CN102688734A - 煤制天然气的反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤制天然气的反应器，包括壳体、与壳体上端固定连接的上封头、与壳体下端固定连接的设有出气环套的下封头，所述壳体内部设置有盛放催化剂的与壳体内壁形成进气通道的薄筒，薄筒的底部设置有透气板，薄筒外壁涂有耐高温涂料的涂层；下封头的出气环套与薄筒锥封头的下端连接，下封头的出气套环内部还设有与薄筒内腔相通的出气口和与进气通道连通的进气口。本发明耐高压、高温、氢腐蚀，使用寿命长。

Description

煤制天然气的反应器

技术领域

本发明属于一种煤制天然气的领域，具体的说是一种煤制天然气的反应设备。

背景技术

中国是个富煤缺油少气的国家，天然气资源人均占有率不到世界平均水平的10%，近年来天然气消费结构发生变化，化工和城市燃气占总量的60%以上，根据我国国情，将是以气代油、以气发电和城市燃气化。国家规划覆盖全国的五横两纵天然气管网，形成西气东输、北气南下及液化天然气的供气格局。

就煤制天然气来说，将煤炭转化为天然气，替代部分天然气资源，减少煤炭运输产生的煤粉尘污染，符合国家的产业政策，也是开辟清洁能源的新途径。

无动力循环煤制天然气工艺中，新型节能降耗设备的研制、产业化后将具有一定的市场，尤其是在一些具备煤资源的地区，将是解决清洁燃料或其它工业方面的唯一途径。

煤炭转化天然气，属于甲烷合成反应，是在反应器中进行的。反应器内部设置有一个多孔板，将催化剂放置在多孔板上，气体由上而下通过反应器，甲烷化反应是在4MPa压力、750℃左右高温高压下进行的，高压、高温、氢腐蚀使得设备的选材超出了GB150-2011《压力容器》范围，缩短了反应器的使用寿命。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种耐高压、高温、氢腐蚀，使用寿命长的反应器。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种煤制天然气的反应器，包括壳体、与壳体上端固定连接的上封头、与壳体下端固定连接的设有出气环套的下封头，所述壳体内部设置有盛放催化剂的与壳体内壁形成进气通道的薄筒，薄筒的底部设置有透气板，薄筒外壁涂有耐高温涂料的涂层；下封头的出气环套与薄筒锥封头的下端连接，下封头的出气套环内部还设有与薄筒内腔相通的出气口和与进气通道连通的进气口。

本发明的改进在于：所述上封头内壁设置有保温层Ⅰ，上封头外壁设置有水夹套Ⅰ。

    本发明的改进在于：所述壳体外壁设置有水夹套Ⅱ，壳体内壁设置有保温层Ⅱ。

本发明的改进在于：所述薄筒底内部设置有竖向的测温管，所述测温管上端与上封头上的测温仪安装孔相对，测温管底部延伸到薄筒的透气板，所述测温管内插有穿过测温仪安装孔的热电偶。

本发明的改进在于：所述上封头与壳体上端通过法兰连接，上封头与壳体连接处设置有封闭壳体内腔的密封垫。

本发明的改进在于：所述下封头的出气口的管道采用锻件，进气口在下封头内对称设置两个，在对应进气口的下封头内沿管道圆周方向设置有将两个进气口连通的环隙。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明耐高压、高温、氢腐蚀，使用寿命长。壳体内部设置有盛放催化剂的直径小于壳体内径的薄筒，薄筒外壁涂有耐高温涂料的涂层，保证了反应热不影响壳体；薄筒与壳体内壁之间留有气体通道；薄筒的下端设置连接出气环套的锥封头，下封头的出气套环内部还设有与薄筒内腔相通的出气口和与进气通道连通的进气口，这样的结构设计，使得进气时的温度降低。

上封头内壁和壳体内壁均设置有保温层，上封头外壁和壳体外壁均设置有水夹套，确保了壳体的安全，避免了壳体长时间在高温下工作；薄筒底部设置有测温管，可以随时监测温度变化，以保证生产安全。

上封头与壳体上端通过法兰连接，上封头与壳体连接处设置有封闭壳体内腔的密封垫，封闭比较严实。下封头的出气口的管道采用锻件，并沿管道圆周方向车有环隙，将出气口温度也降至进气温度250℃，使进入进气通道的气体分别更加均匀。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

其中，1、水夹套Ⅰ，2、测温管，3、上封头，4、保温层Ⅰ，5、法兰，6、密封垫，7、保温层Ⅱ，8、薄筒，9、涂层，10、进气通道，11、壳体，12、水夹套Ⅱ，13、锥封头，14、出气环套，15、下封头，16、进气口，17、出气口。

