TW200946223A - Devices and methods for honeycomb continuous flow reactors - Google Patents

Description

200946223 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於蜂巢連續性流動反應器，更特別是關於 使用於蜂巢連續性流動反應器之裝置以及方法，以及流體 路由，流體端埠，複疊，以及密封或結合蜂巢連續性流動反 應物。 【先前技術】 本發明為新穎的技術，先前技術並無關於峰巢連續性 流動反應器。 【發明内容】 依據本發明一項實施例，譬如連續流或者漸歇流流動 流體反應器，包括多小室擠製物體，小室從物體的第一端到 第二端方向平行延伸，此物體有第一組小室在物體的兩端 敞開著’和第二組小室在物體的一端或兩端閉合著，第二組 是連續的小室一起界定出至少部份通過物體延伸的流體通 ❹ 道的至少一部份。流體通道有一個沿著第二組小室前後蜿 蜒的路彳&而且在第二組小室内或在接近物體端點處通道 • 在小室和小室之間橫向連接。 . 【實施方式】 現在參考本發明優先實施例詳細作說明，其範例顯示 於附圖巾。儘可能地，整個附圖中相 微子代表相 ^本發明是關於包括多小室擠製物體20的反應器12，其 實施例顯示於則的平面圖。物體2〇有多個小室從本體的 200946223 « 一端到另—端的方向平行延伸，如圖1中所看到的。小室由 们或以上的栓塞26,或在物體的端點和至少部分的第二 組小室24通道之内放置連續的栓塞材料，包括第一組小室 22在物體的兩端敞開著，和第二组小室^在物體的一端或 兩端閉合著。第二組小室24(閉合的小室）是連續的小室， ―起界定出通過倾20延伸的流體通道。通·著一條 蜒的路徑以圖1和2箭頭路徑28所示的大致方向沿著小室24 〇 上下，只在接近物體20的端點32, 34處垂直於小室24橫向延 伸，在其中小至24之間的壁板被縮短，以允許小室24之間的 流通。 在另一實施例中，路徑的婉蜒並不只是沿著如圖2所示 小室的方向，而且也如圖5的平面圖所示為垂直於小室的方 向。圖5平面圖的多個閉合小室24被安排在垂直於小室％ 和22的蜿蜒路徑中。因此流體路徑從也是以圖5平面的輸 入輸出方向以相當高的頻率蜿蜒著，在圖的平面内以相當 〇 低的頻率蜿蜒著。這種加倍蜿蜒路徑的結構允許較高的總 路徑體積和較長的總路徑長度，而維持在路徑和敞開通道 • 22之間的大表面區域，以及允許反應器12較小的總包裝大 . 小。 如圖5所見的，閉合小室的蜿蜒安排是本發明的一個較 佳實施例；也可以是其他種安排，視不同的應用而定。然而 ，不管圖1或圖5平面内的路徑形狀如何，大部分的路徑最好 是一個小室寬。這產生容易製造的流體路徑，可以有很高 的表面體積比。 4 200946223 如果需要的話，額外的小室24可以超過一個小室寬度 的群又口和出口埠30附近如圖1本5所二。 這些額外的栓塞小室可以提供〇環密封或加熱玻璃原料的 岔封或其他密封系統的支撐以提供流體連接到路徑28,或 可以不形成路徑28的一部分。另一種選擇顯示於圖6，出入 管36被密封到栓塞小室的兩個群組25。 二擠製物體或蜂巢20最好是由擠製玻璃，玻璃陶瓷，或陶 Ο 曼材料形成以達持久性和化學惰性。氧化銘陶竞通常是比 玻，和-些陶竟較好的，因其有好的強度，好的惰性，以及 較向的熱導性。多小室物體的小室密度最好是每平方英吋 f少2加個小室。較高的密度可以產生較高的熱交換效能 波置每平方英吋有300或甚至450或以上小室的物體更有 可能形成較高效能的裝置。 路徑28可沿著小室24的方向依循著單個小室上下，如 =3所不。或者，路徑28也可以沿著小室24的方向，依循著 平行兩個或多個小室的多個連續個卿組，如圖4所示。 圖7是本發明包含擠製多小室物體或蜂巢的連結反應 二的橫截面圖’顯示依據本發明另一實施例，流體連結到 擠製物=:=7的實施例中，流體支架4〇經由密封42支撐 排除部請，使得支架包含__ 示的流動熱控制流體的流體路徑48是藉由圖1和5的所 透過产it烈和支架4G 一起而形成。物體2G内的路徑2ί 4耦⑸46麵流麟㈣來進人。趣導管6〇通 200946223 過支架40内的開口 62,在這裡開口 62使用密封44。 圖8是包含擠製多小室-物體或蜂的巢反應器丁2初面透 視圖，顯示著耦合到擠製物體2〇邊緣上輸入輸出端埠3〇的 流體耦合器46。流體耦合器46包含流體耦合器物體5〇,具 有圍繞流體通道54的凸起同心圓環52。當組合時，藉著將 凸晨52壓在物體2〇邊上形成的扁平表面沾上來保持彈性體 〇%< 56。擠製物體2〇内大多數的壁板結構提供充分的支撐 給扁平表面58堅固的壓縮密封。 譬如圖8實細的反應|| 12可財比賴反應器1〇較 佳的設計，圖9所示為本發明連結反應器1〇的橫截面圖，依 據本發明另一現行的較佳實施例，包含擠製多小室物體或 蜂巢體20,並顯示到擠製物體2〇的流體連結。圖8實施範例 的優點包括沒有密封44，而且沒有直接在兩個流體路徑巩 之間的任何密封（譬如密封44或流體輕合器⑹。因此密 Ο =材料可以分別最佳化每個路徑的流體，而且密封失敗不 會導致流體從兩個路徑28,48混合。 _圖^和U是包含擠製多小室物體或蜂巢的反應器12平 道^本發明的另—個實施例，在垂直於小室或通 個流體路徑28。如圖中所看見的，這 小室二：=Γ28内疊合，以使路徑28在垂直於 端^ w ^成平行路徑。圖12是擠製物體2〇的- 或分隔流^截面圖，顯示根據本發明在疊合 22, 24平面的―端^方法，兩個通道從平行小室或通道 幵σ’分隔成兩個通道，而且在擠製物體 6 200946223 20之内開始。

