体。类似于上面描述的用于将第二壳体部分可拆卸地附接至第一壳体部分的内容,所提出的流体反应器设备的模块化设计允许根据需要将各种壳体部分彼此附接和分离。因此,可以促进诸如流体反应器设备的安装和维护的各种任务。因此,与常规系统相比,安装和维护的工作可以显著减少。
第二流体可以与流体不同。在这种情况下,第二流体与流体的不同之处在于以下性质中的至少一个:流体的组成(流体中包含的组分)、流体中的组分浓度、流体的一种或更多种组分的相、流体的温度、流体的压力、流体的体积流量等。通过为第一流体和第二流体提供分开的入口并将它们分开地提供给传热床,可以避免在流体反应器设备上游的第一流体和第二流体的混合。因此,可以基本上避免由第一流体和第二流体的上游混合引起的负面影响(例如,损坏)。换言之,通过所提出的流体反应器设备能够很好地对彼此不耐受的两种流体进行反应处理。在替换示例中,流体可以与第二流体相同(相等)。通过为相同流体提供两个入口,与仅提供单个入口的常规系统相比,可以提供增加的流体输入容量。因此,可以避免输入处的压力瓶颈。例如,在分批过程中,诸如排出气体之类的流体以分批方式而不是连续地积累/排放。通过提供两个入口,流体反应器设备能够处理仅在特定时间点处发生而不是连续地发生的大量流体。换言之,所提出的流体反应器设备可以允许更好地适应单个流体的变化体积流量。例如,可以处理来自不同来源但(例如在进行相同过程的两个工业处理单元中)在很大程度上在化学上相同并且耦接至用于流体反应处理(例如流体净化(例如,热排气清洁))的单个流体反应器设备的单个流体。
流体分布系统和第二流体分布系统可以被配置为将第一入口和第二入口同时且流体地耦接至第一腔室或第二腔室。第一流体分布系统和第二流体分布系统允许一次将第一腔室和第二腔室中的一个耦接至第一入口和第二入口。因此,第一流体分布系统和第二流体分布系统允许经由第一腔室和第二腔室中的一个选择性地将流体和第二流体供应到传热床。
在本发明的一些示例中,当彼此分离时,第一壳体部分和第三壳体部分可相对于彼此移动。例如,第一壳体部分和第三壳体部分可以朝向彼此移动或者可以远离彼此移动。为了流体反应器设备的安装,壳体部分可以例如分开设置,并且朝向彼此移动到允许壳体部分彼此附接的相对位置中。为了维护,壳体部分可以彼此分离并远离彼此移动,从而为服务技术人员获得工作空间,在该工作空间中,服务技术人员可以接近壳体部分的相应内部。类似于上面针对第一壳体部分和第二壳体部分所描述的,第一壳体部分和第三壳体部分中的一个可以是静止的,而第一壳体部分和第三壳体部分中的另一个可以是移动的。替代地,第一壳体部分和第三壳体部分两者都可以移动。第一壳体部分和第二壳体部分中的至少一个可以设置有轴承,例如轮子、滚子、滑橇或转轮,用于使第一壳体部分和第三壳体部分中的至少一个中的一个相对于地面移动,类似于上面针对第一壳体部分和第二壳体部分所描述的。
根据本发明的一些示例,第一壳体部分包括第二耦接区段,当第一壳体部分和第二壳体部分彼此附接时,第二耦接区段被配置为与第三壳体部分的接触区段耦接。耦接区段是壳体部分的专用部分,用于将壳体部分彼此耦接。耦接区段可以表现出相应的形状,使得耦接区段彼此抵靠,并且当壳体部分彼此附接时(基本上)在耦接区段之间不出现间隙。此外,耦接区段可以各自设置有一个或更多个相应的紧固装置(元件、结构),当壳体部分彼此附接时,紧固装置允许彼此可逆地接合并将壳体部分保持在一起。特别地,紧固装置在彼此接合的同时可以允许将耦接区段(即,壳体部分)彼此压靠,使得耦接区段紧密地彼此抵靠,并且(基本上)在耦接区段之间不出现间隙。此外,耦接区段可以包括一个或更多个相应的凹部,一个或更多个相应的凹部允许流体和/或反应流体从一个壳体部分行进到另一个壳体部分。例如,可以在第一壳体部分的第二耦接区段中为第一腔室和第二腔室中的每一个提供相应凹部,并且可以在第二壳体部分的耦接区段中提供两个相应的凹部,使得当壳体部分彼此附接时第一腔室和第二腔室可以流体地耦接至第二流体分布系统。
在本发明的一些示例中,第一壳体部分的第二耦接区段和第二壳体部分的耦接区段中的至少一个设置有相应密封结构,用于在第一壳体部分和第三壳体部分彼此附接时,将流体反应器设备的内部容积相对于流体反应器设备的环境密封。在一个或两个耦接区段上提供密封结构可以允许提供流体密封的接口,使得来自流体反应器设备内部的流体或反应流体不能在壳体部分与流体反应器设备的环境的接口处离开流体反应器设备,反之亦然。密封结构可以如上所述用于第一壳体部分的第一耦接区段和/或第二壳体部分的耦接区段的密封结构。类似于上面所描述的,第一壳体部分和第三壳体部分中的至少一个可以包括相应的测试流体端口(测试流体入口),测试流体端口被配置为接收加压测试流体并将加压测试流体供应到流体反应器设备的内部。因此,能够在附接第一壳体部分和第三壳体部分之后进行泄漏测试(密封测试、紧密性测试)。
根据本发明的一些示例,第二壳体部分包括用于释放反应流体的出口。此外,流体分布系统被配置为将出口流体地耦接至第一腔室和第二腔室中的未流体地耦接至入口的一个腔室。也就是说,流体分布系统不仅管理流体到第一腔室和第二腔室的分布,还管理反应流体从流体反应器设备的排出。类似地,第三壳体部分可以包括用于释放反应流体的第二出口。第二流体分布系统可以相应地被配置为将第二出口流体地耦接至第一腔室和第二腔室中未流体地耦接至第二入口的一个腔室。
在本发明的一些示例中,流体反应器设备还包括用于接触流体的第一接触结构(元件、材料、设备、装置)。第一接触结构布置在流体分布系统中,并且被配置为在流体到达第一腔室和/或第二腔室之前加热流体。替代地或附加地,第一接触结构可以布置在第一腔室中,并且被配置为在流体到达传热床之前加热流体。通过在流体到达储热材料之前或在流体进入第一腔室之前将流体(预)加热到预定温度,可以避免各种影响,例如流体反应器设备内的流体流动路径的污染、流体反应器设备内的反应表面的堵塞和流体反应器设备的部件的腐蚀性磨损。由于可以通过将流体加热到预定温度来避免腐蚀性磨损,因此可能与流体接触的流体反应器设备的部件不需要是耐腐蚀的。由于这些部件不需要耐腐蚀,因此与常规系统相比,可以使用价格较低的材料。此外,由于可以通过将流体加热到预定温度来避免流体流动路径的污染和反应表面的堵塞,因此不需要耗时的对策。因此,与常规系统相比,可以减少流体反应器设备的停机时间。例如,预定温度可以(远)高于流体组分的最高露点(温度),或者至少(远)高于对腐蚀性磨损等至关重要的流体组分的最高露点。将供应到传热床的流体加热到高于流体组分的最高露点的温度可以允许确保流体组分不会冷凝出气相。换言之,将供应到传热床的流体加热到高于流体组分的最高露点的温度可以允许确保流体基本上只包含气体组分。因此,可以避免流体反应器设备内的流体流动路径的污染和反应表面的堵塞以及流体反应器设备的部件的腐蚀性磨损。
根据本发明的一些示例,第一接触结构被配置为使用来自传热床的热量、从先前经由第一腔室从传热床排出的反应流体回收的热量、以及从同时经由第二腔室从传热床排出的反应流体回收的热量中的一个或更多个来加热流体。当流体在流过储热材料时发生反应时,储热材料产生并存储多余热量。使用储热材料存储的多余热量可以允许至少减少用于加热供应到传热床的流体所需的来自外部来源的热量或能量的量。在一些示例中,可能不需要来自外部来源的热量或能量来加热供应到传热床的流体。换言之,第一接触结构可以被配置为唯一地(仅)使用来自储热材料的热量来加热供应到传热床的流体。使用来自储热材料的热量来加热供应到传热床的流体可以允许增加流体反应器设备的能量效率,并且因此允许减少流体反应器的总能量消耗。替代地或附加地,第一接触结构可以使用从反应流体回收的热量提供再生加热,该热量从传热床排出。如上所述,第一接触结构可以被配置为使用/利用从先前经由第一腔室从传热床排出的反应流体回收的热量来加热供应到传热床的流体。在替代或附加示例中,加热器可以被配置为使用/利用从同时(同步,一起)经由第二腔室从传热床排出的反应流体回收的热量来加热供应到传热床的流体。当反应流体从传热床排出时,反应流体仍然是热的。回收并使用反应流体的热量用于随后或同时加热流体可以允许进一步提高流体反应器设备的效率。为了利用来自反应流体的热能来加热供应到传热床的流体,第一接触结构可以例如包括储热材料(例如储热块(例如陶瓷储热块或蜂窝块)),以从反应流体回收热量并且可选地将热量释放到流体。在其他示例中,由储热材料回收的热量可以被传送到供应到传热床的流体。
在本发明的一些示例中,流体反应器设备还包括热交换器、加热管、导热体(例如热油回路(thermal oil circuit))和热泵中的至少一个,热交换器、加热管、导热体和热泵被配置为可控制地将来自储热材料的热量和/或从同时经由第二腔室从传热床排出的反应流体回收的热量传送到第一接触结构。热交换器、加热管、导热体和热泵中的至少一个可以特别地被配置为将热量从传热床的内部区或区域或者从传热床内的反应区旁边的区域传送到第一接触结构。替代地或附加地,热交换器、加热管、导热体和热泵中的至少一个被配置为可控制地将从反应流体回收的热量传送到第一接触结构。热交换器、加热管以及导热体允许以高效且可控制的方式将来自储热材料的热量和/或从反应流体回收的热量传送到供应到传热床的流体。因此,热交换器、加热管以及导热体允许利用来自传热床的热量或来自反应流体的回收热量来可控制地加热供应到传热床的流体。例如,热交换器可以是气体-气体热交换器和气体-流体-气体热交换器中的一个。来自传热床的热量或来自反应流体的回收热量也可以用作热泵的输入,使得热泵可以将给定的热量传送(“泵送”)给供应到传热床的流体。热量的传送只需要很小的功,因此也只需要很少的外部能量输入。例如,输入的外部能量可以是来自可再生来源的电力。
