CN102205220A - 反应器 - Google Patents

反应器 Download PDF

Info

Publication number
CN102205220A
CN102205220A CN2011100817409A CN201110081740A CN102205220A CN 102205220 A CN102205220 A CN 102205220A CN 2011100817409 A CN2011100817409 A CN 2011100817409A CN 201110081740 A CN201110081740 A CN 201110081740A CN 102205220 A CN102205220 A CN 102205220A
Authority
CN
China
Prior art keywords
demarcation strip
reactor
packing area
fluid
axial direction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011100817409A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102205220B (zh
Inventor
酒井健二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Engineering Corp
Original Assignee
Toyo Engineering Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Engineering Corp filed Critical Toyo Engineering Corp
Publication of CN102205220A publication Critical patent/CN102205220A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102205220B publication Critical patent/CN102205220B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/0207Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid flow within the bed being predominantly horizontal
    • B01J8/0214Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid flow within the bed being predominantly horizontal in a cylindrical annular shaped bed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/0015Feeding of the particles in the reactor; Evacuation of the particles out of the reactor
    • B01J8/003Feeding of the particles in the reactor; Evacuation of the particles out of the reactor in a downward flow
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/0292Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds with stationary packing material in the bed, e.g. bricks, wire rings, baffles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/00106Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00115Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements inside the bed of solid particles
    • B01J2208/00132Tubes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00743Feeding or discharging of solids
    • B01J2208/00752Feeding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00743Feeding or discharging of solids
    • B01J2208/00761Discharging
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00823Mixing elements
    • B01J2208/00831Stationary elements
    • B01J2208/0084Stationary elements inside the bed, e.g. baffles

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

本发明公开了一种具有多通道结构的径向流反应器,在该反应器中容易装卸颗粒状填料且反应器不会削弱反应性能。反应器在竖直的管状反应容器中包括:用于容纳颗粒状填料的连续填充床的填料区;以及外通道和内通道,所述外通道和内通道分别设置在填料区外和填料区内,从而允许流体沿轴向方向流动。反应器被构造成使流体可以在填料区与外通道之间和填料区与内通道之间通过。反应器还包括外分隔结构和内分隔结构中的至少一个。

