[實用新型]高效熱交換反應(yīng)器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220616836.0
• 申請日: 2012-11-20
• 公開（公告）號: CN202921278U
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧國輝
• 申請（專利權(quán)）人: 邁瑞爾實驗設(shè)備（上海）有限公司
• 主分類號: B01J8/22
• 分類號: B01J8/22
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種漿態(tài)床反應(yīng)器，適用于強放熱漿態(tài)床反應(yīng)。

背景技術(shù)

漿態(tài)床反應(yīng)器主要應(yīng)用于生物化工、污水處理、醫(yī)藥化工、農(nóng)副產(chǎn)品加工、精細化工、石油化工、煤化工、化工冶金等領(lǐng)域。有的漿態(tài)床在常溫常壓下操作，有的在常溫高壓下操作，有的在常壓加溫下操作，有的在加溫加壓下操作。

申請?zhí)枮?1118470.1的中國專利公開了一種漿態(tài)床合成反應(yīng)裝置。該裝置用于合成氣制取甲醇和二甲醚。原料氣體從反應(yīng)器底部氣體分布器進入床層，漿液和固體催化劑則通過器外循環(huán)增強熱、質(zhì)傳遞作用。申請?zhí)枮?00410012366.7公開了一種高效漿態(tài)床反應(yīng)器，其主要用途也是以合成氣制取甲醇和二甲醚。

申請?zhí)枮?3151109.0的中國專利公開了一種連續(xù)操作的氣液固三相漿態(tài)床工業(yè)反應(yīng)器，用于費-托合成制取燃料油。合成氣從反應(yīng)器底部經(jīng)分布器進入床層，床層設(shè)置多段換熱器移取反應(yīng)過程產(chǎn)生的熱量。申請?zhí)枮?00620024844.0的中國專利公開了一種煤液化合成油反應(yīng)器，也用于費-托合成制取燃料油。

申請?zhí)枮?00720155903的中國專利公開一種新型內(nèi)循環(huán)漿態(tài)床反應(yīng)器，用于合成氣制取烴類、醇類、醚類、脂類等有機物。該反應(yīng)器中心設(shè)置一上大下小的提升管，氣體和漿液從中向上流動。提升管管壁纏繞盤管，用于移取反應(yīng)釋放熱量。這種反應(yīng)器用于煤直接液化或油煤漿臨氫轉(zhuǎn)化時首先會遇到漿液短路問題，即入口漿液直接從底部出口流出，而不進入提升管；其次在工業(yè)化生產(chǎn)時，采用一個所謂提升管，由于直徑大，很難保證氣體分布均勻；第三，氣泡在一個提升管內(nèi)向上流動，如果床層較高，由于氣泡的聚散作用，會形成太多的大氣泡，大氣泡破裂時造成床層不穩(wěn)定；第四，反應(yīng)器底部設(shè)計沒有考慮固體顆粒沉降問題，如果用于煤液化反應(yīng)操作，容易形成死角，引發(fā)結(jié)焦。

申請?zhí)枮?00710037008.5的中國專利專利公開了一種帶內(nèi)循環(huán)和外部換熱的漿態(tài)床反應(yīng)裝置及其應(yīng)用。所謂的內(nèi)循環(huán)是指反應(yīng)器底部存在的的氣體內(nèi)循環(huán)，這種反應(yīng)器主要用于合成氣生產(chǎn)液體燃料。

對于強放熱反應(yīng)來說，及時移走反應(yīng)器非常重要。單純使用換熱器來移取熱量可以解決一部分漿態(tài)床強放熱問題。而有些漿態(tài)床反應(yīng)器內(nèi)漿液流動速率較低，僅靠換熱器效果并不理想。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種換熱效果較好，能及時將反應(yīng)熱移走的熱交換反應(yīng)器。

為了達到上述目的，本實用新型提供了一種高效熱交換反應(yīng)器，包括反應(yīng)器主體，反應(yīng)器主體為設(shè)有上封頭及下封頭的圓柱體，反應(yīng)器主體上設(shè)有進料口、出料口、導熱介質(zhì)進料口、導熱介質(zhì)出料口、氣體進料口及氣體出料口，其特征在于，反應(yīng)器主體內(nèi)設(shè)有至少一根套管，每根套管由相互嵌套的內(nèi)管及外管組成，內(nèi)管的兩端從外管的兩端露出；外管的兩端封閉且分別與導熱介質(zhì)進料口、導熱介質(zhì)出料口連通；氣體進料口與內(nèi)管或排氣管連通；當氣體進料口與內(nèi)管連通時，內(nèi)管的底部封閉；當氣體進料口與排氣管連通時，從排氣管中釋放的氣體將每根套管周圍的漿液包圍。

優(yōu)選地，所述內(nèi)管的內(nèi)徑為0.01～1.0米，內(nèi)管與所述外管之間的距離為0.01～0.3米。

進一步地，所述內(nèi)管的內(nèi)徑為0.01～0.2米，內(nèi)管與所述外管之間的距離為0.01～0.1米。

進一步地，所述內(nèi)管的內(nèi)徑為0.1～0.5米，內(nèi)管與所述外管之間的距離為0.05～0.2米。

優(yōu)選地，所述套管的高度為反應(yīng)器高度的1/2～4/5。

優(yōu)選地，所述內(nèi)管的頂端低于反應(yīng)器內(nèi)液面0.5～5.0米。

進一步地，所述內(nèi)管的頂端低于反應(yīng)器內(nèi)液面0.6～3.0米。

反應(yīng)器主體內(nèi)徑一般在0.05～10米之間，小型或中型試實驗規(guī)模裝置內(nèi)徑較小。反應(yīng)器高度一般在0.5米～50米之間，具體高度由反應(yīng)過程要求確定。下封頭可以是部分圓球形或橢圓形，也可以是圓錐形。上封頭是部分圓球或橢圓形。上封頭與筒體的接合方式為可拆卸式，便于套管安裝與檢修。

套管均布于反應(yīng)器內(nèi)，由內(nèi)構(gòu)件固定，套管數(shù)量在1～200根之間，均為可拆卸形式。每只套管由兩根直徑不同的管材焊接而成，套管管程走氣體與漿液的混合流體，在反應(yīng)器內(nèi)形成內(nèi)循環(huán)；殼程流經(jīng)導熱介質(zhì)，可及時移走反應(yīng)熱。套管殼程之間導熱介質(zhì)管線并聯(lián)連接，可上進下出，也可下進上出，視反應(yīng)熱效應(yīng)而定。套管底部設(shè)置的出氣管采用氣體分布器，內(nèi)徑較小時可設(shè)置氣體噴管或噴嘴。套管底部邊緣可根據(jù)反應(yīng)器下部封頭的幾何形狀進行高度調(diào)整，以避免反應(yīng)器底部漿液流動“死區(qū)”。