根据本发明的一些示例,流体反应器设备还包括用于接触流体的第二接触结构。第二接触结构布置在流体分布系统中,并且被配置为在流体到达第二腔室之前加热流体。替代地或附加地,第一接触结构可以布置在第二腔室中,并且被配置为在流体到达传热床之前加热流体。借助于第二接触结构,在第二腔室被配置为将流体供应到传热床的时间段期间,可以以可控制的方式选择性地加热供应到传热床的流体。
流体反应器设备可以可选地包括控制电路,控制电路被配置为控制由第一接触结构和第二接触结构中的相应一个传送到流体的热量的量。通过控制传送到流体的热量的量,可以将流体的温度动态地控制到预定温度。此外,控制电路可以允许基于各种参数来控制传送到流体的热量的量,从而控制流体的温度,各种参数诸如流体的成分、流体在加热之前的温度、流体在加热之后的温度和/或流体的体积流速。流体反应器设备还可以包括相应的传感器,传感器被配置为测量流体的成分、流体在加热之前(即,在经过相应接触结构之前)的温度、流体在加热之后(即,在经过相应接触结构之后)的温度以及流体的体积流速。控制电路可以相应地被配置为基于相应传感器的测量数据来控制由相应接触结构传送到流体的热量的量。基于所测量的量来控制由相应接触结构传送到流体的热量的量可以允许更精确地调节传送的热量的量,使得流体在经过相应接触结构之后的温度(基本上)为预定义温度。
类似于上面所描述的,一个或更多个接触结构可以布置在第二流体分布系统中,并且被配置为在第二流体到达相应腔室之前加热第二流体,或者一个或更多个接触结构可以布置在第一腔室和/或第二腔室中,并且被配置为在第二流体到达传热床之前加热第二流体。
在本发明的一些示例中,第一腔室和第二腔室被配置为交替地将流体供应到传热床,使得流体在流过储热材料时加热并反应。在第一腔室和第二腔室中的一个被配置为将流体供应到传热床的时间段期间,第一腔室和第二腔室中的另一个被配置为将反应流体从传热床排出。流体通过储热材料的流动方向的周期性反转可以允许保持储热材料的高热交换效率(例如,高于95%)。因此,流体反应器设备可以回收维持传热床中所需反应温度(例如,氧化温度或还原温度)所需的基本上所有的热量。因此,流体反应器设备可以被理解为再生流体反应器设备。
根据本发明的一些示例,流体反应器设备还包括电加热器,电加热器被配置为将储热材料加热到适合流体的热反应的预定温度。电加热器可以允许最初将储热材料加热到预定温度。电加热器的至少部分可以布置在传热床中,使得储热材料围绕电加热器的至少部分。换言之,电加热器的至少部分可以嵌入储热材料中。
在本发明的一些示例中,一个或更多个中空体布置在储热材料中。电加热器的至少部分可拆卸地布置在一个或更多个中空体中。一个或更多个中空体的内部容积(即,内部)可以(例如,通过相应中空体中的至少一个对应开口)从传热床的外部接近。例如一个或更多个(例如,可关闭或可密封的)服务开口可以形成在围绕储热材料的传热床的壁中(即,一个或更多个服务开口形成在第一壳体部分中),并且连接(耦接)至一个或更多个中空体,使得一个或更多个中空体的内部容积可经由一个或更多个服务开口接近。一个或更多个中空体的至少部分可以例如是放置在散状储热材料中的一个或更多个管。替代地,块状储热材料的至少部分中的凹部可以形成一个或更多个中空体的至少部分。可选地,一个或更多个管可以布置在形成一个或更多个中空体的凹部的至少部分中,以进一步保护电加热器。电加热器的至少部分可拆卸地布置在一个或更多个中空体中。将电加热器的至少部分可拆卸地布置在一个或更多个中空体中,可以允许容易地接近流体反应器设备和/或将电加热器从流体反应器设备移除,以用于检查、维护等。特别地,将电加热器的至少部分布置在一个或更多个中空体中,可以允许接近和/或移除电加热器,而不需要从传热床移除储热材料。这不仅可以简化电加热器的检查、维护等,而且还可以减少流体反应器设备的停机时间,因为储热材料不需要从传热床移除。此外,将电加热器的至少部分布置在一个或更多个中空体中可以允许促进电加热器的安装。
根据本发明的一些示例,传热床包括隔热壁,隔热壁围绕储热材料并且在第一腔室和第二腔室之间延伸。在这些示例中,第一开口和第二开口形成在隔热壁中。隔热壁可以允许最小化传热床上的热损失。
在本发明的一些示例中,第一壳体部分的部分形成第一腔室的壳体。第一腔室的壳体至少部分地由隔热材料形成和/或至少部分地被隔热材料覆盖(例如第一壳体部分的部分可以至少部分地由隔热材料形成)。隔热材料可以允许最小化第一腔室的壳体上的热损失。类似地,第一壳体部分的部分形成第二腔室的壳体。第二腔室的壳体可以至少部分地由隔热材料形成和/或可以至少部分由隔热材料覆盖,以最小化第二腔室的壳体上的热损失(例如第二壳体部分的部分可以至少部分地由隔热材料形成)。
根据本发明的一些示例,用于降低流体的反应温度的催化剂材料布置在传热床内。由于催化剂材料,可以降低流体反应所需的温度,使得流体反应器设备可以在较低的温度下操作。
根据第二方面,本发明提供一种用于维护如上所述的流体反应器设备的方法。方法包括将第一壳体部分和第二壳体部分彼此分离。此外,方法包括在分离之后使第一壳体部分和第二壳体部分远离彼此移动,以使得能够接近第一壳体部分和第二壳体部分中的至少一个的内部以用于维护。方法还包括在维护之后使第一壳体部分和第二壳体部分朝向彼此移动。此外,方法包括在第一壳体部分和第二壳体部分朝向彼此移动之后,将第一壳体部分附接至第二壳体部分。
方法允许将模块化流体反应器设备的壳体部分分开以用于维护,使得服务技术人员能够接近壳体部分的相应内部。此外,通过使壳体部分远离彼此移动,为服务技术人员获得工作空间。因此,服务技术人员可以容易地接近相应壳体部分内的物体,并执行所需或期望的维护工作。换言之,与常规系统相比,可以显著减少用于流体反应器设备的维护的工作。
例如,方法还可以包括对第一壳体部分中的至少一个部件(元件、结构)执行维护工作。附加地或替代地,方法可以包括对第二壳体部分中的至少一个部件(元件、结构)执行维护工作。类似地,方法可以包括对流体反应器设备的另一个可拆卸地附接的壳体部分中的至少一个部件(元件、结构)执行维护工作。维护工作可能是多种形式。例如,维护工作可以包括更换、安装、卸载、升级和/或净化(清洁)壳体部分中的至少一个的一个或更多个部件。
根据第三方面,本发明提供一种用于安装如上所述的流体反应器设备的方法。方法包括提供彼此分开的第一壳体部分和第二壳体部分。此外,方法包括使第一壳体部分和第二壳体部分朝向彼此移动。方法还包括在第一壳体部分和第二壳体部分朝向彼此移动之后,将第一壳体部分附接至第二壳体部分。
方法允许促进流体反应器设备的安装。由于流体反应器设备是模块化的,各个壳体部分可以从制造商或供应商处分开装运到安装位置。由于各个壳体部分比整个流体反应器设备更小,因此便于运输。此外,由于更小的各个壳体部分,因此便于操作。分开的壳体部分只需要朝向彼此移动到允许壳体部分彼此附接的相对位置。随后,它们可以彼此附接。此外,在第一壳体部分和第二壳体部分朝向彼此移动之前,服务技术人员容易地接近相应壳体部分内的物体并执行所需或期望的安装工作。因此,与常规系统相比,可以显著减少用于流体反应器设备的安装的工作。
在一些示例中,用于维护流体反应器设备的方法或用于安装流体反应器设备的方法还包括在将第一壳体部分附接至第二壳体部分之后执行泄漏测试(密封测试、紧密性测试)。泄漏测试允许测试第一壳体部分和第二壳体部分之间的接口是否流体密封。泄漏测试可以例如包括(例如,经由如上所述的第一壳体部分、第二壳体部分和第三壳体部分中的至少一个中的相应的测试流体端口)将加压测试流体注入到流体反应器设备的内部,并且测量测试流体是否从第一壳体部分和第二壳体部分之间的接口泄漏。类似地,可以测试测试流体是否从第一壳体部分和第三壳体部分之间的接口泄漏。注意,将加压测试流体注入到流体反应器设备的内部进一步允许测试流体反应器设备的其他部件(例如,壳体)的流体密封性。如上所述,加压测试流体可以是诸如加压空气的加压气体。
附图说明
以下将仅通过示例的方式并参考附图来描述装置和/或方法的一些示例,其中
图1示出流体反应器设备的第一示例的截面图;
图2示出流体反应器设备的第二示例的透视图;
图3示出流体反应器设备的第三示例的截面图;
图4示出流体反应器设备的第四示例的截面图;
图5示出流体反应器设备的第五示例的截面图;
图6示出流体反应器设备的第六示例的截面图;
图7示出流体反应器设备的第七示例的截面图;
图8示出用于维护本文所述的流体反应器设备的方法的示例的流程图;以及
图9示出用于安装本文所述的流体反应器设备的方法的示例的流程图。
具体实施方式
现在参考附图更详细地描述一些示例。然而,其他可能的示例不限于详细描述的这些实施例的特征。其他示例可以包括特征的修改以及特征的等同物和替代物。此外,本文中用于描述某些示例的术语不应限制进一步的可能示例。
在附图的整个描述中,相同或类似的附图标记指代相同或相似的元件和/或特征,它们可以相同或以修改的形式实现,同时提供相同或相似功能。为了清楚起见,图中的线、层和/或区域的厚度也可以被夸大。
当两个元素A和B使用“或”组合时,除非在个别情况下另有明确定义,这应被理解为公开所有可能的组合,即只有A、只有B以及A和B。作为相同组合的替代措辞,可以使用“A和B中的至少一个”或“A和/或B”。这等同于多于两个元素的组合。
如果使用了单数形式,如“一个”、“一种”和“该”,并且仅使用单个元素没有明确或隐含地限定为强制性的,则进一步的示例也可以使用多个元素来实现相同的功能。如果下面将功能描述为使用多个元素来实现,则进一步的示例可以使用单个元素或单个处理实体来实现相同的功能。进一步理解的是,术语“包括(include)”、“包含(including)”、“包括(comprise)”和/或“包含(comprising)”在使用时描述了指定特征、整数、步骤、操作、过程、元件、部件和/或其组的存在,但不排除一个或更多个其他特征、整数、步骤、操作、过程、元件、部件和/或其组的存在或添加。