Description

反应器
技术领域
本发明涉及一种反应器,所述反应器包含催化剂、吸附剂或类似物的填充床,具体地涉及称作径向流反应器的反应器,所述反应器被构造成使得其反应容器为管状且流体在所述反应容器的径向方向上通过填充床。
背景技术
在典型的径向流反应器中,反应器为圆柱形并设置成竖立。在反应容器内,中心管、填充床和外篮在垂直于反应器的轴向方向的横截面中,即,在水平横截面中以此顺序从中心向外布置。中心管位于水平横截面的中心以形成在轴向方向上延伸的流体通道(内通道)。流体可以在内通道内沿轴向方向移动,并且在径向方向上可以通过中心管的壁。为连续的颗粒状填充床的填充床环绕中心管设置并在水平横截面中具有环形横截面。环绕填充床定位的流体通道(外通道)形成在反应容器的外篮与内表面之间。流体可以在外通道内沿轴向方向移动,并且在径向方向上可以通过外篮的壁。供应给反应容器的流体在中心管内沿轴向方向流动,接着在填充床内沿径向流动,并且然后沿轴向方向流出外篮,或者沿轴向方向流出外篮,接着在填充床内沿径向流动,然后在中心管内沿轴向方向流动。随后,流体被从反应容器中排出。当流体在填充床内沿径向流动时,可以发生催化反应或吸附反应。
与填充床内的流体沿轴向方向流动的轴流式反应器相比,在径向流反应器的情况下,容易增加流体的通道面积(通道的横截面面积)以及减小填充床的通道厚度(通道的长度)。因此,容易降低反应器的入口与出口之间的压力降。对于这种优点,在使大量流体起反应时同时防止反应器中的压力降增加时适于使用径向流反应器。
近年来,由于经济或社会需求已经需要反应器的尺寸更大。在这种情况下,由于经济或技术原因,通常为了较大的尺寸增加反应器的长度而不 是增加反应器的直径。如果直径相对较小,则可以使用相对较薄的板构造压力容器。
然而,在径向流反应器的情况下,当为了较大尺寸增加反应器的长度而未增加反应器的直径时,流体通道面积可能会过度增加,并因此使得填充床中的流体的流量可能变得非常低,并且填充床中的压力损失可能变得过小。因此,对于填充床中的通道面积可能难以获得均匀分布流。在该情况下,通常使用具有复杂结构的外篮或中心管,以便有意地产生对所述流的阻力(压力损失)并对于所述通道面积强制获得均匀分布流。
此外,在用于加热或冷却的热传递管被插入到填充床中的径向流反应器的情况下,当为了较大尺寸增加反应器的长度而未增加反应器的直径时,填充床中的流体流动速度可能减小,并且可能无法获得足够的传热性能。
这种问题可以通过允许流体流动通过径向流反应器中的多个通道来解决。
美国专利第3372988号公开了一种具有多通道结构的径向流反应器,其中气体多次通过催化剂床。所述反应器包括分隔板,所述分隔板在轴向方向上将催化剂床分成两个或三个,使得气体在径向方向上通过催化剂床两次或三次,同时气体的流动方向被反向。
JP H03-131336A公开了一种具有未分为多个床的填充床(即,连续填充床)的径向流反应器。所述反应器包括设置在中心管中以防止气体在轴方向向和径向方向上通过的堵塞部分。所述反应器还包括设置在外篮中以防止气体在轴向方向和径向方向上通过的堵塞部分。堵塞部分布置在中心管中的位置不同于堵塞部分在轴向方向上布置在外篮中的位置。这些堵塞部分改变气体流动方向以允许气体多次通过填充床。
发明内容
如美国专利第3372988号中所公开,在填充床被分隔开的多通道结构中,分隔板被机械地固定到中心管和外篮。因此,当装载或卸载颗粒状填料时,必须接近分隔结构。例如,当将催化剂装载到分隔板下方的空间时,必须暂时移走将催化剂床分隔开的分隔板。进一步地,在用于加热或冷却 的传热管被插入到填充床中的反应器的情况下,很难接近分隔板,由此难以采用这种多通道结构。
JP H03-131336A中公开的结构由于该结构没有分隔板而可以解决上述问题。然而,由于填充床没有被分隔开,因此气体在堵塞部分附近采取捷径。例如,在中心管的堵塞部分附近,已经从中心管流动到催化剂床中的气体不会沿径向流动而是沿轴向方向流动,并且返回到中心管而不会流入到外篮中。因此,径向流反应器的优点被削弱且反应器的反应性能下降。
本发明的一个目的是提供一种径向流反应器,所述径向流反应器具有多通道结构,在所述径向流反应器中容易装卸填料,并且所述径向流反应器不会削弱反应器的反应性能。
本发明提供一种反应器,所述反应器在竖直设置的管状反应容器中包括:填料区,所述填料区为用于容纳颗粒状填料的连续填充床的区域;以及外通道和内通道,所述外通道和所述内通道在与反应容器的轴向方向垂直的横截面中分别设置在填料区外和填料区内,外通道和内通道中的每一个都允许流体沿轴向方向流动通过,
所述反应器被构造成使得流体能够在填料区与外通道之间通过和流体能够在填料区与内通道之间通过,
其中所述反应器还包括以下的分隔结构中的至少一个:
外分隔结构,所述外分隔结构包括:分隔板(在下文中被称为外分隔板),所述分隔板在轴向方向上以一定间隙分隔填料区,颗粒状填料能够穿过所述间隙在填料区的外边界与该分隔板(外分隔板)之间通过;和堵塞部分,所述堵塞部分用于防止流体沿轴向方向流动通过外通道;以及
