[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

本發明涉及催化反應器，特別涉及一種利用高溫原料氣體自載熱和反應熱的催化反應器。包括主體外殼及設置于主體外殼內的受熱室和排氣集氣室；受熱室內設有催化劑反應床；催化劑反應床的進氣端與受熱室連通，排氣端與排氣集氣室連通；進入受熱室內的高溫原料氣體為催化劑反應床提供熱源，并且與催化劑反應床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內。本發明即能確保反應器在催化反應過程中對原料用量的精準控制，又能根據催化反應器內部的催化劑反應床需要的反應溫度進行靈活調整，只要控制好反應原料氣體的實際使用溫度，就能做到精準控制催化劑反應床的的最佳反應溫度。

技術領域

本發明涉及催化反應器，特別涉及一種利用高溫原料氣體自載熱和反應熱的催化反應器。

背景技術

化學反應過程是化工的核心與關鍵，對絕大多數反應過程而言，反應中介質的加熱方式及加熱效率對反應效率和質量有著重大影響。傳統的氣固相接觸催化反應器主要用于氣固相接觸催化反應，是將反應原料的混合物料在一定溫度、壓力、流量下通過固體催化劑而完成的，它一般都采用連續的工作方式，不能用于移動式即開即停非常靈活的工作方式。在連續工作過程中，當反應放熱量很大時，由于傳統的氣固相接觸催化反應器沒有設計特殊的換熱和散熱功能，連續工作時極易出現飛溫現象，使反應溫度失去控制，超過允許的溫度范圍，造成固體催化劑失活現象發生，從而影響了化學反應的順利進行。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種利用高溫原料氣體自載熱和反應熱的催化反應器，以解決傳統氣固相接觸催化反應器在工作過程中，反應器的供熱和反應溫度不好控制，尤其反應放熱量很大時，極易出現飛溫現象的問題。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種利用高溫原料氣體自載熱和反應熱的催化反應器，包括主體外殼及設置于所述主體外殼內的受熱室和排氣集氣室；所述受熱室內設有催化劑反應床；所述催化劑反應床的進氣端與所述受熱室連通，排氣端與所述排氣集氣室連通；進入所述受熱室內的高溫原料氣體為所述催化劑反應床提供熱源，并且與催化劑反應床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內。

所述主體外殼上設有與所述受熱室連通的進氣管道和與所述排氣集氣室連通的排氣管道；所述主體外殼的外側包覆有保溫隔熱層。

所述催化劑反應床為列管式結構，包括多個平行設置的催化劑盛裝管，所述催化劑盛裝管的進氣端設有與進氣孔板，排氣端設有排氣孔板；

所述催化劑盛裝管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。

所述受熱室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、主受熱室及進氣集氣室；所述進氣分氣室與所述進氣管道連通；所述進氣集氣室與各所述催化劑盛裝管的進氣端連通。

所述受熱室通過上供氣分配板和下供氣分配板分隔形成所述進氣分氣室、主受熱室及進氣集氣室，所述上供氣分配板和下供氣分配板上均布有多個通氣孔。

所述主體外殼的頂部設有可拆卸的密封端蓋。

所述催化劑反應床為套管式結構，包括用于盛裝催化劑的套管，所述套管的進氣端設有與進氣孔板，排氣端設有排氣孔板。

所述受熱室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、外層輸送氣道及內層輸送氣道，其中中心受熱室與所述進氣管道連通，所述內層輸送氣道與所述套管的進氣端連通。

所述中心受熱室位于所述套管的內側；所述內層輸送氣道和所述外層輸送氣道位于所述套管的外側，形成迂回的輸送氣道。

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；