图1示意性地示出用于使流体101反应的流体反应器设备100。流体反应器设备100使流体101的至少部分反应,从而获得反应流体101’(即,经过反应之后的流体)。
流体101可以是或包括一种或更多种气体组分(物质、成分)、一种或更多种蒸汽组分(物质、成分)、一种或更多种液体组分(物质、成分)和/或其混合物。根据本发明的示例,流体101可以唯一地包括气体组分或物质。例如,流体101可以是排出气体或排出空气,其中,排出空气与排出气体相比含有更高比例的氧。
反应的类型不受限制。特别地,流体反应器设备100可以是用于净化流体101的流体净化设备。在流体反应器设备100是流体净化设备的情况下,流体净化设备通过用于净化流体的反应处理从流体101移除一种或更多种成分或反应物。一种或更多种成分或反应物可以理解为一种或更多种杂质和/或一种或更多种污染物。在本文中,杂质可以被理解为流体101中不包括在流体101的期望(目标)组分中的物质(成分、反应物)。在本文中,污染物可以理解为当以特定量或浓度(例如,定义为每单位体积的流体101的污染物质量或每单位体积的流体101的污染颗粒的数量)出现时危害系统、动物、人类和/或环境的物质(成分、反应物)。包含在流体101中的一种或更多种杂质或污染物可以是可燃的。换言之,流体101可以包括一种或更多种可燃成分或反应物。例如,可以通过流体净化设备从流体101中移除有机和/或无机杂质或污染物。有机和/或无机杂质或污染物可以是例如挥发性有机化合物(Volatile Organic Compound,VOC)、溶剂、氮氧化物(nitrogen oxide,NOx)、甲烷(methane,CH4)、硫氧化物(sulfur oxides,SOx)、氟化氢(hydrogen fluoride,HF)、氨(ammonia,NH3)、氯化氢(hydrogen chloride,HCl)、二噁英、呋喃或基本结构CxHyOz的污染物(C表示碳;H表示氢;O表示氧;x、y和z是自然数)。
流体反应器设备100包括第一壳体部分171和第二壳体部分172。第一壳体部分171和第二壳体部分172一起形成流体反应器设备100的模块化壳体。特别地,由第一壳体部分171和第二壳体部分172形成的壳体包围容积,用于流体101的反应处理的流体反应器设备100的各种部件容纳在该容积中。
第一壳体部分171和第二壳体部分172可拆卸地彼此附接。两个壳体部分171和172都包括相应耦接区段181、182。当第一壳体部分171和第二壳体部分172彼此附接时,耦接区段181和182是彼此接合的壳体部分171和172的专用区段。耦接区段181和182可以例如表现出对应的形状,使得当壳体部分171和172彼此附接时耦接区段181和182彼此抵靠,并且(基本上)在耦接区段181和182之间不出现间隙。此外,耦接区段181和182可以各自设置有一个或更多个相应的紧固装置(元件、结构),当壳体部分171和172彼此附接时,紧固装置允许彼此可逆地接合并将壳体部分171与172保持在一起。特别地,紧固装置在彼此接合的同时可以允许将耦接区段181和182彼此压靠,使得耦接区段181和182紧密地彼此抵靠,并且(基本上)在耦接区段181和182之间不出现间隙。耦接区段181和耦接区段182中的至少一个设置有相应的密封结构(图1中未示出),用于在第一壳体部分171和第二壳体部分172彼此附接时将流体反应器设备100的内部容积相对于流体反应器设备100的环境(外部)密封。相应地,可以提供流体密封接口,使得来自流体反应器设备100内部的流体101或反应流体101’不能在壳体部分171和172与流体反应器设备100’的环境的接口处离开流体反应器设备100,反之亦然。
如图1中所示,当彼此分离时,第一壳体部分171和第二壳体部分172可相对于彼此移动。特别地,第一壳体部分171是静止的(即,相对于地面不可移动),而第二壳体部分172(相对于地面,从而相对于第一壳体部分171)是可移动的。第二壳体部分172设置有轮子176,用于相对于地面移动第二壳体部分172。然而,注意,本发明不限于此。在其他示例中,第二壳体部分172可以是静止的,而第一壳体部分171可以是可移动的。在替代示例中,第一壳体部分171和第二壳体部分172两者都可以是可移动的。还应注意,可以使用诸如滚子、滑橇或转轮之类的其他轴承来代替轮子176。
第一壳体部分171包括(例如,单个,即,精确地/仅一个)传热床110。传热床110包括(例如,填充有)储热材料(传热材料)115。储热材料115是能够存储和释放热量的材料。储热材料表现出一定(预定)比热容,并且优选地表现出一定(预定)传热和/或传递系数。例如,储热材料115可以包括或是陶瓷材料,例如氧化铝陶瓷、莫来石、耐火粘土(熟料)、堇青石、锆石或其混合物。然而,本发明不限于此。也可以使用其他类型的陶瓷材料。在一些示例中,储热材料115可以替代地或附加地包括或是混凝土、石头、岩石、金属材料或其混合物。储热材料115可以结构化或随机地填充在传热床110中,以形成规则或不规则的图案(例如,可以使用陶瓷蜂窝、陶瓷鞍等)。例如,储热材料115可以包括(例如,唯一地)块状储热材料、(例如,唯一地)散状储热材料或其组合。
传热床110包括围绕储热材料115的隔热壁118。第一开口111和第二开口112形成在隔热壁118中。第一壳体部分171另外包括第一腔室120和第二腔室130。第一腔室120附接至传热床110的第一开口111,第二腔室130附接至传热床110的第二开口112。第一开口111和第二开口112布置在传热床110的相对侧上,使得隔热壁118在第一腔室120和第二腔室130之间延伸。在其他示例中,第一腔室120和第二腔室130中的至少一个不需要直接附接至第一开口111和第二开口112。例如,一个或更多个中间元件或(临时)旁路可以耦接在第一腔室120和第二腔室130中的至少一个与第一开口111和第二开口112之间。通常,第一腔室120流体地耦接至第一开口111,第二腔室130流体地耦接至第二开口112。
第一腔室120和第二腔室130被配置为交替地将流体101供应到传热床110,使得流体101在流过储热材料115时加热并反应。注意,流体101的所有组分或仅流体101的组分的一部分可以反应。换言之,流体101的至少一个组分在流过储热材料115时反应。也就是说,流体101可以包括在流过储热材料115时反应的一个或更多个反应性组分和在流过储热材料115时不反应的一个或更多个非反应性组分。例如,流体101可以被加热并且在流过储热材料115的同时经受氧化过程或还原过程。流体101可以例如包括排出空气,排出空气是空气(或接近空气的气体混合物)和至少一种可燃物(例如VOC等)的混合物。在该示例中,VOC在流过储热材料115时与空气的氧气反应,而流体101的其他组分不参与该反应。储热材料115被配置为存储在反应期间和/或之后由流体101释放的热量。例如,反应可以在储热材料115/传热床110的内部(中心)区或区域中发生。内部区或区域可以理解为传热床内的反应区或区域。内部区或区域位于传热床的中心平面处或附近,和/或可以围绕传热床的中心平面振荡。
在第一腔室120和第二腔室130中的一个被配置为将流体101供应到传热床110的时间段内,第一腔室120和第二腔室130中的另一个被配置为从传热床110排出反应流体101’(即,经历反应之后的流体)。因此,流体101通过储热材料115的流动方向周期性地反转(例如,每90到120秒)。
图1示出在第二腔室130被配置为将流体101供应到传热床110并且第一腔室120被配置为将从传热床110排出反应流体101’的时间段期间的流体反应器设备200。相应地,流体101通过储热材料115从传热床110的底部流到顶部。先前存储在储热材料115的底部部分中的热能用于加热流体101并且使流体101反应。顶部部分处的储热材料115从反应流体101’回收热能。例如,当流体101从储热材料115的底部部分穿过到顶部部分时,流体101中的VOC可以变得足够热以经历热氧化为水蒸气和二氧化碳。
在第一腔室120被配置为将流体101供应到传热床110的时间段期间,流体流动被反转。也就是说,当第一腔室120被配置为将流体101供应到传热床110时,第二腔室130被配置为从传热床110排出反应流体101’。因此,流体101经过储热材料115从传热床110的顶部流到底部。先前存储在储热材料115的顶部部分中的热能用于加热流体101并使流体101反应。底部部分处的储热材料115从反应流体101’中回收多余热能。
流体101通过储热材料115的流动方向的周期性反转可以允许保持储热材料的高热交换效率(例如,高于95%)。因此,流体反应器设备100可以实质上回收维持传热床110中所需反应温度(例如,氧化温度或还原温度)所需的所有热量。因此,流体反应器设备100可以被理解为再生流体反应器设备。例如,不管流体101通过储热材料115的流动方向如何,反应流体101’的温度可能比供应到传热床110的流体101的温度高出小于100℃(例如,温度可能仅高出20℃至50℃)。此外,流体101的流动方向的周期性反转可以允许沿着传热床110在第一腔室110和第二腔室120之间的延伸(即,在图1的示例中沿着传热床的垂直延伸)保持传热床110的预定温度分布。特别地,流体101的流动方向的周期性反转可以允许沿着传热床110在第一腔室110和第二腔室120之间的延伸将最热区保持在传热床110的中心平面附近。换言之,最热区基本上可以是储热材料115/传热床110的内部区或区域。
