[發明專利]列管式固定床反應器的設計方法

在審

• 申請號: 201410631336.8
• 申請日: 2014-11-11
• 公開（公告）號: CN105642200A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 袁茂全;吳珂;馬斌全;朱凱;李增珍;孫策;繆暉;陳斌武;顧海霞;沈帥
• 申請（專利權）人: 上海氯堿化工股份有限公司
• 主分類號: B01J8/06
• 分類號: B01J8/06
• 代理公司: 上海金盛協力知識產權代理有限公司 31242
• 代理人: 羅大忱

技術領域

本發明涉及一種列管式固定反應床的設計方法，屬于化工反應器制造 的技術領域。

背景技術

列管式固定床反應器，管程中裝有催化劑，氣體流經管程在一定溫度 范圍內進行化學反應；熔鹽流經殼程將化學反應產生的熱量帶走。列管之 間的溫度均勻性非常重要，如果溫差過大，有可能出現爆管而導致生產停 滯甚至出現安全事故。為提高列管的溫度均勻性，必須對散熱熔鹽的入口 做到來流均勻。

專利號為CN2443770Y的專利公布了一種實現等量分流的裝置。該裝 置是通過不同的條形孔的高度實現不同的條形孔面積，由于來流的流速不 均勻性，流速大的地方面積要小，流速小的地方面積要大，從而實現了各 個孔的流量均等。

上述裝置有如下缺點：

1.由于各個條形孔的尺寸不同，增加了加工的難度；

2.該專利給出條形孔的尺寸，是基于特定的流體、流量的情況下獲得 的，如果流體的種類或者設計流量發生了改變，都需要通過大量的實驗來 獲取新的參數，通用性不強；

3.條形孔的加工難度要比圓形孔大；

4.條形孔的高度不同，沿反應器周向上流體沖向列管的高度不同，會 帶來列管上的溫度不均勻性；

5.該裝置保證了流量的均勻性，但是沒有實現流速的均勻性。相同的 流量以不同的流速沖刷列管，所對應的換熱能力是不同的，不利于列管的 溫度均勻性。

發明內容

本發明的目的是提供一種列管式固定床反應器的設計方法，以克服現 有技術存在的缺陷。

所述列管式固定床反應器的設計方法，所述列管式固定床反應器，包 括有反應管(1)、密閉的容器(2)、熔鹽進口(7)、熔鹽出口(8)、進口 環形流道(41)、出口環形流道(42)、均流孔(5)和隔板(9)；

所述隔板(9)的邊緣與密閉的容器(2)的內壁密封連接；

底部的所述的進口環形流道(41)設置在底部花板的上方，其余的所 述的進口環形流道(41)設置在所述的隔板(9)的上方，頂部的所述的出 口環形流道(42)設置在頂部花板的下方，其余的所述的出口環形流道(42) 設置所述的隔板(9)的下方，進口環形流道(41)和出口環形流道(42) 環繞在所述的密閉的容器(2)的器壁外；

熔鹽進口(7)與進口環形流道(41)相連通，熔鹽出口(8)與出口 環形流道(42)相連通；

所述均流孔(5)設置在與進口環形流道(41)和出口環形流道(42) 相對的密閉的容器(2)的器壁上；

所述的反應管(1)穿過隔板(9)，并通過花板(101)垂直設置在密 閉的容器(2)中；

其特征在于，進口環形流道(41)的截面面積Al為均流孔面積Aj之 和的2倍以上；

術語“進口環形流道(41)的截面面積Al”，指的是，流體流動方向的 斷面面積；

通過該方法設計的列管式固定床換熱器，有如下優點：

壁面上的各個小孔是相同尺寸均布的，容易加工；該方法具有通用性， 針對不同尺寸規模/反應容量的反應器都可以使用該方法；推薦壁面的小孔 使用圓形孔，方便加工；圓孔在壁面上是均勻分布的，沿反應器周向對反 應管的影響是相同的；由于小孔的面積和流量相同，因此經過小孔后的流 速相同，對反應管的沖刷速度一樣，造成的換熱效果一樣，有利于溫度的 均勻性。

附圖說明

圖1是按照本發明方法所設計的一種列管式固定床反應器的總體結構 示意圖；

圖2是按照該發明方法所設計的一種列管式固定床反應器的環形流道 和緩沖池的局部示意圖；

圖3是按照該發明方法所設計的一種列管式固定床反應器均流孔1/4 模型的開孔編號順序圖；

圖4是按照該發明所設計的實施例1的列管式固定床反應器部分均流 孔的質量流量分布圖。

具體實施方式

如圖1和圖2，所述列管式固定床反應器的設計方法，所述列管式固定 床反應器，包括有反應管(1)、密閉的容器(2)、熔鹽進口(7)、熔鹽出 口(8)、進口環形流道(41)、出口環形流道(42)、均流孔(5)和隔板(9)；

所述隔板(9)的邊緣與密閉的容器(2)的內壁密封連接；優選的， 所述的隔板(9)的數量為2～5塊；