内分隔结构,所述内分隔结构包括:分隔板(在下文中被称为内分隔板),所述分隔板在轴向方向上以一定间隙分隔填料区,颗粒状填料能够穿过所述间隙在填料区的外边界与该分隔板(内分隔板)之间通过;和堵塞部分,所述堵塞部分用于防止流体沿轴向方向流动通过内通道。
在分隔结构中的所述至少一个中,分隔板优选地具有朝向具有间隙的一侧的向上的倾斜度。
所述倾斜度可以具有15°到50°的角度。
所述倾斜度的角度优选地等于或大于颗粒状填料的休止角。
分隔板优选地配备有用于卸载颗粒状填料的管子。
反应器可以包括位于填料区内的传热管。
热传递管优选地由分隔板支撑。
本发明提供一种具有多通道结构的径向流反应器,在该径向流反应器中容易执行填料的装卸,并且该径向流反应器不会削弱反应器的反应性能。
附图说明
图1是用于显示本发明的反应器的一个实施例的轴向横截面的示意图;
图2是用于显示其中扇形凹口用于形成外通道的反应器的实施例的垂直于轴线的横截面的示意图;
图3是用于显示外分隔结构的实施例的放大示意图;
图4是用于显示设置在外通道中的堵塞部分的实施例的轴向横截面的示意图;
图5是用于显示内分隔结构的实施例的放大示意图;以及
图6是用于显示本发明的反应器的另一个实施例的轴向横截面的示意图。
具体实施方式
在下文中将参照附图说明本发明的实施例,但本发明不受限于此。
图1为显示包括反应器的轴线的横截面的示意图。所述反应器包括在管状的、具体地为圆柱形的反应容器1内的填料区2、外通道3和内通道4。
所述反应器为竖立设置的垂直式反应器。换句话说,反应器被安装成使得反应器的轴线垂直。反应器的实例可以包括甲醇合成反应器、氨合成反应器、用于煤油或汽油的加氢脱硫反应器和烟道气脱硫反应器。
在反应器内流动的流体可以为气体、液体或其混合物(气液两相流)。
填料区容纳充填有颗粒状填料的连续填充床。颗粒状填料的实例可以为催化剂、吸附剂或类似物的颗粒。
颗粒状填料的形状典型地为球形或圆柱形,并且填料的颗粒尺寸大体 上大约从1mm到15mm。
外通道3为在垂直于反应容器的轴向方向的横截面中设置在填料区2之外并允许流体在轴向方向上流动通过的通道。内通道4为在垂直于反应容器的轴向方向的横截面中设置在填料区2内并允许流体在轴向方向上流动通过的通道。典型地,填料区和外通道与反应容器同心地布置。
内通道由中心管5内的空闲空间形成。填料区形成在中心管5与外篮6之间。外通道由外篮6与反应容器1(具体地,反应容器的外壳)之间的空闲空间形成。
中心管5被构造成使得流体可以通过,但颗粒状填料无法在填料区与内部通道之间通过。中心管可以以下述方式获得,所述方式为例如金属丝网、成形金属丝网筛或冲压板用于形成具有许多允许流体通过但防止颗粒状填料通过的通孔的管,具体地形成圆柱形管,并且所述管的上端封闭。中心管的下端可以连接到流体出口10(或可以连接到流体入口)。中心管的通孔的直径小于颗粒状填料的直径,以便防止颗粒状填料在填料区2与内通道4之间移动。
外篮6被构造成使得流体可以通过但颗粒状填料在填料区2与外通道3之间无法通过。外篮可以以下述方式形成,所述方式为例如金属丝网、成形金属丝网筛或冲压板用于形成具有许多允许流体通过但防止颗粒状填料通过的通孔的管,具体地形成圆柱形管,并且所述管的上端由盖8封闭。外篮的通孔的直径也小于颗粒状填料的直径,以便防止颗粒状填料在填料区与外通道之间移动。
要注意的是在图1以及稍后将要说明的图2和图6中,虚线表示允许流体通过但防止颗粒状填料通过的部分。
外篮可以被替换成沿着反应容器的内壁(内周边表面)布置的多个管状构件。管状构件的实例可以包括称作“扇形凹口(scallop)”的管状构件,所述管状构件的横截面成形为类似于扇贝壳。图2为显示配备有扇形凹口的反应器的垂直于轴向方向的横截面的示意图。要注意的是图2中显示没有分隔结构。扇形凹口7具有已经沿着轴向方向分开的管形状。所述扇形凹口的后侧被成形为配合反应器的内表面的板覆盖。每一个扇形凹口都布置在反应容器的内侧,以在每一个扇形凹口中形成空闲空间。所述空闲空 间用作外通道3,并且填料区2形成在扇形凹口与中心管5之间。扇形凹口也可以使用金属丝网、成形金属丝网筛或冲压板形成。构成扇形凹口的管可以被布置成使得其上端与反应器的上部空间连通。
所述反应器包括选自外分隔结构11和内分隔结构21的一个或多个分隔结构,使得流体在填充床中沿径向方向流动。当仅具有一个分隔结构时,可以使用外分隔结构和内分隔结构中的任何一个。当具有两个或更多个分隔结构时,外分隔结构和内分隔结构沿轴向方向交替设置。
图3为外分隔结构的实例的放大图。要注意的是在图3以及稍后将要说明的图4和图5中,尽管在附图中没有具体显示,但是流体可以在中心管5的内部与外部之间以及外篮6的内部与外部之间通过。外分隔结构包括分隔板(外分隔板)12。外分隔板在轴向方向上以一定间隙分隔填料区,即,垂直地分隔填料区,所述间隙允许颗粒状填料在填料区的内边界与外分隔板之间通过。例如,外分隔板在从上方观察时为环形。外分隔板12的外端部可以例如通过焊接固定到外篮6。外分隔板的内端部不接触中心管,并且在外分隔板的内端部与中心管之间形成间隙。该间隙的宽度W1被设定成具有允许颗粒状填料通过的尺寸。