在流体反应器设备100的操作期间,储热材料115可以表现出适合于流体101的热反应的预定义温度。例如,预定义温度可能超过约600℃、800℃或1000℃。根据本发明的一些示例,流体反应器设备200可以包括电加热器113,电加热器113被配置为将储热材料115加热到预定义温度。注意,电加热器113不是强制性的。例如,电加热器113可以是以下中的一个:电阻加热器(例如,布置在储热材料115中的电线圈的栅格)、电磁加热器(感应加热器)或电驱动辐射加热器(例如红外IR发射器)。电加热器113可以例如用于(例如,在流体反应器设备100的启动之后)将储热材料115初始加热到预定义温度。在图1的示例中,一个电加热器113布置在传热床110的中心区中,并垂直于传热床110在第一腔室110和第二腔室120之间的延伸部延伸。然而,注意,本发明不限于此。电加热器113的布置和延伸可能与图1中所示的布置和延伸不同。
此外,注意,电加热器113不需要直接布置在储热材料115中。可选地,可以在储热材料115中布置一个或更多个中空体,例如中空体114。一个或更多个中空体的内部容积(即,内部)可从传热床110的外部接近。例如,一个或更多个(例如,可关闭或可密封的)服务开口(例如服务开口116)可以形成在隔热壁118以及第一壳体部分171中,并且连接(耦接)至一个或更多个中空体,使得一个或更多个中空体的内部容积可经由一个或更多个服务开口接近。电加热器113的至少部分(例如,其线圈)可拆卸地布置在一个或更多个中空体中。将电加热器的至少部分可拆卸地布置在一个或更多个中空体中可以允许容易地接近流体反应器设备100和/或从流体反应器设备100移除电加热器113以用于检查、维护等。特别地,将电加热器的至少部分布置在一个或更多个中空体中可以允许在不从传热床110移除储热材料115的情况下接近和/或移除电加热器113。这不仅可以简化电加热器113的检查、维护等,而且还可以减少流体反应器设备100的停机时间,因为储热材料115不需要从传热床110移除。此外,可以促进电加热器113的安装。
一个或更多个中空体表现出一定(预定)比热容,并且优选地表现出一定(预定)传热和/或传递系数,其应当是高的和/或可以类似于储热材料115中的那些,以实现从电加热器113围绕一个或更多个中空体的储热材料115的有效热传递。例如,一个或更多个中空体可以包括或是陶瓷材料,例如氧化铝陶瓷、莫来石、耐火粘土(熟料)、堇青石、锆石或其混合物。然而,本发明不限于此。也可以使用其他类型的材料(例如,混凝土、石头、岩石、金属材料或其混合物)。
根据本发明的一些示例,用于降低流体101的反应温度的催化剂材料可以布置在传热床110内。相应地,流体101的反应(例如,氧化或还原)所需的温度可以较低,使得流体反应器设备100可以在较低温度下操作。例如,可以与储热材料115分离地提供一层或更多层催化剂材料。一层或更多层催化剂材料可以例如沿着流体的(可能的)流动方向(例如,靠近第一开口111和第二开口112)附接至传热床110的一端或两端。替代地或附加地,传热床110中的储热材料115(例如,堇青石)可以至少部分地涂覆有和/或包括(包含)催化剂材料或催化活性组分。进一步替代地或附加地,催化剂材料可以在传热床110中与储热材料115混合。更进一步替代地或附加地,传热床110中的储热材料115的第一部分可以涂覆有和/或包括(包含)催化剂材料或催化活性组分,而传热床110的储热材料115的第二部分不包括催化剂材料和催化活性组分。储热材料115的第一部分和第二部分可以混合或作为不同层提供在传热床110中。例如,可以使用一种或更多种氧化催化剂和/或一种或更多种还原催化剂。然而,本发明不限于此。也可以使用其他类型的催化剂。
在流体反应器设备100是流体净化设备的情况下,流体净化设备可以例如通过再生热氧化(Regenerative Thermal Oxidation,RTO)净化流体101。在本发明的其他示例中,流体净化设备可以通过再生催化氧化(Regenerative Catalytic Oxidation,RCO)净化流体101。例如,流体净化设备可以被配置为通过无焰RTO或无焰RCO来净化流体101。然而,本发明不限于此。也可以使用流体101的其他反应,例如流体101的还原。
第一腔室120和第二腔室130中的每一个都包括附接至传热床110的相应壳体121、131,使得由相应壳体121、131包围的相应体积形成相应腔室空间,用于交替地将流体101朝向传热床110输送和将反应流体101’输送离开传热床110。从图1中可以看出,第一壳体部分171的部分形成第一腔室120的壳体121,第一壳体部分171的另一部分形成第二腔室130的壳体131。根据本发明的示例,第一腔室120的壳体121可以至少部分地由隔热材料形成和/或至少部分地被隔热材料覆盖,以最小化第一腔室120的壳体121上的热损失。类似地,根据本发明的示例,第二腔室130的壳体131可以至少部分地由隔热材料形成和/或至少部分地被隔热材料覆盖,以最小化第二腔室130的壳体131上的热损失。也就是说,第一壳体部分171的一个或更多个部分可以至少部分地由隔热材料形成。
第二壳体部分172包括被配置为接收流体101的入口180。例如,入口180可以流体地耦接或可耦接至提供/排放流体101的来源(例如,排放流体101的诸如机器或生产设施等设备)。此外,第二壳体部分172包括流体地耦接至入口180的流体分布系统160。如图1中所示,当第二壳体部分172附接至第一壳体部分171时,流体分布系统160流体地耦接在入口180与第一腔室110和第二腔室120中的每一个之间。凹部174设置在耦接区段181和182中,使得当壳体部分171和172彼此附接时,第一腔室120流体地耦接至流体分布系统160。此外,凹部175设置在耦接区段181和182中,使得当壳体部分171和172彼此附接时,第二腔室130流体地耦接至流体分布系统160。流体分布系统160被配置为将入口180流体地耦接至第一腔室120或第二腔室130。例如,在第一腔室120被配置为将流体101供应到传热床110的时间段期间,流体分布系统160被配置为将入口180流体地耦接至第一腔室120(而不是第二腔室130),使得流体101(例如,唯一地、仅)经过第一腔室120流到传热床110。类似地,在第二腔室130被配置为将流体101供应到传热床110的时间段期间,流体分布系统160被配置为将入口180流体地耦接至第二腔室130(而不是第一腔室120),使得流体(例如,唯一地、仅)经过第二腔室130流到传热床110。流体分布系统160可以例如包括用于提供上述功能的两个阀。第二壳体部分171可以被理解为阀箱。
流体反应器设备100的模块化设计允许根据需要将壳体部分171和172彼此附接和分离。因此,可以促进诸如流体反应器设备100的安装和维护的各种任务。例如,为了流体反应器设备100的安装,(例如,在将壳体部分171和172移动到允许壳体部分171和172彼此附接的相对位置中之后)壳体部分171和172可以分开设置并且彼此附接。为了诸如流体分布系统160、第一腔室120或第二腔室130等的部件的维护,壳体部分171和172可以简单地彼此分离,使得服务技术人员能够接近壳体部分171和172的相应内部以用于维护。例如,维护工作可以包括更换、安装、卸载、升级和/或净化(清洁)壳体部分171和172中的至少一个中的一个或更多个部件。此外,通过将壳体部分171和172远离彼此移动,可以创建(提供)用于服务技术人员的工作空间。
基于上述流体反应器设备100的另一种流体反应器设备200如图2中所示。图2示出流体反应器设备200的透视图,突出壳体部分171和172之间的接口190,壳体部分171和壳体部分172的耦接区段在接口190处接合(耦接)。如图2中所示,流体反应器设备200的流体分布系统160包括两个阀161、162,用于提供上述功能。在下文中,将仅描述流体反应器设备100和流体反应器设备200之间的差异。
此外,第二壳体部分172包括用于释放反应流体101’的出口185。出口185(例如,经由耦接的烟囱)允许将反应流体101’从传热床110释放到例如环境或用于反应流体101’的另一处理设备。流体分布系统160被配置为将出口185流体地耦接至第一腔室120和第二腔室130中的当前未流体地耦接至入口180的一个腔室。也就是说,在第二腔室130被配置为将流体101供应到传热床110的时间段期间,流体分布系统160被配置为将出口185流体地耦接至第一腔室120。类似地,在第一腔室120被配置为将流体101供应到传热床110的时间段期间,流体分布系统160被配置为将出口185流体地耦接至第二腔室130。
注意,尽管在图1和图3至图7中没有明确地示出,但在相应图中示出的第二壳体部分172也可以包括与上述针对图2中示出的出口185相似的出口。
注意,根据本发明的流体反应器设备可以包括多于两个壳体部分。示例性流体反应器设备300包括图3中示出的三个壳体部分171、172和173。三个壳体部分171、172和173形成流体反应器设备300的壳体。流体反应器设备300基于流体反应器设备100。与流体反应器设备100不同,第二壳体部分172是静止的并且不包括轮子。另一方面,在图3的示例中,第一壳体部分171是可移动的,并且包括轮子177。因此,同样在图3的示例中,第一壳体部分171和第二壳体部分172在彼此分离时可相对于彼此移动。