端垾3U開始之疊合方法或結構。 圖，顯示 3的輸入 圖14是擠製物體或蜂巢結構的部份侧面圖，顯示多個 通道28在擠製物體之内，在擠製物體—面上_板或扁平 表面58上的輸入端埠30開始的另一種實施例。 如圖15的橫截面圖所示，在擠製物體邊上有輸入端埠 的實施例，如果需要可以在輸人端埠3Q使襲住通道從的 栓塞27,以防止或減少沿著路徑或通道沈”失效”體積。 如圖16的橫截面圖所示，有和單一小室或通道22,24同 樣或較小寬度的輸入端埠30,可進入在擠製物體2〇之内，在 拉伸物體20 —面上的輸入端埠30開始的兩個通道沈。在圖 16 18中，Xs己5虎表示從視線到圖平面内的路徑或通道28。 如圖17和18的橫截面圖所示，有和單一小室或通道烈， 24同樣或較大寬度，但小於兩個小室或通道的輸入端埠 可進入在擠製物體20之内，在擠製物體20 —面上的輸入端 埠30開始的四個通道28。 【圖式簡單說明】 圖1是包含擠製多小室物體或蜂巢的反應器平面圖，顯 示依據本發明一項實施例在垂直於小室的平面中的流體路 徑。 圖2是圖1中包含擠製多小室物體或蜂巢的反應器侧面 圖，顯示依據本發明一項實施例流體路徑的其他細節。 200946223 =擠製物體的一端或兩端閉合通道的橫截 不本4明在通道中相亙連接的一種有用方法。 ，頌 圖4是擠製物體的一端或兩端閉道 示本發明在通道中相互連接的另一種有用=橫截面圖，顯 圖5是包含擠製多小室物體或蜂巢的反應 舰―樹的另一種 Ο :合=:=輪 盗0 圖7是包含擠製多小室物體或蜂巢的本發日月反應器斷 面圖，顯不依據本發明流體連接至擠製物體。 圖8是包含擠製多小室物體或蜂巢的反應器分解透視 圖，顯示祕驗製倾邊社輸人輸$稱的流體 器。 。 圖9是包含擠製多小室物體或蜂巢的本發明反應器的 橫戴面圖，顯示依據本發明另一實施例，流體連接到擠製物 圖10是包含擠製多小室物體或蜂巢的反應器平面圖， 顯示依據本發明的實施例在垂直於小室的平面中的另一種 流體路徑。 圖11疋包含擠製多小室物體或蜂巢反應器平面圖，顯 示依據本發明的實施例在垂直於小室的平面中的更進一步 另一種流體路徑。 8 Ο Ο 200946223 通道從-端開始而且麵製物體之内開=有用方法，兩個 圖13是包含擠製物體或蜂 顯示多個通道在概製物體分平面圖， 開始。 體^的輪入端蟑處 ^ 14是包含㈣_或蜂驗構1 :=通道在擠製物體内在擠製物體-側壁板上輸入端 圖15是擠製無或蜂巢結構之斷關，顯示深的检塞。 圖16是擠製物體或蜂巢結構的橫截面圖，顯示兩個通 纷在擠製物體内在擠製物體—邊的輸入端蜂處3〇開始。 圖17和18是㈣物體或蜂巢結構的兩個不同實施範例 通道28在縣物如在補㈣—邊的輸人端蟑30 【主要元件符號說明】 連、、吉反應器1 〇;反應器12;多小室擠製物體2〇;小室 或通道22, 24;群組25;栓塞27;流體路徑28, 48;輸入端 阜3〇;端點32, 34;進入管36;支架40;密封42, 44;扁平 表面58。 ’

