CN201161186Y - 一种低压并联双层换热板式反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及低压并联双层换热板反应器，它包括筒体内的触媒筐、换热器和进水、气中心管，筒体中部设有一横向隔板，隔板将筒体分隔成上、下各自独立的触媒筐，触媒筐中装设有换热板式换热器，换热板在筒体内平行排列，本实用新型可一塔作两塔用，充分挖掘了触媒的潜力，大大增加了触媒利用系数，设备运行阻力仅为原塔的1/8，冷管换热改为换热板换热，即各种压痕的换热板构成一组传热效率极高的换热器，其总传热系数比一般冷管型换热大许多，在具有低阻力的特性下，换热板换热可大幅增加产量，当换热板冷流体为水时可产中压蒸汽。制作方便可行，不仅可大大降低投资与生产成本，还因具有自动装、卸载触媒的功能，为当前甲醇反应器大型化开创了新途径。

Description

一种低压并联双层换热板式反应器

技术领域

本实用新型涉及化工设备，具体涉及一种换热板式气固相催化反应装置。

技术背景

为保证放热化学反应的连续进行，需不断移出反应热，以使反应过程沿最佳温度曲线进行。如甲醇生成反应为气固相可逆催化放热反应，其反应热的移出有多种方式，其中目前工业上主要采用冷管型反应器，即边反应边移走热量，以达到最佳反应速率，取得较满意的产量和转化率，并使反应器阻力达到最小化。这种冷管型反应器的特点是，由于触媒容易老化、使用寿命短，因而在实际中采用大量填装触媒，以加大备用系数，延长触媒更换周期，但太大的备用糸数，增加了触媒床层高度，因而大大增加了设备运行阻力和动力消耗。

发明内容

本实用新型提供一种可增加触媒利用系数、大幅降低设备运行阻力并可大大提高生产能力的低压并联换热板式气固相催化反应装置。

为实现本实用新型目的，这种低压并联双层换热板式反应器包括装设在筒体内的触媒筐、换热器和中心管，其特征在于所述筒体中部设有一横向隔板，所述隔板将筒体分隔成上、下各自独立的触媒筐，各触媒筐中装设有换热板式换热器，换热板的上端口分别与换热介质总管相接，上层换热板的下端口接上层升气管，下层换热板的下端口接下层升气管。

所述升气管的出口分别与触媒层相通，而对副产蒸汽类型反应器，其出口则分别接筒体外。

所述换热板分别由两相同压痕的金属板对接构成，两金属板所对接的各周边间固连封闭，从而在两金属板间的缝隙间形成流体通道。

所述换热板在筒体内平行排列或扇形排列，或根据其他工艺要求而设计成各种形式的排列。

所述换热板上的压痕为波纹状、线条状、折线状或鼓泡状。流体以曲折行进方式流过上述压痕的换热板时，一方面加快了流体流速，极大提高总传热糸数，并延长了流体通过的时间，不仅可使触媒层聚集的反应热及时由该换热器内的流体带走，同时使板内流体得到预热。

所述上触媒筐底部为一锥形多孔板气体收集器，其下端的触媒卸出管、穿过下触媒筐的上层出气管直抵塔底部；上层零米压板上设有与下层触媒筐相通的触媒填装管，筒体顶部设有分别与上层触媒筐和下层触媒筐相通的冷激副管线。

本实用新型取得的技术进步：由于将原填装大量触媒的冷管型反应器分隔为两上下并联的反应塔，即把塔下部原备用的触媒层利用起来并联为一新塔，使得一塔作两塔用，充分挖掘了触媒的潜力，大大增加了触媒利用糸数，设备运行阻力仅为原塔的1/8，同时换热元件由冷管换热改为换热板换热，即将各种压痕的换热板拼装在一起构成一组传热效率极高的换热器，可按照所选形状排列装配在筒体内，不受上部封头大小限制，其总传热糸数比一般冷管型换热大许多，可使触媒层聚集的反应热及时由该换热器内的流体带走，在具有低阻力的特性下，使用换热板换热可大幅增加产量，制作方便可行，不仅可大大降低投资与生产成本，而且还因具有自动装、卸载触媒的功能，为当前甲醇反应器大型化开创了新途径，具有较好的推广前景和经济效益。