与流体反应器设备100相比,流体反应器设备300另外包括第三壳体部分173。第三壳体部分173和第二壳体部分172布置在第一壳体部分171的相对端处。与第一壳体部分171和第二壳体部分172一样,第一壳体部分172和第三壳体部分173可拆卸地彼此附接。第三壳体部分173也是可移动的,并且包括轮子178。因此,第一壳体部分171和第三壳体部分173在彼此分离时可相对于彼此移动。
第一壳体部分171包括第二耦接区段183,用于与第三壳体部分173的耦接区段184耦接。如上所述,对于用于耦接壳体部分171和172的耦接区段181和182,当第一壳体部分171和第三壳体部分173彼此附接时耦接区段183和184是彼此接合的壳体部分171和173的专用区段。第一耦接区段181和第二耦接区段183布置在第一壳体部分171的相对端处。耦接区段183和184可以类似于以上针对耦接区段181和182所描述的那样形成。特别是类似于上面针对耦接区段181和182的密封结构所描述的那样,耦接区段183和耦接区段184中的至少一个可以设置有相应的密封结构(图3中未示出),用于在第一壳体部分171和第三壳体部分173彼此附接时将流体反应器设备300的内部容积相对于流体反应器设备300的环境密封。
第三壳体部分173包括第二入口190,第二入口190被配置为接收第二流体102。例如,第二入口190可以流体地耦接至提供/排放第二流体102的来源(例如,排放第二流体102的诸如机器或生产设施等的设备)。第二流体102可以不同于流体101。也就是说,第二流体102可以与流体101在以下性质中的至少一个方面不同:流体的成分(流体中包含的组分)、流体中的组分浓度、流体的一种或更多种组分的相、流体的温度、流体的压力、流体的体积流量等。在其他示例中,第二流体102可以与流体101相同(相等)。
此外,第三壳体部分173包括第二流体分布系统165,第二流体分布系统165被配置为将第二入口190流体地耦接至第一腔室120或第二腔室130。凹部186设置在耦接区段183和184中,使得当壳体部分171和173彼此附接时,第一腔室120流体地耦接至第二流体分布系统165。此外,凹部187设置在耦接区段183和184中,使得当壳体部分171和173彼此附接时,第二腔室130流体地耦接至第二流体分布系统165。第三壳体部分173允许同时向传热床110提供第二流体102。例如,流体分布系统160和第二流体分布系统165可以被配置为将第一入口180和第二入口190两者同时且流体地耦接至第一腔室120或第二腔室130。换言之,第一流体分布系统160和第二流体分布系统165可以允许一次将第一腔室120和第二腔室130中的一个耦接至第一入口和第二入口190。因此,第一流体分布系统160和第二流体分布系统165可以允许经由第一腔室120和第二腔室130中的一个选择性地将流体101和第二流体102供应到传热床。
通过为流体101和第二流体102提供分开的入口165和165,以及通过将流体101和第二流体102分开地提供给传热床110,可以避免在流体反应器设备300的上游混合第一流体101和第二流体102。因此,可以基本上避免由第一流体101和第二流体102的上游混合引起的负面影响(例如,损坏)。换言之,通过流体反应器设备100能够很好地进行彼此不耐受的两种流体的反应处理。另一方面,在流体101和第二流体102相同的情况下,与仅提供单个入口的常规系统相比,可以提供增加的流体输入容量。因此,可以避免输入处的压力瓶颈。
类似于上面针对第二壳体部分172到第一壳体部分171的可拆卸附接所描述的那样,流体反应器设备300的模块化设计允许根据需要将各种壳体部分171、172和173彼此附接和分离。因此,可以促进诸如流体反应器设备300的安装和维护的各种任务。因此,与常规系统相比,可以显著减少安装和维护的工作。
在第三壳体部分173未附接至第一壳体部分171的时间段期间,一个或更多个盖(图3中未示出)可拆卸地附接至第二耦接区段183,以覆盖第二耦接区段183中的凹部186和187。例如,在第一壳体部分171仅与第二壳体部分172耦接而不与第三壳体部分173耦接的时间期间,形成在第二耦接区段183中的凹部186和187可以被覆盖,以避免流体101释放到环境中、气体或液体从环境不受控制地进入到流体反应器设备300中、热损失等。当第三壳体部分173要耦接至第二耦接区段183时,可以简单地移除一个或更多个盖。
注意,尽管图3中没有明确说明,但图3中示出的第三壳体部分173也可以包括出口,类似于上面针对图2中示出的出口185所述的那样。替代地或附加地,第三壳体部分173可以包括用于释放反应流体101’的第二出口(图3中未示出)。第二流体分布系统165可以相应地被配置为将第二出口流体地耦接至第一腔室120和第二腔室130中的未流体地耦接至第二入口190的一个腔室。
图4示出基于上述流体反应器设备100的另一个流体反应器设备400。在下文中,将仅描述流体反应器设备100和400之间的差异。
与流体反应器设备100相比,流体反应器设备400另外包括接触结构141和142,用于将供应到传热床110的流体101(预加热)到第二预定温度。第二预定温度可以例如高于流体101的组分的最高露点,使得流体101’的组分不会从气相中冷凝出来。在其他示例中,第二预定温度可以例如至少(远)高于对腐蚀性磨损等至关重要的流体的组分的最高露点。第二预定温度可以高于或低于第一预定温度,储热材料115被嵌入在储热材料115中的电加热器加热到该第一预定温度。
用于接触流体101的第一接触结构(元件、材料、设备、装置(means))141布置在第二壳体部分172中,特别是布置在流体分布系统160中。第一接触结构141被配置为在第一腔室120被配置为将流体101供应到传热床110的时间段期间,在流体101到达第一腔室120之前将流体101加热到第二预定温度。用于接触流体101的第二接触结构(元件、材料、设备、装置)142类似地布置在第二壳体部分172中,特别是布置在流体分布系统160中。第二接触结构142被配置为在第二腔室130被配置为将流体101供应到传热床110的时间段期间,在流体101到达第二腔室130之前将流体101加热到第二预定温度,如图4中所示。
通过在流体101到达相应腔室120、130之前将流体101(预)加热到第二预定温度,可以避免各种影响,诸如流体反应器设备400内的流体流动路径的污染、流体反应器设备400内的反应表面的堵塞以及流体反应器设备400的部件的腐蚀性磨损。由于可以通过将流体101加热到第二预定温度来避免腐蚀性磨损,因此可能与流体101接触的流体反应器设备400的部件不需要是耐腐蚀的。由于这些部件不需要耐腐蚀,因此与常规系统相比,可以使用价格较低的材料。此外,由于可以通过将流体101加热到第二预定温度来避免流体流动路径的污染和反应表面的堵塞,因此不需要耗时的对策。因此,与常规系统相比,可以减少流体反应器设备400的停机时间。
第一接触结构141被配置为可控制地将热量传送到流体101,同时流体101在其朝向传热床110的途中经过第一接触结构141。类似地,第二接触结构142被配置为可控制地将热量传送到流体101,同时流体101在其朝向传热床110的途中经过第二接触结构142。第一接触结构141和第二接触结构142通常可以表现出允许接触流体101的任何形状。例如,第一接触结构141和第二接触结构142各自可以例如是或包括接触表面(平面或非平面)和接触栅格中的一个或更多个。
例如,第一接触结构141和/或第二接触结构142可以被配置为使用来自传热床110和/或储热材料115的热量来加热流体101。特别地,第一接触结构141和/或第二接触结构142可以被配置为使用来自传热床110的内部区或区域的热量来加热供应到传热床110的流体101。例如,流体反应器设备400可以包括热交换器、加热管、导热体(例如热油回路)和热泵中的至少一个,热交换器、加热管、导热体和热泵被配置为可控制地将热量从传热床110和/或储热材料115(例如,内部区或区域)传送到相应接触结构141、142。在图4的示例中,热交换器、加热管、导热体和/或热泵示意性地示出并用附图标记195表示。热交换器、加热管,导热体和/或热泵195热耦接至传热床110和/或储热材料115以及第一接触结构141和第二接触结构142中的每一个,以便可控制地将热量从储热材料115经由第一接触结构141和第二接触结构142传送到流体101。热交换器可以例如是气体-气体热交换器(诸如基于管的气体-气体热交换器)和气体-流体-气体热交换器(诸如基于管的气体-流体-气体热交换器)中的一个。
当流体101在流过储热材料115的同时发生反应时,由储热材料115(即,在传热床110中)产生并存储多余热量。特别地,可以在内部区或区域或传热床110中产生并存储热量。使用由传热床110和/或储热材料115存储的多余热量可以允许至少减少加热供应到传热床110的流体101所需的来自外部来源的热量或能量的量。在一些示例中,可能不需要来自外部来源的热量或能量用于加热供应到传热床110的流体101。换言之,第一接触结构141和/或第二接触结构142可以被配置为唯一地(仅)使用来自传热床110和/或储热材料115的热量来加热供应到传热床110的流体101。使用来自传热床110和/或储热材料115的热量来加热供应到传热床110的流体101可以允许增加流体反应器设备400的能量效率,并且因此允许减少流体反应器设备400的能量消耗。