Claims (1)

1. 200946223 七、申請專利範圍： 1·—糧多糧盈盈反應作用之反應器，該流體為連續流系之 流體，反應器包括： ❹ ❹ 夕小至擠製物體，其具有多個小室由物體的第一端到第 二端方向平行延伸，此物體具有第一組小室在物體的兩端 敞開著以及第二組小室在物體的一端或兩端閉合著，第二 組是連續的小室以及共同界定出至少部份通過物體延伸 的流體通道的至少-部份，通道具有沿著第二組小室前後 蜿蜒的路徑，而且在第二組小室内或在接近物體端點處通 道在小室和小室之間橫向連接。 2.依據申請專利範圍第！項之反應器，其中通道在垂直於物 體小至平面中具有一個小室之寬声。 弟一端以及被物體之小官囹 塞加以閉合。 ®繞者’其在物體之第-端以栓 ^依^請專利範圍第4項之反應器，其中更進-步包含搞 端埠之流體輕合器，流體搞合器 繞著輸入端埠之或拾塞所支撐表面上，該栓塞在圍 項之反應器，射更進—步包含麵 輸㈣之流軸合器，流_合器附接至栓塞或栓 200946223 塞所支撐表面上，該栓塞在圍繞著輸入端埠之小室中。 7. 依據争請專利麵第6項之反應器，其争流體輕合器藉由 燒結玻璃料附接至栓塞或栓塞所支撐表面上。 8. 依據中請專利範圍第丨項之反龍，其中通道可由物體外 側經由輸入端埠以及輸出端槔進出，輸入端璋位於物體側 邊處壁板中。 9·依據申請專观圍第8項之反應H，其巾更進—步包含搞 合至輸入端埠之流體耦合器，流體耦合器具有壓力密封並 °巾壓力密封緊壓在物_邊處壁板上。 "、 10.依據申請專利範圍第8項之反應器，其中更進一步包含 耦合至輸入端埠之流體耦合器，流體耦合器附接至物體側 邊處壁板上。 11·依據申請專利範圍第10項之反應器，其中流體耦合器藉 由燒結玻璃料附接至物體側邊處之壁板。 12. 依據申請專利範圍第丨項之反應器，其中第二組小室共同 Φ 界定出至少部份通過物體延伸的第一流體通道以及至少部 伤通過物體延伸的第二流體通道的至少一部份，第一及第二 ' 通道均具有沿者第二組小室前後婉挺的路徑，而且第一通道 及第二通道均在第二組小室内或在接近物體端點處在小室 和小室之間橫向連接。 13. 依據申請專利範圍第12項之反應器，其中第一及第二通 道啟始於通道内以及由單一通道形成。 14. 依據申請專利範圍第12項之反應器，其中第一及第二通 道均終止於物體内以及再結合形成單一通道。 200946223 15. 依據申請專利範圍第12項之反應器，其中第一及第二通 道啟始於輸入端埠處。 16. 依據申請專利範圍第12項之反應器，其中第一及第二通 道啟始於物體端處或其附近。 17. 依據申請專利範圍第1項之反應器，其中通道在第二組小 室内經由第二組小室之縮短小室壁板在小室和小室之間橫 向連接。 18. 依據申請專利範圍第9項之反應器，其中物體包含栓塞， 其鄰接輸入端埠處通道。 G 12