拉杆14可以设置成支撑分隔板。拉杆可以例如通过焊接固定到分隔板。此外,拉杆可以例如通过焊接固定到反应容器(图中未显示固定部分)。
外分隔结构11包括用于防止流体在轴向方向上流动通过外通道的堵塞部分(外堵塞部分)13。外堵塞部分的结构可以为能够防止流体在轴向方向上流动通过外通道的任何结构。然而,优选地,所述结构可以吸收反应容器1与外篮6之间的热膨胀差。如图3中所示,外堵塞部分13可以包括管状构件13b例如通过焊接固定到环形板13a的内端部的结构。环形板13a可以例如通过焊接固定到反应容器1。管状构件13b接触外篮6的外表面但不固定到外篮。因此,热膨胀差可以被一种结构吸收,在所述结构中,外堵塞部分固定到反应容器和外篮中的一个,但不固定到所述反应容器和所述外篮中的另一个而仅仅接触所述反应容器和所述外篮中的所述另一个。图4显示外堵塞部分的另一个实例。该外堵塞部分可以通过例如通过焊接将从轴向方向观察具有环形形状的波纹管固定到反应容器1和外篮6中的每一个而形成。波纹管可以吸收热膨胀差。
外堵塞部分和外分隔板被布置成将流体流动方向从轴向方向改变成径向方向或者从径向方向改变成轴向方向。因此,外分隔板12的外端部和外堵塞部分13的内端部在轴向方向上的位置可以相同,使得外分隔板和外堵塞部分可以一起工作以平稳地引导流体。
图5是内分隔结构的实例的放大图。内分隔结构包括分隔板(内分隔板)22。内分隔板在轴向方向上,即,垂直地以一定间隙分隔填料区,所述间隙允许颗粒状填料在填料区的外边界与内分隔板之间通过。内分隔板22可以包括下述结构,在所述结构中,例如,管状构件22b例如通过焊接固定到在从轴向方向观察时为环形的板22a的内端部。内分隔板22的内端部,即,管状构件22b的内周边表面,接触中心管5但不固定到所述中心管。内分隔板可以例如通过焊接固定到拉杆14。内分隔板可以仅由环形板22a构成,并且环形板22a可以例如通过焊接固定到中心管。然而,如果内分隔板被如上所述布置成可相对于中心管移动,则可以从反应器中抽出中心管。能够抽出中心管的所述结构尤其是在需要内部检查的情况下,例如在传热管设置在反应器内的情况下是有效的。支撑外分隔板的拉杆可以与支撑内分隔板的拉杆相同。可以适当地确定拉杆的数量。
内分隔板的外端部不会接触外篮,并且在内分隔板的外端部与外篮之间形成间隙。所述间隙的宽度W2被设定成具有允许颗粒状填料通过的尺寸。
间隙宽度W1和W2可以根据要使用的颗粒状填料来适当地确定,例如可以为从50mm到100mm。
内分隔结构21包括用于防止流体在轴向方向上流动通过内部通道的堵塞部分(内堵塞部分)23。内堵塞部分的结构可以为能够防止流体在轴向方向上流动通过内通道的任何结构。
内堵塞部分和内分隔板被布置成将流体流动方向从轴向方向改变成径向方向或者从径向方向改变成轴向方向。因此,内分隔板22的内端部和内堵塞部分23的外端部在轴向方向上的位置可以相同,使得内分隔板和内堵塞部分可以一起工作以平稳地引导流体。
参照图1,流体从反应器的流体入口9流入并向下流动通过外通道3。外分隔结构11可防止流体在轴向方向上流动,并且流体可以通过外篮的 壁。因此,流体通过外篮的壁并在径向方向上流动通过填料区。流体可以通过中心管的壁。因此,在沿径向方向向内通过填料区之后,流体流入到中心管中并沿轴向方向向下流动。接着,内分隔结构21改变向下流动通过中心管的流体的方向。更具体地,流体再次从中心管返回到填料区(在外分隔结构下方且内分隔结构21上方的部分),并且在径向方向上流到填料区并到达外通道3。接着,流体沿轴向方向向下流动通过外通道。反应容器1的下部盖改变流体的流动方向,并且流体在径向方向上再次流动通过填料区2并到达中心管。流体从中心管流动到流体出口10并从反应器排出。因此,流体可以从顶部通过到底部,或者可选地从底部通过到顶部。
通过将外分隔板与中心管之间的间隙的宽度W1以及内分隔板与外篮之间的间隙的宽度W2减小到使颗粒状填料可以通过这些间隙的范围内,可以使这些间隙对流体流的影响非常小。因此,这些间隙对反应器的反应性能的影响可忽略。
当将颗粒状填料装载到填料区2中时,外篮的盖8被移走并将颗粒状填料倾倒到填料区中。此时,颗粒状填料通过外分隔板与中心管之间的间隙,以便供应给位于外分隔板11下方的填料区。此外,颗粒状填料还通过内分隔板与外篮之间的间隙,以便供应给位于内分隔板下方的填料区。因此,可以在整个填料区中装载颗粒状填料而不会接近分隔板。
外分隔板和内分隔板中的每一个都可以由垂直于轴向方向布置的板,即,水平板形成。然而,在这种情况下,可能会形成在分隔板下方没有填充颗粒状填料的区域。从防止该现象的观点来看,分隔板优选地具有朝向具有所述间隙的一侧向上的倾斜度。如图3中所示,外分隔板12可以为具有朝向内部向上的倾斜度的圆锥形形状。外分隔板相对于水平方向以θ1角度倾斜。内分隔板22,具体地环形板22a,可以为具有朝向外部向上的倾斜度的圆锥形形状,如图5所示,内分隔板相对于水平方向以θ2角度倾斜。这种倾斜结构允许已经通过所述间隙的颗粒状填料移动到正好在分隔板下方的区域。因此,容易防止在分隔板下方产生没有颗粒状填料的区域。