在一些示例中,第一接触结构141和/或第二接触结构142可以基于再生加热方法,该方法使用从反应流体101’回收的热量,反应流体101’从传热床110排出,用于加热供应到传热床110的流体101。换言之,第一接触结构141和/或第二接触结构142可以使用再生热量回收并从反应流体101’传送到供应到传热床110的流体101。根据示例,第一接触结构141和/或第二接触结构142可以附加地或替代地被配置为使用从先前从传热床110排出的反应流体101’回收的热量来加热供应到传热床110的流体101。例如,第一接触结构141和第二接触结构142中的至少一个可以附加地或替代地被配置为使用从先前经由相应腔室从传热床110排出的反应流体101’回收的热量来加热流体101。当反应流体101’从传热床110排出时,它仍然是热的。回收和使用反应流体101’的热量以随后加热流体101可以允许进一步提高流体反应器设备100’的效率,同时降低由于进入的流体101的增加的温度水平而在第一腔室120和第二腔室130内冷凝的风险。在第一腔室120被配置为将流体101供应到传热床110的时间段期间,第一接触结构141可以例如被配置为使用从反应流体101’回收的热量来加热供应到传热床110的流体101,反应流体101’在第二腔室130被配置为将流体101供应到传热床110的先前(例如,紧邻)时间段期间经由第一腔室120从传热床110排出。类似地,在第二腔室130被配置为将流体101供应到传热床110的时间段期间,第二接触结构142可以被配置为使用从反应流体101’回收的热量来加热供应到传热床110的流体101,反应流体101’在第一腔室120被配置为将流体101供应到传热床110的先前(例如,紧邻)时间段期间经由第二腔室130从传热床110排出。因此,第一接触结构141和/或第二接触结构142可以包括储热材料(例如,具有与上述储热材料115相似或相同的热性质)或至少部分地由储热材料制成。例如,第一接触结构141和/或第二接触结构142可以是或包括一个或更多个(例如,陶瓷)储热材料蜂窝块。
替代地或附加地,第一接触结构141和/或第二接触结构142可以被配置为使用从同时(同步,一起)从传热床110排出的反应流体101’回收的热量来加热供应到传热床110的流体101。在第一腔室120被配置为将流体101供应到传热床110的时间段期间,第一接触结构141可以例如被配置为使用从反应流体101’回收的热量来加热供应到传热床110的流体101,反应流体101’同时经由第二腔室130从传热床110排出。类似地,在第二腔室130被配置为将流体101供应到传热床110的时间段期间,第二接触结构142可以被配置为使用从反应流体101’回收的热量来加热供应到传热床110的流体101,反应流体101’同时经由第一腔室120从传热床110排出。例如,第一腔室120和第二腔室130中的相应一个中的相应接触结构141、142或任何其他储热材料(例如,具有与上述储热材料115相似或相同的热性质)可以被配置为从反应流体101’回收热量。热交换器、加热管、导热体和热泵195中的至少一个可以选择性地将从第一腔室120和第二腔室130中的一个中的反应流体101’回收的热量供应到第一腔室120和第二腔室130中的另一个中的相应接触结构141、142(例如,这取决于第一腔室120和第二腔室130中的哪一个被配置为将流体101供应到传热床110)。使用从反应流体101’回收的热量来加热供应到传热床110的流体101,可以允许提高流体反应器设备400的能量效率,并且因此允许减少流体反应器设备400的能量消耗。
关于图4中示意性示出的热交换器、加热管、导热体和/或热泵195的放置,注意,选择该元件在第二壳体部分172中的放置仅用于说明目的。热交换器、加热管、导热体和/或热泵195可以至少部分地布置在传热床110中并且热耦接至第一接触结构141和第二接触结构142。这在图4中通过热交换器、加热管、导热体和/或热泵195与传热床110以及第一接触结构141和第二接触结构142的连接进行了说明。因此,热交换器、加热管、导热体和/或热泵144可以被配置为选择性地且可控制地将热量从储热材料115传送到第一接触结构141和第二接触结构142。
流体反应器设备400可以可选地进一步包括控制电路199,控制电路199被配置为控制到第一接触结构141和第二接触结构142的传热。控制电路199耦接至热交换器、加热管、导热体和/或热泵195。例如,控制电路199可以是单个专用处理器、单个共享处理器、或多个单独的处理器(其中的一些或全部是可以共享的)、数字信号处理器(digital signalprocessor,DSP)硬件、专用集成电路(application specific integrated circuit,ASIC)或现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)。一个或更多个控制电路可以可选地耦接至例如用于存储软件(例如,存储用于控制相应至少一个致动器的程序)的只读存储器(read only memory,ROM)、随机存取存储器(random access memory,RAM)和/或非易失性存储器。控制电路199可以(例如,唯一地)设置在第一壳体部分171中,(例如,唯一地)设置在第二壳体部分172中,或者作为分布式电路设置在壳体部分171和172中。仅出于说明目的,控制电路199在图4中示出在壳体部分171和172的外部。
控制电路199可以被配置为控制热交换器、加热管、导热体和热泵195中的至少一个,以选择性地将热量从传热床110供应到相应接触结构141、142,这取决于第一腔室120和第二腔室130中的哪一个被配置为将流体101供应到传热床110。替代地或附加地,控制电路199可以被配置为控制热交换器、加热管、导热体和热泵195中的至少一个,以选择性地将从第一腔室120和第二腔室130中的一个中的反应流体101’回收的热量供应到相应接触结构141、142,这取决于第一腔室120和第二腔室130中的哪一个被配置为将流体101供应到传热床110。
控制电路199可以基于各种参数来控制由相应接触结构141、142传送到流体101的热量的量。例如,控制电路199可以被配置为基于流体101的组分、流体101在加热之前(即,经过相应接触结构141、142之前)的温度,流体101在加热之后(即,经过相应接触结构141、142之后)的温度和/或流体101的体积流速来控制由相应接触结构141、142传送到流体101的热量的量。流体101的组分指示流体101的组分的最高露点,并且因此可以用于设置第二预定义温度,流体101被相应接触结构141、142加热到该第二预定义温度。流体101在经过相应接触结构141、142之前的温度允许确定达到第二预定义温度所需的温度增加。流体101在经过相应接触结构141、142之后的温度指示流体101被相应接触结构141、142充分加热还是加热过多。流体101的体积流速影响将流体101充分加热到第二预定义温度所需的热量的量(例如,流体101的体积流速越高,加热所需的热量就越多)。流体反应器设备400或控制电路199可以包括一个或更多个接口(图4中未示出),一个或更多个接口被配置为接收指示上述参数中的一个或更多个的数据和/或一个或更多个输入信号。替代地或附加地,流体反应器设备400可以包括一个或更多个传感器,用于测量上述参数中的一个或更多个(图4中未示出)。
注意,接触结构141和142不需要放置在第二壳体部分172中。特别地,接触结构141和142不需要布置在流体分布系统160中。图5示出另一流体反应器设备500,其中第一接触结构141布置在第一腔室120中,第二接触结构142布置在第二腔室130中。换言之,在图5的示例中,接触结构141和142布置在第一壳体部分171中。
类似于上述那样,第一接触结构141被配置为在流体101在其朝向传热床110的途中经过第一接触结构141时可控制地将热量传送到流体101。第二接触结构142被配置为可控制地将热量传送到流体101,同时流体101在其朝向传热床110的途中经过第二接触结构142。
仅出于说明目的,图5中未示出热交换器、加热管、导热体和热泵195中的至少一个以及控制电路199。
流体反应器设备500允许实现与上述流体反应器设备400相同的有益效果。
此外,注意,在流体101到达传热床110之前,可以使用小于两个的接触结构来(预)加热流体101。图6示出相应的流体反应器设备600,其中单个接触结构143布置在入口180附近的流体分布系统160中。因此,在流体101被流体分布系统160转移到第一腔室120或第二腔室130之前,流体101可以被加热到第二预定温度。
仅出于说明目的,图6中未示出热交换器、加热管、导热体和热泵195中的至少一个以及控制电路199。
流体反应器设备600允许实现与上述流体反应器设备400相同的有益效果。
对供应到传热床的流体101进行(预)加热的流体反应器设备可以包括多于两个壳体部分。示例性流体反应器设备700包括三个壳体部分171、172和173,如图7中所示。流体反应器设备700基于上述流体反应器设备400并且另外包括第三壳体部分173。第三壳体部分173与第一壳体部分171的附接类似于上文关于图3针对流体反应器设备300所述的那样。
尽管在图7中没有明确说明,但一个或更多个额外的接触结构可以可选地布置在第二流体分布系统165中,并且被配置为在第二流体102到达第一腔室120和第二腔室130中的相应一个之前加热第二流体102,类似于上面关于图4和图6所描述的那样。替代地,一个或更多个额外的接触结构可以可选地布置在第一腔室120和/或第二腔室130中,并且被配置为在第二流体102到达传热床110之前加热第二流体102,类似于上面关于图5中所描述的那样。通过在流体102到达传热床110之前将第二流体102(预)加热到第二预定温度,可以避免各种影响,诸如流体反应器设备700内的流体流动路径的污染、流体反应器设备700内的反应表面的堵塞以及流体反应器设备700的部件的腐蚀性磨损。
