[實用新型]一種新型管壁式碳化硅反應器

有效

• 申請號: 202022979801.0
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN214233983U
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 閆永杰
• 申請（專利權）人: 南通三責精密陶瓷有限公司
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00;B01J19/02
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 姜京潤

本實用新型公開了一種新型管壁式碳化硅反應器，包括反應管，反應管是由碳化硅內管和碳化硅外管經一體化制成的管壁式通道管，碳化硅內管和碳化硅外管之間形成有反應槽流道，反應槽流道在反應管兩端的端口處通過封頭密封，封頭均設有與反應槽流道相連通的通道。本產品采用碳化硅材質高溫一體化焊接，提高了反應槽的抗壓能力；碳化硅內管的尺寸增大，提高了反應器的通量；該反應器能夠很好的應用在苛刻工況如高溫，溫度最高可達250℃，同時該反應器適應強腐蝕條件，通量大，成本低，能夠很好的應用在工業化微通道系統。

技術領域

本實用新型涉及化工裝備領域，尤其涉及一種新型管壁式碳化硅反應器。

背景技術

在精細化工領域，很多反應對于溫度的要求非?？量?，其介質往往具有強酸或強堿特性，并且反應的過程中產生較高的壓力，對反應器核心材料提出了非常高的要求。

碳化硅陶瓷具有高導熱和全面的耐酸堿腐蝕特性，特別適用強酸、強堿、強腐蝕、高速氣體沖刷、顆粒磨損等苛刻工況條件?？商幚戆浞帷OH等強腐蝕性物質，因此，成為微通道反應器首選。

碳化硅反應器目前幾乎都是采用板式結構，密封形式在低壓情況下采用O型圈或者鏡面密封，但通常壓力不超過15BAR；壓力更高的情況下，采用高溫熱壓焊接的方式，能夠用到40BAR。但該結構形式很難做到高通量，反應板大型化制造成本高，焊接成本高，而且存在較大的焊接應力，很難做到大型工業化。耐高壓力的高通量微通道反應器制約了碳化硅反應器的發展。

因此，急需找到一種新的反應器結構，以充分發揮碳化硅材料的優勢，提高耐壓能力，提高通量，而且要降低成本，促進碳化硅反應器在工業微通道的規模化推廣。

實用新型內容

為了解決上述技術所存在的不足之處，本實用新型提供了一種新型管壁式碳化硅反應器。

為了解決以上技術問題，本實用新型采用的技術方案是：一種新型管壁式碳化硅反應器，包括反應管，反應管是由碳化硅內管和碳化硅外管經一體化制成的管壁式通道管，碳化硅內管和碳化硅外管之間形成有反應槽流道，反應槽流道在反應管兩端的端口處通過封頭密封，封頭均設有與反應槽流道相連通的通道；

反應槽流道是在碳化硅內管和碳化硅外管之間經高溫焊接工藝加工而成的且反應槽流道型為螺旋式的槽流道，反應槽流道在反應管的一端的端口處形成有至少一個進料口，反應槽流道在反應管的另一端的端口處形成有至少一個出料口，反應管的兩端端口均通過封頭密封，一側的封頭上設有進物料管，進物料管通過進料口與反應槽流道相連通，另一側的封頭上設有出物料管，出物料管通過出料口與反應槽流道相連通。

進一步地，反應管的兩端的封頭之間通過外管連接，外管設置在反應管的外圍，外管至少有兩個且均與反應管平行設置，反應管的兩端端口與封頭的接觸面間均匹配設置有墊片和密封圈，墊片設置在反應管與封頭之間，密封圈設置在外管與封頭之間，封頭上遠離墊片的一端設有用于提升密封壓力的緊固支撐件。

進一步地，反應管的碳化硅內管上設置有一號介質進口和一號介質出口，碳化硅外管上設置有二號介質進口和二號介質出口。

進一步地，反應管的直徑不小于100mm，反應管的長度為100mm-3000mm,反應管1內的密封壓力不大于20BAR，反應管內的溫度不大于250℃。

進一步地，外管采用碳鋼或不銹鋼材質，反應管采用碳化硅材質，封頭采用聚四氟乙烯材質。

一種新型管壁式碳化硅反應器的制造方法，制造方法如下：

a.內、外素胚管成型：采用直接等靜壓或者擠出成型碳化硅陶瓷素胚管材,作為碳化硅內管的內素胚管和碳化硅外管的外素胚管；

b.內素胚管加工：采用四軸加工中心的加工方法在內素胚管表面加工所需結構的反應槽流道以及物料的進料口、出料口，其中物料的進料口、出料口根據反應類型設為單進單出或多進單出，加工反應槽流道的類型；