倾斜角度θ1和θ2可以根据使用的颗粒状填料确定,并且可以大约从15°到50°或者进一步地从20°到45°。
倾斜角度θ1和θ2中的每一个优选地等于或大于颗粒状填料的休止角。 所述休止角是指在堆积颗粒状填料时保持稳固而不会自发倒塌的最陡峭的倾斜角度。等于或大于颗粒状填料的休止角的倾斜角度即使在将颗粒状填料装载到反应器时没有特别地促进颗粒状填料移动的情况下,也可以容易地防止在分隔板下方产生没有颗粒状填料的区域。
当颗粒状填料被从反应器卸载时,颗粒状填料可以移动通过外分隔板12与中心管5之间的间隙以及内分隔板22与外篮6之间的间隙。因此,可以在不接近分隔板的情况下卸载颗粒状填料。然而,在分隔板上可能残留一些颗粒状填料。在这种情况下,例如,真空软管可用于除去残留在分隔板上的颗粒状填料。然而,优选的是分隔板配备有用于卸载颗粒状填料的管子,使得颗粒状填料可以移动通过该管子。如图3中所示,用于卸载颗粒状填料的管子15可以尽可能地靠近外分隔板12的外端部设置。如图中所示,用于卸载颗粒状填料的管子25可以尽可能地靠近内分隔板22的内端部设置。进一步地,倾斜的分隔板在卸载颗粒状填料中是有效的。例如,所述倾斜度允许颗粒状填料在外分隔板上滑动并通过用于卸载颗粒状填料的管子15下落。因此,颗粒状填料可以自主地移动。
用于卸载颗粒状填料的管子15和25每一个的长度优选地在不会干扰其它构件且不会干扰流体流的情况下尽可能地长,以便防止通过这些管子的流体出现旁通流。管子的长度越长,则由于管子造成的压力损失越大,并因此可以更好地抑制旁通流。用于卸载颗粒状填料的管子15和25每一个的长度可以例如从500mm到1500mm。
在反应容器的底部中可以适当地设置图中未示出的用于将颗粒状填料从反应容器排出的排出口。可选地,在中心管的下端可以设置可以根据需要打开和关闭的浇注口,颗粒状填料可以从所述浇注口排出。
在图1中显示的结构中,供应给反应器的流体首先被引导到外通道,并且流体从内通道排出到反应器外。然而,本发明不局限于这种结构,供应给反应器的流体也可以首先被引导到内通道,并进一步地使流体可以从外通道排出到反应器外。这种变化可以以下述方式获得,所述方式为例如盖8被设置成接触反应容器的内壁以封闭外通道的上端,并且上端开口的中心管5被设置成穿过盖8以允许内通道的上端连通地连接到流体入口,并且在中心管的下端封闭的方式下,用于排出流体的歧管在需要时连接到外 通道。
图6显示本发明的反应器的另一个实施例。该实施例为将用于加热或冷却反应器的传热管61增加到图1中显示的实施例的一个实施例。反应容器1内包括传热管61。传热介质(加热介质或冷却介质)可以流动通过传热管。这里,传热管具有双管结构。在反应容器内,固定传热管的内管的管板63和固定传热管的外管的管板62以此顺序从底部设置。反应容器的下部盖和管板63之间的空间形成用于传热介质的入口侧集管64,而管板63与管板62之间的空间形成用于传热介质的出口侧集管65。进一步地,管板62限定填料区域和外通道的下端。中心管5穿过要连接到流体出口10的传热介质的出口侧集管和入口侧集管。中心管延伸通过集管的部分没有通孔。
例如,当通过传热管冷却反应器,特别是填充床时,水(锅炉给水)作为传热介质被从传热介质入口66供应到入口侧集管64。当水正在流动通过传热管61的内管和外管时,水被加热,并且热水或蒸汽被从外管收集到出口侧集管65并从传热介质出口67排出。
分隔板可以支撑传热管。更具体地,外分隔板和内分隔板中的至少一个可以用作支撑传热管的挡板。该结构简单且有效。
可以说在本发明的反应器中,连续填充床通过分隔板变窄,从而获得多通道结构。
根据本发明,诸如催化剂或吸附剂的颗粒状填料可以移动超过分隔板,因此容易执行填料的装卸而不需要接近分隔结构。进一步地,还在反应器操作期间填料缩小时,填料可以自主地在填料区域中移动。由于不需要接近分隔结构,本发明的反应器在具有干扰通向诸如设置在填充床中的传热管的分隔结构的构件时特别有用。
此外,本发明可以防止流体走捷径而在径向方向上不通过填充床的现象,因此不会削弱反应器的反应性能
1:反应容器
2:填料区
3:外通道
4:内通道
5:中心管
6:外篮
7:扇形凹口
8:用于封闭外篮的上端的盖
9:流体入口
10:流体出口
11:外分隔结构
12:外分隔板
13:外堵塞部分
13a:环形板
13b:管状构件
14:用于支撑分隔板的拉杆
15:用于卸载颗粒状填料的管子
21:内分隔结构
22:内分隔板
22a:环形板
22b:管状构件
23:内堵塞部分
25:用于卸载颗粒状填料的管子
61:传热管(双层管)
62:用于固定外管的管板
63:用于固定内管的管板
64:用于传热介质的入口侧集管
65:用于传热介质的出口侧集管
66:传热介质入口
67:传热介质出口
W1:外分隔板的内端部与中心管之间的间隙的宽度
W2:内分隔板的外端部与外篮之间的间隙的宽度
θ1:外分隔板与水平方向之间的角度
θ2:内分隔板与水平方向之间的角度。

Claims (7)

1.一种反应器,在竖直设置的管状反应容器中,包括:
填料区,所述填料区为用于容纳颗粒状填料的连续填充床的区域;以及
外通道和内通道,所述外通道和所述内通道在与所述反应容器的轴向方向垂直的横截面中分别设置在所述填料区外和所述填料区内,所述外通道和所述内通道中的每一个都允许流体沿所述轴向方向流动通过,
所述反应器被构造成使得流体能够在所述填料区与所述外通道之间通过和流体能够在所述填料区与所述内通道之间通过,
其中,所述反应器还包括以下的分隔结构中的至少一个:
外分隔结构,所述外分隔结构包括:
外分隔板,所述外分隔板为在所述轴向方向上以一定间隙分隔所述填料区的分隔板,所述颗粒状填料能够穿过所述间隙在所述填料区的内边界与所述外分隔板之间通过;和
堵塞部分,所述堵塞部分用于防止流体沿所述轴向方向流动通过所述外通道;以及
内分隔结构,所述内分隔结构包括:
内分隔板,所述内分隔板为在所述轴向方向上以一定间隙分隔所述填料区的分隔板,所述颗粒状填料能够穿过所述间隙在所述填料区的外边界与所述内分隔板之间通过;和
堵塞部分,所述堵塞部分用于防止流体沿所述轴向方向流动通过所述内通道。
2.根据权利要求1所述的反应器,其中,在所述分隔结构中的所述至少一个中,所述分隔板具有朝向具有所述间隙的一侧的向上的倾斜度。
3.根据权利要求2所述的反应器,其中,所述倾斜度具有从15°到50°的角度。
4.根据权利要求2所述的反应器,其中,所述倾斜度的角度等于或大于所述颗粒状填料的休止角。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的反应器,其中,所述分隔板配备有用于卸载所述颗粒状填料的管子。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的反应器,其中,所述反应器包括位于所述填料区内的传热管。
7.根据权利要求6所述的反应器,其中,所述传热管由所述分隔板支撑。
CN201110081740.9A 2010-03-29 2011-03-29 反应器 Expired - Fee Related CN102205220B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010075377A JP5538023B2 (ja) 2010-03-29 2010-03-29 反応器
JP2010-075377 2010-03-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102205220A true CN102205220A (zh) 2011-10-05
CN102205220B CN102205220B (zh) 2014-07-23

