[實用新型]一種合成氣制甲烷的流化床反應器內構件

有效

• 申請號: 201220279441.6
• 申請日: 2012-06-13
• 公開（公告）號: CN202741093U
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 徐新良;程易;徐亞榮;展江宏;吉定豪;劉志紅;李亞萍
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: B01J8/24
• 分類號: B01J8/24;B01J8/44;C07C9/04;C07C1/04
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術領域

本實用新型涉及一種合成氣制甲烷流化床反應器的內構件，屬于化工技術及設備技術領域。

背景技術

合成氣催化合成甲烷是煤制天然氣過程中的關鍵技術，流化床工藝和裝置是不同于傳統固定床工藝和裝置的新工藝和裝置。

流化床反應器相比于固定床具有更好的傳熱、傳質等特點，從而廣泛應用于能源、化工、生化等領域，尤其是強放熱的反應體系。傳質、傳熱和混合是決定流化床反應器性能的重要技術指標，直接影響轉化率、操作強度和產品質量。對于氣固流化床反應體系，傳質和傳熱往往是決定反應器效率的關鍵。

氣固流化床隨表觀氣速的增加，床層從均勻鼓泡、過渡態到湍動態逐步轉變，在床徑較小時還會出現柱塞狀態。在湍動和柱塞狀態時會出現一定數量球帽形大氣泡，由于大氣泡和小氣泡相比，比表面積非常小，從而嚴重影響了氣固兩相的接觸，同時，由于大氣泡上升更快，使部分氣體形成一定程度的短路。流化床內設置內構件，可以達到抑制氣泡聚并長大或破碎氣泡的目的，從而改善流化質量。

目前，國內外已報道的流化床內構件主要有水平構件、垂直構件和復合構件三種類型。常見的水平內構件有多孔板、單旋或多旋導向等形式。垂直構件主要為兼做換熱管的垂直管束，雖然具有結構簡單的優點，但是只具有限制氣泡長大的作用，而對破碎氣泡作用非常有限。水平構件和垂直構件適于在較低的表觀氣速下使用，當超過一定氣速后，在水平構件下方會出現“氣墊”，而在垂直內構件間會出現“氣節”。“氣墊”和“氣節”的出現會降低反應器的生產強度，對傳質、傳熱等有一定的不利影響。

實用新型內容

本實用新型的目的提供一種合成氣制甲烷的流化床反應器內構件，該內構件不僅可以有效破碎氣泡、抑制氣泡的聚并，提高傳質效率，提高反應的轉化率和選擇性，同時還具有通量大、不易堵塞、阻力小的優點，而且具有加工和安裝簡單。

本實用新型所述的合成氣制甲烷流化床反應器內構件，該反應器內構件由至少一層水平格柵組成，每層水平格柵由一個或多個構件單元平行排列或環形排列組成，每個構件單元由交錯排布的導流板和隔板構成，導流板和水平方向的銳角夾角呈25-80°角焊接在隔板上，相鄰的兩個導流板方向相反，相鄰構件單元的導流板設置方向相反，上下相鄰兩層水平格柵中相對應的構件單元內導流板互為反向設置，隔板垂直設置，高度為導流板高度的1-1.5倍；相鄰的導流板垂直投影間距為2-30mm；導流板寬度為2-40mm，相鄰兩層水平格柵間距為0-10倍格柵高度；或構件單元不設置隔板，通過相鄰構件單元內相交錯對應的導流板連接處進行連接。

應用本內構件于合成氣甲烷化流化床中，在反應進行中相鄰構件單元內反向安裝的導流板能夠使氣固兩相在經過格柵時產生交錯流動，而上下相鄰格柵間相對應的構件單元內反向設置的導流板會使氣固兩相在垂直方向上形成更加曲折的流動，這樣的流動方式不僅能夠達到破碎氣泡和抑制氣泡聚并的作用，增強了氣固兩相間的接觸效果，且有助于氣固兩相在水平方向的混合接觸，從而可大大增強氣固間的傳質、傳熱效果，操作性能。

本內構件與現有技術相比，在流化床操作中可以破碎氣泡和抑制氣泡聚并，阻力小，不易堵塞，通量大，且加工和安裝方便的優點。

附圖說明

圖1a和1b為內構件中構件單元的結構示意圖。

圖2a和2b為合成氣制甲烷流化床反應器內構件的實施例結構示意圖。

圖3為合成氣制甲烷流化床反應器內構件的實施例結構示意圖。

圖中1—導流板；2—隔板；W—導流板寬度；H—導流板高度；D—導流板垂直投影間距；h—水平格柵間距；a—銳角夾角。

具體實施方式

本實用新型所述的合成氣制甲烷流化床反應器內構件，該反應器內構件由至少一層水平格柵組成，每層水平格柵由一個或多個構件單元平行排列或環形排列組成，每個構件單元由交錯排布的導流板1和隔板2構成，導流板和水平方向的銳角夾角a呈25-80°角焊接在隔板2上，相鄰的兩個導流板方向相反，相鄰構件單元的導流板設置方向相反，上下相鄰兩層水平格柵中相對應的構件單元內導流板互為反向設置，隔板垂直設置，高度為導流板高度H的1-1.5倍；相鄰的導流板垂直投影間距D為2-30mm；導流板寬度W為2-40mm，相鄰兩層水平格柵間距h為0-10倍格柵高度；或構件單元不設置隔板，通過相鄰構件單元內相交錯對應的導流板連接處進行連接。