專利名稱:軸向流板殼式等溫反應器的制作方法
技術領域:
本實用新型涉及一種殼式反應器,尤其是一種用于氣固相催化反應床內(nèi) 釆用冷板(換熱板)進行等溫移熱的板殼式反應器,具體地說是一種軸向流 板殼式等溫反應器。
背景技術:
目前,板殼式等溫催化反應器有多種型式,其中一種是由本專利持有者
發(fā)明的徑向折流板殼式反應器(專利申請?zhí)枮?00620077859.3),另一種是軸 向(或徑向)輻射式板殼式反應器,前者徑向流反應器的最大優(yōu)點是在優(yōu)化 傳熱的同時,解決流體阻力大的問題,特別適合大型反應器的應用;而后者 輻射狀反應器,雖強化傳熱但在冷板的排列上不利于等溫傳熱,其原因是相 鄰二塊板之間的形成的空間從斷面上看是一個扇形,這樣,單位體積催化劑 所分配到的換熱面積沿徑向方向不斷變化,越靠近反應器軸心的催化劑所分 配的換熱面積越大,這種換熱面積分布不均會導致催化劑溫度不均。因此, 這種成輻射狀排列的冷板形式,對于形成等溫反應器并不是最佳方案。實現(xiàn) 等溫反應器的理想條件首先是確定放熱反應的催化劑床層的流態(tài)是柱塞型, 也即純軸向流,因為它的每個圓面上的等溫性,為等溫反應器的實現(xiàn)創(chuàng)造最 好的基礎(比徑向反應器更好),同時再安排同心圓式的冷板排列,真正實現(xiàn) 了等距離傳熱的等溫反應器。為此,急需設計一種能實現(xiàn)等量傳熱,建立最 優(yōu)的等溫反應區(qū)的反應器供使用。 -發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是針對現(xiàn)有的板殼式反應器由于冷板(換熱板)排列 不良造成存在不均勻溫區(qū)的問題,設計一種換熱面積均勻的軸向流板殼式等 溫反應器。
本實用新型的技術方案是
一種軸向流板殼式等溫反應器,包括外殼和安裝在其中的冷板元件,其特 征是所述的冷板元件同心圓方式排列在外殼的中心軸周圍,且每個冷板元件 與其相鄰的冷板元件之間的距離相等并通過相應的連接件組成板式換熱單元 后固定在外殼中。
所述的冷板元件或為中空的板式結(jié)構(gòu);或為由實心固定板及固定在實心 固定板上的軸向排列的管件組成的板管結(jié)構(gòu);或為由軸向排列的管件相連而 成的管式結(jié)構(gòu),管件與管件之間或直接相連,或通過連接板相連。
所述的板式結(jié)構(gòu)的冷板元件的橫截面為弧線狀、折線狀或直線狀。 所述的板式結(jié)構(gòu)的冷板元件為同心圓等距排列,其排列的方向與其所在 同心圓切線方向一致或呈一定的角度a ,角度a的范圍在0 80。之間。
每個冷板元件可以同心圓方式等距排列,若干個以大小不等的同心圓排 列的冷板元件構(gòu)成完整的板式換熱單元,相鄰冷板元件的距離相等,每塊冷 板的排列方向與其所在的同心圓切線方向一致,也可以有一定的角度(即轉(zhuǎn) 角等距排列),角度范圍可以在0 8(T之間調(diào)整。
本實用新型的有益效果
本實用新型的冷板元件以同心圓方式等距排列,很容易實現(xiàn)單位體積催 化劑所分配到的換熱面積均等,使得催化劑溫度均勻分布,從而形成等溫反應器。
相比其他形式的板殼式反應器本實用新型的結(jié)構(gòu)簡單,氣流分布均勻, 不易產(chǎn)生徑向溫差,構(gòu)件熱膨脹均勻一致,不易產(chǎn)生熱應力破壞。
本實用新型的冷板元件內(nèi)外介質(zhì)沿外殼軸向呈并流或逆流方式流動,在 其軸向和徑向上可以實現(xiàn)溫度均勻一致,形成等溫反應。
本實用新型的冷板元件可以采用"模塊式"組對拼裝,以提高制造效率、 加工精度和焊接質(zhì)量,并且可以簡化結(jié)構(gòu)。
本實用新型的冷板以更好的傳熱方式排列,即同心圓等距排列(圖3), 使單位體積催化劑所分配到的換熱面積均等,這種排列在制作上更為方便。 冷板的端面可以是直板也可以是弧形板(圖3)或其它形式(圖4、 5)。冷板 內(nèi)外的流動介質(zhì)沿外筒的軸線方向以并流或逆流方式流動,可以避免徑向溫
差以形成更好的等溫效果,多個冷板元件可以集成在一起以"模塊式"組對 拼裝,能夠提高制造質(zhì)量和效率。
圖1是本實用新型的反應器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是反映本實用新型的冷板單元的橫截面的結(jié)構(gòu)形式之一。 圖3是反映本實用新型的冷板組件的橫截面的結(jié)構(gòu)形式之二。 圖4是反映本實用新型的冷板組件的橫截面的結(jié)構(gòu)形式之三。 圖5是反映本實用新型的冷板組件的橫截面的結(jié)構(gòu)形式之四。 圖6是反映本實用新型的冷板組件的橫截面的結(jié)構(gòu)形式之五。 圖7是反映本實用新型的冷板組件的橫截面的結(jié)構(gòu)形式之六。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。