Family

ID=44121715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110081740.9A Expired - Fee Related CN102205220B (zh) 2010-03-29 2011-03-29 反应器

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8465710B2 (zh)
EP (1) EP2374531B1 (zh)
JP (1) JP5538023B2 (zh)
CN (1) CN102205220B (zh)
BR (1) BRPI1101404A2 (zh)
DK (1) DK2374531T3 (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103846061A (zh) * 2013-10-22 2014-06-11 洛阳智达石化工程有限公司 一种新型多床层径向固定床反应器
CN103920429A (zh) * 2013-01-15 2014-07-16 中国石化工程建设有限公司 一种轴径向固定床甲烷化反应器
CN105623732B (zh) * 2014-10-27 2017-07-25 中国石油化工股份有限公司 一种石油烃吸附脱硫方法
CN108883551A (zh) * 2015-12-30 2018-11-23 绿色颂歌再生科技有限公司 用于连续处理聚合物材料的反应器
CN109092213A (zh) * 2017-06-21 2018-12-28 阿克森斯公司 包含改进的内部的具有待处理的工艺料流的径向流动的固定床或移动床反应器
CN109611827A (zh) * 2018-12-03 2019-04-12 宁波力芯科信息科技有限公司 一种温度自调节的无焰燃烧装置
CN109790319A (zh) * 2016-09-29 2019-05-21 绿色颂歌再生科技有限公司 用于处理聚苯乙烯材料的反应器
CN111013496A (zh) * 2019-12-27 2020-04-17 江苏奥克化学有限公司 生产环碳酸酯的填料塔式反应器及生产方法
CN112023835A (zh) * 2020-09-28 2020-12-04 江苏永大化工机械有限公司 多程径向反应器
US10870739B2 (en) 2016-03-24 2020-12-22 Greenmantra Recycling Technologies Ltd. Wax as a melt flow modifier and processing aid for polymers
US11072693B2 (en) 2015-12-30 2021-07-27 Greenmantra Recycling Technologies Ltd. Reactor for continuously treating polymeric material
US11279811B2 (en) 2016-02-13 2022-03-22 Greenmantra Recycling Technologies Ltd. Polymer-modified asphalt with wax additive

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011011895A1 (de) * 2011-02-21 2012-08-23 Lurgi Gmbh Rohrreaktor
US9266729B2 (en) 2011-11-16 2016-02-23 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Fuel processor
CN102580626B (zh) * 2012-03-20 2013-10-02 南京国昌化工科技有限公司 双轴径向流反应器
FR2996783B1 (fr) * 2012-10-17 2014-11-21 IFP Energies Nouvelles Systeme de chargement dense du catalyseur dans des tubes a baionnette pour reacteur echangeur de vaporeformage faisant appel a des elements helicoidaux amovibles
FR2996784B1 (fr) * 2012-10-17 2015-10-16 IFP Energies Nouvelles Systeme de chargement dense du catalyseur dans des tubes a baionnette pour reacteur echangeur de vaporeformage faisant appel a des ralentisseurs souples et amovibles
US10589243B2 (en) 2015-07-15 2020-03-17 Haldor Topsoe A/S Catalytic reactor
DE102017208319A1 (de) 2017-05-17 2018-11-22 Thyssenkrupp Ag Radialstromeinsatzvorrichtung zum Vorgeben wenigstens eines radialen Strömungspfades in einem Schüttungsreaktor sowie Montageverfahren und Verwendung
KR102562811B1 (ko) 2020-12-04 2023-08-02 이상국 방사 흐름형 반응기
JP2023022850A (ja) 2021-08-04 2023-02-16 東洋エンジニアリング株式会社 反応器及びそれを用いたアンモニア分解混合物の製造方法
WO2023198588A1 (en) * 2022-04-13 2023-10-19 Casale Sa Improved horizontal radial flow reactor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3799866A (en) * 1972-10-18 1974-03-26 Universal Oil Prod Co Hydrocarbon conversion process utilizing a moving bed reactor
JPH03131336A (ja) * 1989-10-17 1991-06-04 Chiyoda Corp ガス反応器
CN1546217A (zh) * 2003-12-12 2004-11-17 华东理工大学 一种催化重整和催化脱氢固定床径向反应器
CN2675241Y (zh) * 2003-07-09 2005-02-02 中国石油化工股份有限公司 轴向流固定床气固催化反应器

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2149300A (en) * 1938-02-12 1939-03-07 Houdry Process Corp Distribution and temperature control in chemical reactions
US3186935A (en) * 1962-01-30 1965-06-01 Union Oil Co Hydrogenation process and apparatus
DK106275C (da) 1963-09-28 1967-01-16 Topsoe Haldor F A Reaktor til udførelse af gasfasereaktioner ved heterogen katalyse.
US4423022A (en) * 1979-05-22 1983-12-27 The Lummus Company Processes for carrying out catalytic exothermic and endothermic high-pressure gas reactions
DE3318098A1 (de) * 1983-05-18 1984-11-22 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Verfahren und reaktor zur durchfuehrung einer endo- oder exothermen reaktion
JPS6031824A (ja) * 1983-07-29 1985-02-18 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 触媒反応塔
JPS60110328A (ja) * 1983-11-17 1985-06-15 Toyo Eng Corp 接触反応装置
JP2001038195A (ja) * 1999-06-28 2001-02-13 Basf Ag 熱交換板を備えた反応器
FR2836399B1 (fr) * 2002-02-26 2004-05-28 Air Liquide Installation de traitement d'au moins un fluide, et utilisation pour la separation d'au moins un constituant d'un melange gazeux
DE202007006812U1 (de) * 2007-05-11 2008-09-18 Man Dwe Gmbh Kühlrohrreaktor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3799866A (en) * 1972-10-18 1974-03-26 Universal Oil Prod Co Hydrocarbon conversion process utilizing a moving bed reactor
JPH03131336A (ja) * 1989-10-17 1991-06-04 Chiyoda Corp ガス反応器
CN2675241Y (zh) * 2003-07-09 2005-02-02 中国石油化工股份有限公司 轴向流固定床气固催化反应器
CN1546217A (zh) * 2003-12-12 2004-11-17 华东理工大学 一种催化重整和催化脱氢固定床径向反应器