为了进一步说明所提出的流体反应处理的架构,图8示出用于维护本文所述的流体反应器设备的方法800的流程图。方法800包括将第一壳体部分和第二壳体部分彼此分离802。此外,方法800包括在分离之后移动804第一壳体部分和第二壳体部分使彼此远离(即,第一壳体部分和第二壳体部分中的至少一个远离另一个移动),以使得能够接近第一壳体部分和第二壳体部分中的至少一个的内部以进行维护。方法800还包括在维护之后使第一壳体部分和第二壳体部分朝向彼此移动806(即,使第一壳体部分和第二壳体部分中的至少一个朝向另一个移动)。此外,方法800包括在第一壳体部分和第二壳体部分朝向彼此移动之后将第一壳体部分附接808至第二壳体部分。
类似于上述那样,方法800允许分开模块化流体反应器设备的壳体部分以用于维护,使得服务技术人员能够接近壳体部分的相应内部。此外,通过将壳体部分远离彼此移动,为服务技术人员获得工作空间。因此,服务技术人员可以容易地接近相应壳体部分内的物体,并执行所需或期望的维护工作。
方法800的更多细节和方面结合上述(例如,图1至图7)所提出的技术或一个或更多个示例进行解释。方法800可以包括与所提出的技术的一个或更多个方面或者上述一个或更多个示例相对应的一个或更多个附加可选特征。例如,方法800还可以包括对第一壳体部分中的至少一个部件执行810维护工作。附加地或替代地,方法800可以包括对第二壳体部分中的至少一个部件执行812维护工作。如上所述,维护工作可以是多种形式的。例如,维护工作可以包括更换、安装、卸载、升级和/或净化(清洁)壳体部分中的至少一个中的一个或更多个部件。
方法900还可以包括在将第一壳体部分附接至第二壳体部分之后执行814泄漏测试(密封测试、紧密性测试)。泄漏测试允许测试第一壳体部分和第二壳体部分之间的接口是否流体密封。执行814泄漏测试可以例如包括(例如,经由如上所述的第一壳体部分、第二壳体部分和第三壳体部分中的至少一个中的相应测试流体端口)将加压测试流体注入到流体反应器设备的内部,并测量测试流体是否从第一壳体部分和第二壳体部分之间的接口泄漏。类似地,执行814泄漏测试可以包括测量测试流体是否从第一壳体部分和第三壳体部分之间的接口泄漏。注意,将加压测试流体注入到流体反应器设备的内部进一步允许测试流体反应器设备的其他部件(例如,壳体)的流体密封性。例如,加压测试流体可以是诸如加压空气的加压气体。
图9进一步示出用于安装本文所述的流体反应器设备的方法900的流程图。方法900包括提供902彼此分开的第一壳体部分和第二壳体部分。此外,方法900包括使第一壳体部分和第二壳体部分朝向彼此移动904(即,使第一壳体部分和第二壳体部分中的至少一个朝向另一个移动)。方法900还包括在第一壳体部分和第二壳体部分朝向彼此移动之后将第一壳体部分附接906至第二壳体部分。
类似于上述那样,方法900允许促进安装流体反应器设备。由于流体反应器设备是模块化的,各个壳体部分可以从制造商或供应商分开运输到安装位置。由于各个壳体部分比整个流体反应器设备更小,便于运输。此外,由于更小的各个壳体部分,便于操作。分开的壳体部分只需要朝向彼此移动到允许壳体部分彼此附接的相对位置中。随后,它们可以彼此附接。此外,在第一壳体部分和第二壳体部分朝向彼此移动之前,服务技术人员容易地接近相应壳体部分内的物体并执行所需或期望的安装工作。
方法900的更多细节和方面结合上述(例如,图1至图7)所提出的技术或一个或更多个示例进行解释。方法900可以包括与所提出技术的一个或更多个方面或上述一个或更多个示例相对应的一个或更多个附加可选特征。例如,方法900还可以包括在将第一壳体部分附接至第二壳体部分之后执行908泄漏测试(密封测试、紧密性测试)。泄漏测试允许测试第一壳体部分和第二壳体部分之间的接口是否流体密封。执行908泄漏测试可以例如包括(例如,经由如上所述的第一壳体部分、第二壳体部分和第三壳体部分中的至少一个中的相应测试流体端口)将加压测试流体注入到流体反应器设备的内部,并测量测试流体是否从第一壳体部分和第二壳体部分之间的接口泄漏。类似地,执行908泄漏测试可以包括测量测试流体是否从第一壳体部分和第三壳体部分之间的接口泄漏。注意,将加压测试流体注入到流体反应器设备的内部进一步允许测试流体反应器设备的其他部件(例如,壳体)的流体密封性。例如,加压测试流体可以是诸如加压空气的加压气体。
关于先前示例的特定一个示例所描述的方面和特征也可以与进一步的示例中的一个或更多个进行组合,以替代该进一步示例的相同或相似特征,或将特征额外引入到进一步的示例中。
进一步理解的是,说明书或权利要求中公开的几个步骤、过程、操作或功能的公开内容不应被解释为暗示这些操作必然取决于所描述的顺序,除非在个别情况下明确说明或出于技术原因而有必要。因此,前面的描述并不将几个步骤或功能的执行限制在某个顺序。此外,在进一步的示例中,单个步骤、功能、过程或操作可以包括和/或分解为几个子步骤、子功能和子过程或子操作。
如果已经针对设备或系统描述了一些方面,那么这些方面也应当被理解为对应方法的描述。例如,设备或系统的框、设备或功能方面可以对应于相应方法的特征,例如方法步骤。因此,关于方法所描述的各方面也应理解为对相应框、相应元件、相应设备或相应系统的性质或功能特征的描述。
以下权利要求在此并入具体实施方式中,其中,每个权利要求可以独立地作为单独的示例。还应注意,尽管在权利要求中,从属权利要求是指与一个或更多个其他权利要求的特定组合,但其他示例也可以包括从属权利要求与任何其他从属或独立权利要求的主题的组合。除非在个别情况下说明不打算进行特定组合,否则在此明确提出这样的组合。此外,任何其他独立权利要求也应包括权利要求的特征,即使该权利要求没有直接限定为依赖于该其他独立权利要求。

Claims (18)

1.一种流体反应器设备(100),尤其流体净化设备,包括:
第一壳体部分(171),包括:
传热床(110),所述传热床(110)包括储热材料(115);
第一腔室(120),流体地耦接至所述传热床(110)的第一开口(111);以及
第二腔室(130),流体地耦接至所述传热床(110)的第二开口(112);以及
第二壳体部分(172),包括:
入口(180),被配置为接收流体(101);以及
流体分布系统(160),被配置为将所述入口(180)流体地耦接至所述第一腔室(120)或所述第二腔室(130),
其中,所述第一壳体部分(171)和所述第二壳体部分(172)能够拆卸地彼此附接。
2.根据权利要求1所述的流体反应器设备(100),其中,当彼此分离时,所述第一壳体部分(171)和所述第二壳体部分(172)能够相对于彼此移动。
3.根据权利要求2所述的流体反应器设备(100),其中,所述第一壳体部分(171)和所述第二壳体部分(172)中的一个是静止的,所述第一壳体部分(171)和所述第二壳体部分(172)中的另一个能够移动。
4.根据权利要求2所述的流体反应器设备(100),其中,所述第一壳体部分(171)和所述第二壳体部分(172)两者能够移动。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的流体反应器设备(100),其中,所述第一壳体部分(171)和所述第二壳体部分(172)中的至少一个设置有轴承(176、177),用于相对于地面移动所述第一壳体部分(171)和所述第二壳体部分(172)中的至少一个中的一个。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的流体反应器设备(100),其中,所述第一壳体部分(171)包括第一耦接区段(181),当所述第一壳体部分(171)和所述第二壳体部分(172)彼此附接时,所述第一耦接区段(181)被配置为与所述第二壳体部分(172)的耦接区段(182)耦接。
7.根据权利要求6所述的流体反应器设备(100),其中,所述第一耦接区段(181)和所述第二壳体部分(172)的耦接区段(182)中的至少一个设置有相应的密封结构,用于当所述第一壳体部分(171)和所述第二壳体部分(172)彼此附接时,将所述流体反应器设备(100)的内部容积相对于所述流体反应器设备(100)的环境密封。
8.根据权利要求6所述的流体反应器设备(100),其中,所述第一壳体部分(171)包括用于与第三壳体部分(173)耦接的第二耦接区段(183),其中,所述第一耦接区段(181)和所述第二耦接区段(183)布置在所述第一壳体部分(171)的相对端处,并且其中,一个或更多个盖能够拆卸地附接至所述第二耦接区段(183),以在所述第二耦接区段(183)未与所述第三壳体部分(173)耦接时覆盖形成在所述第二耦接区段(183)中的一个或更多个凹部。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的流体反应器设备(100),还包括:
第三壳体部分(173),包括:
第二入口(190),被配置为接收第二流体(102);以及
第二流体分布系统(165),被配置为将所述第二入口(190)流体地耦接至所述第一腔室(120)或所述第二腔室(130),
其中,所述第一壳体部分(171)和所述第三壳体部分(173)能够拆卸地彼此附接。
10.根据权利要求9所述的流体反应器设备(100),其中,当彼此分离时,所述第一壳体部分(171)和所述第三壳体部分(173)能够相对于彼此移动。
11.根据权利要求9所述的流体反应器设备(100),其中,所述第一壳体部分(171)包括第二耦接区段(183),当所述第一壳体部分(171)和所述第二壳体部分(172)彼此附接时,所述第二耦接区段(183)被配置为与所述第三壳体部分(173)的接触区段(184)耦接。