附图说明

以下结合附图对本实用新型作进一步描述。

图1为本实用新型结构示意图。

图2为图1的A-A向剖面示意图。

图3为图1的另一种实施方式结构示意图。

具体实施方式

实施例1：如图1所示，在现有低压甲醇合成塔筒体2内装设触媒筐、换热器和进水中心管，筒体2中部设有一横向隔板19，隔板19将筒体2分隔成上、下各自独立的触媒筐3a、3b，上触媒筐3a底部为一锥形多孔板气体收集器18，其下端的触媒卸出管23穿过下触媒筐3b的上层出气管22直抵塔底部。上层零米压板7上设有与下层触媒筐3b相通的触媒填装管4，各触媒筐中装设有换热板式换热器，换热板14a、14b分别由两相同外型尺寸且相同压痕的金属板构成，两金属板所对应的各周边间焊接连接形成封闭的空间，两金属板间留设的缝隙形成流体通道，换热板14a、14b两端分别设流体出入口，换热板14a、14b上的压痕为波纹状(或线条状或折线状或鼓泡状)。换热板14a、14b在筒体1内平行排列(如图2所示)，或根据其他工艺要求扇形排列或设计成各种形式的排列方式。换热板14a、14b上端口分别与换热介质总管15相接，换热板14a的下端口接上层升气管13，换热板14b的下端口接下层升气管21，升气管13、21的出口分别接筒体2外压力容器。

本实施例采用水为换热介质，锅炉给水从筒体2外部上、下层水进口管10a、10b，分别经由上、下层升气管13、21进入上层下集气管16、下层下集气管24，再分流到上层换热板14a和下层换热板14b中，换热板14a中的水与触媒层换热后，温度升高汽化，水蒸汽经换热板14a上端出口依次经上层上集汽管12、上层分水管11进入出水中心管直通塔顶部9出塔；另一路经下层下集气管24分到流下层换热板14b中，经换热板14b与触媒层换热后，换热板14b内水温升高，产生的蒸汽从换热板14b上端出口依次经下层上集汽管20、下层分水管17、出水中心管，从顶部9出塔，出塔的水蒸汽入压力容器。预热后的反应气体经筒体2顶部上层进气口8a、下层进气口8b分别进入上、下层气体分布器，使气体能均匀进入各触媒层，反应后的上层气体依次经上层气体收集器18、上层出气管22、连通管25经塔底部出口27出塔；反应后的下层气体直接从塔下部出口26出塔。

实施例2：如图3所示，本实施例与实施例1不同之处是上层升气管13和下层升气管21的出口分别通所在触媒层，本实施例采用反应气为换热介质，反应气从筒体2顶部进气口9进入总管15后经上层分气管11和下层分气管17分别入上、下层上集气管12、20，经上、下层换热板14a、14b与触媒层换热后，依次经上层换热板14a底部出口、上层下集气管16、上层升气管13后进入筒体2顶部气体分布器，再入上触媒层进行反应；经下层触媒层换热后的下层气体依次经下层换热板14b底部出口、下层下集气管24、下层升气管21后进入下层气体分布器，再入下触媒层进行反应，反应后的气体经下触媒筐3b下部的气体出口管26出塔。

以上实施例中筒体2顶部都设有与上层触媒筐3a和下层触媒筐3b相通的上、下层冷激副管线6，下层冷激副线管与顶部副线口相连，并穿过上层零米压板7、上触媒筐3a、气体收集器18、隔板19后到下触媒筐3b。本实用新型还设有自动装卸触媒功能，下层触媒的装填是由设在上层零米板7与下层零米板5之间的装填管4中装入。上层触媒的卸出可由气体收集器18底部的触媒卸出管23卸至塔底部，打开人孔1即可卸出全塔触媒。

Claims (7)

1.一种低压并联双层换热板式反应器，包括装设在筒体(2)内的触媒筐、换热器和中心管，其特征在于所述筒体(2)中部设有一横向隔板(19)，所述隔板(19)将筒体(2)分隔成上、下各自独立的触媒筐(3a、3b)，各触媒筐中装设有换热板式换热器，换热板(14a、14b)的上端口分别与换热介质总管(15)相接，换热板(14a)的下端口接上层升气管(13)，换热板(14b)的下端口接下层升气管(21)。

2.根据权利要求1所述的低压并联双层换热板式反应器，其特征在于所述升气管(13，21)的出口分别接筒体(2)外。

3.根据权利要求1所述的低压并联双层换热板式反应器，其特征在于所述升气管(13，21)的出口分别与触媒层相通。

4.根据权利要求1、2或3所述的低压并联双层换热板式反应器，其特征在于所述换热板(14a、14b)分别由两相同压痕的金属板构成，两金属板所对应的各周边间固连封闭，两金属板间的缝隙形成流体通道。

5.根据权利要求4所述的低压并联双层换热板式反应器，其特征在于所述换热板(14a、14b)在筒体(2)内平行排列或扇形排列。

6.根据权利要求5所述的低压并联双层换热板式反应器，其特征在于所述换热板(14a、14b)上的压痕为波纹状、线条状、折线状或鼓泡状。

7.根据权利要求6所述的低压并联双层换热板式反应器，其特征在于所述上触媒筐(3a)底部为一锥形多孔板气体收集器(18)，其下端的触媒卸出管(23)穿过下触媒筐(3b)的上层出气管(22)直抵塔下部；上层零米压板(7)上设有与下层触媒筐(3b)相通的触媒填装管(4)，筒体(2)顶部设有分别与上层触媒筐(3a)和下层触媒筐(3b)相通的冷激副管线(6)。

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