具体实施方式

下面结合附图说明对本发明做进一步详细说明：

如图1所示，煤制天然气的反应器，包括壳体11，壳体11外壁设置有水夹套Ⅱ12，壳体11内壁设置有保温层Ⅱ7。壳体11上端通过法兰5与上封头3固定连接，上封头3与壳体11连接处设置有封闭壳体11内腔的密封垫6，密封垫6的封闭性较好，可以防止气体外泄，上封头3内壁设置有保温层Ⅰ4，上封头3外壁设置有水夹套Ⅰ1。壳体11下端与下封头15固定连接，下封头15与壳体11连接的一端设有出气环套14，下封头15还设有出气口17和进气口16，下封头15的出气口的管道采用锻件，在下封头15内对称设置两个进气口16，在下封头内对应进气口16的位置设置有环隙，环隙沿管道圆周方向并位于下封头内部，环隙将两个进气口连通。壳体11内部设置有薄筒8，薄筒8的上端焊接在壳体11内壁的凸沿上，薄筒8的通过其下端的锥封头13与出气环套14焊接在一起，薄筒8的底面设置有透气板，催化剂放在透气板上，薄筒8底内部设置有竖向的测温管2，测温管2上端与上封头3上的测温仪安装孔相对，测温管2底部延伸到薄筒8的透气板，测温管2内插有穿过测温仪安装孔的热电偶。薄筒8外壁涂有耐高温涂料的涂层9，薄筒8的直径小于壳体11的内径，薄筒8与壳体11内壁之间留有供气体通过的进气通道10，进气通道距离为50mm；下封头15的出气口17与薄筒8内腔相通，下封头15的进气口16与进气通道10连通。

使用时，在薄筒8的透气板上放置催化剂，气体从进气口16进入到进气通道10内，与薄筒8内的高温隔离开，因此进气温度在250℃，然后气体进入到薄筒8内，在催化剂的作用下，开始合成甲烷，合成后的甲烷通过透气板，进入到出气环套14，然后从出气口17出来。

薄筒8外壁上的高温材料涂层为ZS-1耐高温涂料，第一层为过渡涂料，第二层为涂料，第三层为封闭涂料。保温层Ⅰ4和保温层Ⅱ7也是采用这种高温材料，可以确保反应热不影响设备的运行。

在上封头外壁和壳体外壁均设置有水夹套，可以通过水循环，降低整个设备的温度，可以确保反应安全进行。

Claims (6)

1.一种煤制天然气的反应器，包括壳体（11）、与壳体（11）上端固定连接的上封头（3）、与壳体（11）下端固定连接的设有出气环套（14）的下封头（15），其特征在于：所述壳体（11）内部设置有盛放催化剂的与壳体内壁形成进气通道（10）的薄筒（8），薄筒（8）的底部设置有透气板，薄筒（8）外壁涂有耐高温涂料的涂层（9）；下封头（15）的出气环套（14）与薄筒（8）锥封头（13）的下端连接，下封头（15）的出气套环（14）内部还设有与薄筒（8）内腔相通的出气口（17）和与进气通道（10）连通的进气口（16）。

2.根据权利要求１所述的煤制天然气的反应器，其特征在于：所述上封头（3）内壁设置有保温层Ⅰ（4），上封头（3）外壁设置有水夹套Ⅰ（1）。

3.    根据权利要求１所述的煤制天然气的反应器，其特征在于：所述壳体（11）外壁设置有水夹套Ⅱ（12），壳体（11）内壁设置有保温层Ⅱ（7）。

4.根据权利要求１所述的煤制天然气的反应器，其特征在于：所述薄筒（8）底内部设置有竖向的测温管（2），所述测温管（2）上端与上封头（3）上的测温仪安装孔相对，测温管（2）底部延伸到薄筒（8）的透气板，所述测温管（2）内插有穿过测温仪安装孔的热电偶。

5.根据权利要求1所述的煤制天然气的反应器，其特征在于：所述上封头（3）与壳体（11）上端通过法兰（5）连接，上封头（3）与壳体（11）连接处设置有封闭壳体（11）内腔的密封垫（6）。

6.根据权利要求1所述的煤制天然气的反应器，其特征在于：所述下封头（15）的出气口（17）的管道采用锻件，进气口（16）在下封头（15）内对称设置两个，在对应进气口（16）的下封头内沿管道圆周方向设置有将两个进气口连通的环隙。

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