[發明專利]一種利用高溫原料氣體自載熱和反應熱的催化反應器

在審

• 申請號: 202011030514.3
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112221434A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 李忠
• 申請（專利權）人: 李忠
• 主分類號: B01J8/04
• 分類號: B01J8/04
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 何麗英

1.一種利用高溫原料氣體自載熱和反應熱的催化反應器，其特征在于，包括主體外殼(15)及設置于所述主體外殼(15)內的受熱室(14)和排氣集氣室(18)；所述受熱室(14)內設有催化劑反應床(8)；所述催化劑反應床(8)的進氣端與所述受熱室(14)連通，排氣端與所述排氣集氣室(18)連通；進入所述受熱室(14)內的高溫原料氣體為所述催化劑反應床(8)提供熱源，并且與催化劑反應床(8)內的催化劑進行催化反應，催化反應產生的高溫氣體進入排氣集氣室(18)內。

2.根據權利要求1所述的利用高溫原料氣體自載熱和反應熱的催化反應器，其特征在于，所述主體外殼(15)上設有與所述受熱室(14)連通的進氣管道(1)和與所述排氣集氣室(18)連通的排氣管道(2)；所述主體外殼(15)的外側包覆有保溫隔熱層(16)。

3.根據權利要求2所述的利用高溫原料氣體自載熱和反應熱的催化反應器，其特征在于，所述催化劑反應床(8)為列管式結構，包括多個平行設置的催化劑盛裝管(7)，所述催化劑盛裝管(7)的進氣端設有與進氣孔板(9)，排氣端設有排氣孔板(4)；

所述催化劑盛裝管(7)的進氣端側壁設有上管壁通孔，排氣端的側壁設有下管壁通孔。

4.根據權利要求3所述的利用高溫原料氣體自載熱和反應熱的催化反應器，其特征在于，所述受熱室(14)內沿高溫原料氣體的氣流方向依次設有相互連通的進氣分氣室(17)、主受熱室及進氣集氣室(12)；所述進氣分氣室(17)與所述進氣管道(1)連通；所述進氣集氣室(12)與各所述催化劑盛裝管(7)的進氣端連通。

5.根據權利要求4所述的利用高溫原料氣體自載熱和反應熱的催化反應器，其特征在于，所述受熱室(14)通過上供氣分配板(13)和下供氣分配板(6)分隔形成所述進氣分氣室(17)、主受熱室及進氣集氣室(12)，所述上供氣分配板(13)和下供氣分配板(6)上均布有多個通氣孔。

6.根據權利要求3所述的利用高溫原料氣體自載熱和反應熱的催化反應器，其特征在于，所述主體外殼(15)的頂部設有可拆卸的密封端蓋(10)。

7.根據權利要求2所述的利用高溫原料氣體自載熱和反應熱的催化反應器，其特征在于，所述催化劑反應床(8)為套管式結構，包括用于盛裝催化劑的套管(24)，所述套管(24)的進氣端設有與進氣孔板(9)，排氣端設有排氣孔板(4)。

8.根據權利要求7所述的利用高溫原料氣體自載熱和反應熱的催化反應器，其特征在于，所述受熱室(14)內沿高溫原料氣體的氣流方向依次設有相互連通的中心受熱室(35)、外層輸送氣道(32)及內層輸送氣道(33)，其中中心受熱室(35)與所述進氣管道(1)連通，所述內層輸送氣道(33)與所述套管(24)的進氣端連通。

9.根據權利要求8所述的利用高溫原料氣體自載熱和反應熱的催化反應器，其特征在于，所述中心受熱室(35)位于所述套管(24)的內側；所述內層輸送氣道(33)和所述外層輸送氣道(32)位于所述套管(24)的外側，形成迂回的輸送氣道。

10.根據權利要求2所述的利用高溫原料氣體自載熱和反應熱的催化反應器，其特征在于，還包括反應原料氣體自載熱能供給系統；所述反應原料氣體自載熱能供給系統包括原料換熱器、氣體原料高溫提升器及液體原料蒸汽發生器；

所述原料換熱器包括原料換熱器殼體及設置于所述原料換熱器殼體內的兩路換熱管束，兩路換熱管束分別用于通入氣體原料和液體原料；所述原料換熱器殼體設有進氣口和出氣口，所述進氣口與所述排氣管道(2)連通；

所述氣體原料高溫提升器包括兩個氣體原料進口和一個高溫氣體原料出口；其中一氣體原料進口與所述原料換熱器中通入氣體原料的換熱管束連通；所述高溫氣體原料出口與所述進氣管道(1)連通；

所述液體原料蒸汽發生器的進液口與所述原料換熱器中通入液體原料的換熱管束連通，所述液體原料蒸汽發生器的排氣口與所述氣體原料高溫提升器的另一個氣體原料進口連通。