12.根据权利要求11所述的流体反应器设备(100),其中,所述第二耦接区段(183)和所述第三壳体部分(173)的耦接区段(184)中的至少一个设置有相应的密封结构,用于当所述第一壳体部分(171)和所述第三壳体部分(173)彼此附接时,将所述流体反应器设备(100)的内部容积相对于所述流体反应器设备(100)的环境密封。
13.根据权利要求1至4中任一项所述的流体反应器设备(100),还包括:
用于接触所述流体(101)的第一接触结构(141),其中,所述第一接触结构(141)布置在所述流体分布系统(160)中并且被配置为在所述流体(101)到达所述第一腔室(120)之前加热所述流体(101),和/或所述第一接触结构(141)布置在所述第一腔室(120)中并且被配置为在所述流体(101)到达所述传热床(110)之前加热所述流体(101)。
14.根据权利要求13所述的流体反应器设备(100),其中,所述第一接触结构(141)被配置为使用来自所述传热床(110)的热量、从先前经由所述第一腔室(120)从所述传热床(110)排出的反应流体(101’)中回收的热量、以及从同时经由所述第二腔室(130)从所述传热床(110)排出的反应流体(101’)中回收的热量中的一个或更多个来加热所述流体(101)。
15.根据权利要求1至4中任一项所述的流体反应器设备(100),其中,所述第一腔室(120)和所述第二腔室(130)被配置为交替地将所述流体(101)供应到所述传热床(110),使得所述流体(101)在流过所述储热材料(115)时加热并反应,并且其中,在所述第一腔室(120)和所述第二腔室(130)中的一个被配置为将所述流体(101)供应到所述传热床(110)的时间段期间,所述第一腔室(120)和所述第二腔室(130)中的另一个被配置为从所述传热床(110)排出所述反应流体(101’)。
16.一种用于维护根据权利要求1至15中任一项所述的流体反应器设备的方法(800),所述方法包括:
将所述第一壳体部分和所述第二壳体部分彼此分离(802);
在分离之后将所述第一壳体部分和所述第二壳体部分远离彼此移动(804),以使得能够接近所述第一壳体部分和所述第二壳体部分中的至少一个的内部以进行维护;
在维护之后朝向彼此移动(806)所述第一壳体部分和所述第二壳体部分;以及
在所述第一壳体部分和所述第二壳体部分朝向彼此移动之后,将所述第一壳体部分附接(808)至所述第二壳体部分。
17.一种用于安装根据权利要求1至15中任一项所述的流体反应器设备的方法(900),所述方法包括:
提供(902)彼此分开的所述第一壳体部分和所述第二壳体部分;
使所述第一壳体部分和所述第二壳体部分朝向彼此移动(904);以及
在所述第一壳体部分和所述第二壳体部分朝向彼此移动之后,将所述第一壳体部分附接(906)至所述第二壳体部分。
18.根据权利要求16或权利要求17所述的方法(800、900),还包括:
在将所述第一壳体部分附接至所述第二壳体部分之后执行(814、908)泄漏测试。
CN202311782967.5A 2022-12-22 2023-12-22 流体反应器设备、维护和安装流体反应器设备的方法 Pending CN118236963A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22216004.6 2022-12-22
EP22216004.6A EP4390067A1 (en) 2022-12-22 2022-12-22 Fluid reactor device, method for maintaining a fluid reactor device and method for installing a fluid reactor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN118236963A true CN118236963A (zh) 2024-06-25

Family

ID=84569600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311782967.5A Pending CN118236963A (zh) 2022-12-22 2023-12-22 流体反应器设备、维护和安装流体反应器设备的方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20240207786A1 (zh)
EP (1) EP4390067A1 (zh)
CN (1) CN118236963A (zh)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0596854A1 (de) * 1992-11-02 1994-05-11 AVL Gesellschaft für Verbrennungskraftmaschinen und Messtechnik mbH.Prof.Dr.Dr.h.c. Hans List Katalysator
JP2011052919A (ja) * 2009-09-03 2011-03-17 Ngk Insulators Ltd 蓄熱体

Also Published As

Publication number Publication date
US20240207786A1 (en) 2024-06-27
EP4390067A1 (en) 2024-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH10263357A (ja) ガス スクラバ−及びそれを利用したガス処理方法
US8153090B2 (en) Cold selective catalytic reduction
JP2009034682A (ja) 熱交換器の管束を内蔵した触媒燃焼反応器及び触媒構造体
CN104246983A (zh) 高容量外延硅沉积系统的气体回收和减量系统
CN118236963A (zh) 流体反应器设备、维护和安装流体反应器设备的方法
US5759500A (en) Fluid reactor with catalyst on floating tubesheet
US9493359B2 (en) Apparatus for producing trichlorosilane
JP4966521B2 (ja) 過弗化物含有排ガスの処理方法及び処理装置
KR20150080195A (ko) 반도체 공정에서의 잔류 셀레늄 포집장치
CN118236962A (zh) 流体反应器设备和用于操作流体反应器设备的方法
GB2308991A (en) Purification of waste gas
CN118236936A (zh) 流体反应器设备和用于操作流体反应器设备的方法
US5730947A (en) System and process for vacuum thermolysis treatment of liquid or gas products the disposal of which is detrimental to the environment
US20040219086A1 (en) Process and apparatus for treating gas containing fluorine-containing compounds and CO
WO2010101073A1 (ja) 反応装置および反応方法
KR100743399B1 (ko) 반도체 제조공정에서 발생하는 염소가스와 과불화물의처리장치
EP4390072A1 (en) Fluid reactor device, method for operating a fluid reactor device, method for maintaining a fluid reactor device and method for installing a fluid reactor device
US20220203299A1 (en) Waste Gas Separation and Treatment Apparatus and Control Method Thereof
US20230233982A1 (en) Gas processing furnace and exhaust gas processing device in which same is used
JP2009034671A (ja) Pfc処理装置及びpfc含有ガスの処理方法
EP4390073A1 (en) Fluid reactor device and method for operating a fluid reactor device
JP4288984B2 (ja) 熱交換器の管束を内蔵した触媒燃焼反応器、触媒構造体及びこれらを用いた触媒燃焼反応方法
JP2017026244A (ja) 排ガスの燃焼式浄化装置
US11590445B2 (en) Apparatus for treating waste gas of electronics industry
RU2394624C1 (ru) Конденсатор-испаритель стационарный

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication