[實用新型]一種用于費托合成反應器的傳熱系統

有效

• 申請號: 201821536046.5
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN209222077U
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 孫啟文;顏芳;吳建民;岳建平;張金泉;滕強
• 申請（專利權）人: 上海兗礦能源科技研發有限公司
• 主分類號: B01J8/18
• 分類號: B01J8/18;B01J8/22;C10G2/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 陳亮

本實用新型涉及一種用于費托合成反應器的傳熱系統，該傳熱系統包括換熱元件、汽包，換熱元件設置在反應器內，在換熱元件的上部、中部及下步均設有具有特殊結構的支撐元件，換熱元件經集總管線形成的循環管道與汽包連接，循環管道上設有循環泵。與現有技術相比，本實用新型有效的解決了結構震動和應力集中等問題，避免了催化劑在反應器內局部堵塞造成的過熱失活和過熱結碳的問題，具有強化傳熱的換熱元件，提高了反應熱的移出和反應器的生產能力，具有換熱元件設計結構及布局合理，反應熱梯級回收效率高，避免反應器局部阻塞及催化劑堵塞，能夠確保反應器連續穩定運行的特點。

技術領域

本實用新型涉及反應器內構件系統領域，尤其是涉及一種用于費托合成反應器的傳熱系統。

背景技術

費托合成反應為強放熱反應，流化床反應器和三相(氣-液-固)漿態床反應器由于具有良好的傳熱和傳質效果在工業反應過程中應用廣泛，也是費托合成反應器最主要的反應器類型。對于反應放熱較大的催化反應過程，使用流化床和三相漿態床可以有效的移走反應熱，實現反應器的有效溫度控制，保證反應器的正常運行。在流化床反應器和三相(氣-液-固)漿態床反應器中，反應器內部的移熱元件是保證反應器正常運行的關鍵部件。在大型流化床和三相漿態床反應器中，換熱器的分布應在有效移出反應熱的同時，有利于反應器的流體力學分布。至今針對費托合成反應器使用的換熱元件存在的主要問題是換熱效率不高，結構不合理，布置困難，容易形成局部空間阻塞影響反應器的流體力學分布，以及催化劑沉積造成反應器內局部過熱而使催化劑燒結破損等。尤其對于大型化反應器，這些問題更加突出。

例如USP6201031B1專利中提出的采用多重U型管串聯結構，以及專利CN1233451C中提及的采用螺旋盤管式或迂回多程換熱管，以及有些專利中提及的列管式換熱元件等均存在傳熱效率差，反應器中布置困難的問題。

專利CN101396647A中體積的在漿態床費托合成反應器中采用U型換熱管或中心套管外加上升管的換熱元件同樣存在換熱效率不高，結構不合理，布置困難，容易形成局部空間阻塞的問題。

系統的解決這些問題對于實現流化床反應器及三相漿態床費托合成反應器連續穩定操作以及反應器放大非常重要。

實用新型內容

本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種用于費托合成反應器的傳熱系統。

本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種用于費托合成反應器的傳熱系統，包括換熱元件、汽包，

所述換熱元件設置在反應器內，經集總管線形成的循環管道與所述汽包連接，所述循環管道上設有循環泵，所述換熱元件內采用強制循環的帶壓沸騰水進行換熱，反應器內的反應熱以副產蒸汽的方式移出，汽包內的熱水經過循環泵加壓后進入反應器內的換熱元件，熱水在換熱元件內吸收費托合成反應放出的熱量，汽水混合物經集總管線匯集后進入反應器外部的汽包分離回收副產蒸汽，熱水進行循環。

所述外部換熱器設置在所述循環管道的旁路上，熱水在進入反應器內換熱元件前先經過外部換熱器對費托合成原料氣進行預熱，進一步提高反應熱的回收效率，當副產蒸汽壓力較高時，汽包出來的循環水的溫度也較高，可以采用循環冷卻水對原料氣進行預熱，進一步回收熱量，實現反應熱的高效梯級利用。

費托合成反應器可以是流化床反應器，也可以是氣-液-固三相漿態床反應器。

所述換熱元件布置在反應器的反應區，根據費托合成反應生成的反應熱及反應器的操作條件，反應器內的換熱元件可以采用一段或多段。

所述換熱元件為垂直的多級U型的換熱管的串聯的結構，串聯管數可以是2～36根，為一組換熱元件。垂直換熱管的長度為2～14米，相鄰換熱管之間采用標準彎頭進行連接，換熱元件經支撐系統支撐連接在反應器內部。