實施例一。
如圖1、 2所示。
一種軸向流板殼式等溫反應器,包括外殼1和安裝在其中的冷板元件2、 冷板元件2的兩端分別相連有上下聯(lián)箱3,外殼1的下部設有軟水入口管4, 其上端設有氣體入口9、水氣出口8及維修用人孔10,下端設有氣體出口5, 催化劑7位于外殼1中冷板元件2的周圍,在外殼1的下部中填充有惰性填 充物6,如圖1所示,其中作為移熱主體的冷板元件2呈同心圓等距方式排列 在外殼1的中心軸周圍,其橫截面的主體形狀呈弧線狀結(jié)構(gòu),如圖2所示, 各冷板元件2通過相應的連接件組成板式換熱單元12固定在外殼1中,這種 結(jié)構(gòu)使單位體積催化劑所分配到的換熱面積均等,冷板內(nèi)外的流動介質(zhì)沿外 筒的軸線方向以逆流方式流動,可以避免徑向溫差以形成更好的等溫效果。
本實施例未涉及部分均與現(xiàn)有技術相同或可采用現(xiàn)有技術加以實現(xiàn)。
實施例二。
如圖1、 3所示。
本實施例與實施例一的不同之入在于外殼1中安裝的冷板元件2的橫截
面的主體形狀可以呈折線結(jié)構(gòu),如圖3所示。 實施例三。 如圖1、 4所示。
本實施例與實施例一的不同之入在于外殼1中安裝的冷板元件2為由軸
向排列的管件相連而成的管式結(jié)構(gòu),管件與管件之間或直接相連,或通過連
接板相連。如圖4所示。 實施例四。 如圖1、 5所示。
本實施例與實施例一的不同之入在于外殼1中安裝的冷板元件2由實心 固定板及固定在實心固定板上的軸向排列的管件組成的板管結(jié)構(gòu),如圖5所 示,其中的實心固定板或為弧線結(jié)構(gòu),也可為折線結(jié)構(gòu)或直線結(jié)構(gòu)。
實施例五。
如圖1、 6所示。
本實施例與實施例一的不同之入在于外殼1中安裝的冷板元件2為同心 圓等距排列,其排列的方向與其所在同心圓切線方向呈一角度a ,角度a的 范圍可在0 80°之間選擇,如圖6所示,其中的實心固定板或為弧線結(jié)構(gòu), 也可為折線結(jié)構(gòu)或直線結(jié)構(gòu)。
如圖1、 7所示。
本實施例與實施例一的不同之入在于外殼1中安裝的冷板元件2的橫截 面的主體形狀可以呈直線結(jié)構(gòu),如圖7所示。
本實用新型未涉及部分均與現(xiàn)有技術相同或可采用現(xiàn)有技術加以實現(xiàn)。
權利要求1、一種軸向流板殼式等溫反應器,包括外殼(1)和安裝在其中的冷板元件(2),其特征是所述的冷板元件(2)同心圓方式排列在外殼(1)的中心軸周圍,且每個冷板元件(2)與其相鄰的冷板元件之間的距離相等并通過相應的連接件組成板式換熱單元(12)后固定在外殼(1)中。
2、 根據(jù)權利要求1所述的軸向流板殼式等溫反應器,其特征是所述的冷板元 件(2)或為中空的板式結(jié)構(gòu);或為由實心固定板及固定在實心固定板上的軸 向排列的管件組成的板管結(jié)構(gòu);或為由軸向排列的管件相連而成的管式結(jié)構(gòu), 管件與管件之間或直接相連,或通過連接板相連。
3、 根據(jù)權利要求1所述的軸向流板殼式等溫反應器,其特征是所述的板式結(jié) 構(gòu)的冷板元件(2)的橫截面為弧線狀、折線狀或直線狀。
4、 根據(jù)權利要求1所述的軸向流板殼式等溫反應器,其特征是所述的板式結(jié) 構(gòu)的冷板元件(2)為同心圓等距排列,其排列的方向與其所在同心圓切線方 向一致或呈一定的角度a,角度a的范圍在0 80。之間。
專利摘要一種軸向流板殼式等溫反應器,屬于一種化工設備,包括外殼(1)和安裝在其中的冷板元件(2),其特征是所述的冷板元件(2)同心圓方式排列在外殼(1)的中心軸周圍,且每個冷板元件(2)與其相鄰的冷板元件之間的距離相等并通過相應的連接件組成板式換熱單元(12)后固定在外殼(1)中。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單,等溫性好的優(yōu)點。
文檔編號B01J8/02GK201200884SQ20082003606
公開日2009年3月4日 申請日期2008年5月30日 優(yōu)先權日2008年5月30日
發(fā)明者呂仲明 申請人:呂仲明