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103920429A (zh) * 2013-01-15 2014-07-16 中国石化工程建设有限公司 一种轴径向固定床甲烷化反应器
CN103846061A (zh) * 2013-10-22 2014-06-11 洛阳智达石化工程有限公司 一种新型多床层径向固定床反应器
CN105623732B (zh) * 2014-10-27 2017-07-25 中国石油化工股份有限公司 一种石油烃吸附脱硫方法
CN108883551A (zh) * 2015-12-30 2018-11-23 绿色颂歌再生科技有限公司 用于连续处理聚合物材料的反应器
US11072693B2 (en) 2015-12-30 2021-07-27 Greenmantra Recycling Technologies Ltd. Reactor for continuously treating polymeric material
CN108883551B (zh) * 2015-12-30 2021-06-22 绿色颂歌再生科技有限公司 用于连续处理聚合物材料的反应器
US11739191B2 (en) 2015-12-30 2023-08-29 Greenmantra Recycling Technologies Ltd. Reactor for continuously treating polymeric material
US11279811B2 (en) 2016-02-13 2022-03-22 Greenmantra Recycling Technologies Ltd. Polymer-modified asphalt with wax additive
US10870739B2 (en) 2016-03-24 2020-12-22 Greenmantra Recycling Technologies Ltd. Wax as a melt flow modifier and processing aid for polymers
CN109790319B (zh) * 2016-09-29 2022-02-25 绿色颂歌再生科技有限公司 用于处理聚苯乙烯材料的反应器
CN109790319A (zh) * 2016-09-29 2019-05-21 绿色颂歌再生科技有限公司 用于处理聚苯乙烯材料的反应器
US11072676B2 (en) 2016-09-29 2021-07-27 Greenmantra Recycling Technologies Ltd. Reactor for treating polystyrene material
US11859036B2 (en) 2016-09-29 2024-01-02 Greenmantra Recycling Technologies Ltd. Reactor for treating polystyrene material
CN109092213A (zh) * 2017-06-21 2018-12-28 阿克森斯公司 包含改进的内部的具有待处理的工艺料流的径向流动的固定床或移动床反应器
CN109611827A (zh) * 2018-12-03 2019-04-12 宁波力芯科信息科技有限公司 一种温度自调节的无焰燃烧装置
CN111013496A (zh) * 2019-12-27 2020-04-17 江苏奥克化学有限公司 生产环碳酸酯的填料塔式反应器及生产方法
CN112023835A (zh) * 2020-09-28 2020-12-04 江苏永大化工机械有限公司 多程径向反应器

Also Published As

Publication number Publication date
DK2374531T3 (da) 2014-09-15
US8465710B2 (en) 2013-06-18
CN102205220B (zh) 2014-07-23
BRPI1101404A2 (pt) 2012-10-30
JP2011206648A (ja) 2011-10-20
JP5538023B2 (ja) 2014-07-02
EP2374531A1 (en) 2011-10-12
EP2374531B1 (en) 2014-08-13
US20110250102A1 (en) 2011-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102205220B (zh) 反应器
TWI537053B (zh) 裝置
US7517373B2 (en) Reformer
JPH0747106B2 (ja) 吸着により流体を浄化するための容器及び装置
CN102844101B (zh) 具有板式热交换器的化学反应器
CN105797650A (zh) 带有集箱的固定床催化控温反应器
CN205650177U (zh) 带有集箱的固定床催化控温反应器
SA08290355B1 (ar) حاوية تحتوي على طبقة حبيبية وتوزيع طور غازي وطور سائل يدوران في تدفق متصاعد
JP5248111B2 (ja) 反応器
CN106582455A (zh) 一种水路自然循环的直管联箱蛇管式反应器
US20040126285A1 (en) Reactor for testing catalyst systems
US10052603B2 (en) Scallop assembly and reactor
CN101389920B (zh) 用于冷却热气体的设备
US10500556B2 (en) Radial flow horizontal catalytic reactor
CN204051634U (zh) 圆排式方形联箱冷管反应器
CN110831692B (zh) 径向流反应器设备
JPH03131336A (ja) ガス反応器
US20190255499A1 (en) Radial multi-tubular catalytic reactor
CN204051635U (zh) 直排式上下双方形联箱冷管反应器
US8500884B2 (en) Vessel and process pertaining to an impermeable impingement plate
JPH03193133A (ja) ガス反応器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140723

Termination date: 20210329

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee