CN106179167B - 一种具有强化传热的气-固相连续反应装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有强化传热的气固相连续反应装置，包括旋转盘(Ⅰ)、固定盘（Ⅱ）及反应器（Ⅲ），其旋转盘上沿径向分布有气相入口、气相出口、冷流体入口和热流体入口，固定盘上分布有气相入口槽、气相出口槽、冷流体入口槽及热流体入口槽，槽距盘中心的距离与旋转盘上对应孔距盘中心的距离相等，槽宽与对应孔的直径相等，且槽的圆心角大小（即槽长）取决于用户所需控制的该段反应时长。本发明具有连续操作、反应时间可控、设备利用率高、工艺参数稳定、操作便捷、可确保生产安全、结构简易成本低廉等特点。

Description

一种具有强化传热的气-固相连续反应装置
技术领域
本发明涉及一种伴有强化传热的气固相反应装置，特别适用于金属氢化物氢化/脱氢等气-固相化学反应及应用方案，旨在解决当前涉及反应热量输入/移出场合的气-固相化学反应无法实现连续式自动化控制的实际难题。
背景技术
目前国内外涉及反应过程强化传热的气固相反应器主要有管式反应器（Int. JHydrogen. Energ., 2010, 35(1) :321–328）、U型气固相反应器(Int. J Hydrogen.Energ.,2003, 28 (3): 329-333)、多管束耦合型反应器(Appl. Therm. Eng., 1998, 18(6): 457-480)、弓形板式反应器(中国发明专利 201010510847.6, 200510042823.1)、环盘式反应器、微通道反应器(上海:2008年化工机械年会. 2008, 58-62; 中国, ZL200710018259.9)及其它类气固相反应器。这些反应器均主要由气相通道、反应床层和反应器壳体构成，均属间歇操作。生产过程不连续，设备利用率低，生产能力小，不易实现自动化操作，工艺参数不稳定，产品质量得不到较好的保证，且反应过程可能存在的危险难以避免。此外，在进行强化传热气固相反应实验过程中，气液相流体流动控制的实际操作非常繁琐且无法避免，反应过程中不同阀门启闭的操作及顺序繁杂，不仅耗费人力且容易出现操作错误，影响反应进程。因此，各类反应器繁琐的实际操作使其难以推广应用。
发明内容
本发明的目的在于为了克服上述现有技术无法实现连续式操作的不足而提出一种新结构，该装置利用气液相流通通道的有序开启与闭合实现气固相反应的自动化控制。
本发明实现过程如下：
一种具有强化传热的气固相连续反应装置，包括旋转盘(Ⅰ)、固定盘（Ⅱ）及反应器（Ⅲ）。本发明涉及两种具有不同结构的旋转盘与固定盘方案。其一为四孔方案：旋转盘(Ⅰ)上沿径向分布有气相入口（21）、气相出口（22）、冷流体入口（20）和热流体入口（23），固定盘（Ⅱ）上分布有气相入口槽（27）、气相出口槽（26）、冷流体入口槽（25）及热流体入口槽（24）；气相入口（21）与气相入口槽（27），气相出口（22）与气相出口槽（26），冷流体入口（20）与冷流体入口槽（25），热流体入口（23）与热流体入口槽（24）分别相对应；各气相和流体进出口槽（24,25,26,27）为上下贯通结构，其距盘中心的距离与旋转盘上对应孔距盘中心的距离相等，槽宽与对应孔的直径相等，各槽的长度取决于该段反应时长，通过旋转盘(Ⅰ)的绕心转动实现各通道的有序开启和闭合。
其二为六孔方案：旋转盘(Ⅰ)上沿径向分布有气相入口（21）、气相出口（22）、冷流体入口（20）、热流体入口（23）、真空接口（29）和安全阀接口（28），固定盘（Ⅱ）上分布有气相入口槽（27）、气相出口槽（26）、冷流体入口槽（25）、热流体入口槽（24）、真空槽（30）和安全阀接口槽（31）；气相入口（21）与气相入口槽（27），气相出口（22）与气相出口槽（26），冷流体入口（20）与冷流体入口槽（25），热流体入口（23）与热流体入口槽（24），真空接口（29）与真空槽（30），安全阀接口（28）与安全阀接口槽（31）分别相对应；各气相和流体进出口槽（24,25,26,27,30,31）为上下贯通结构，其距盘中心的距离与旋转盘上对应孔距盘中心的距离相等，槽宽与对应孔的直径相等，各槽的长度取决于该段反应时长，通过旋转盘(Ⅰ)的绕心转动实现各通道的有序开启和闭合。
本发明的反应器(Ⅲ)可为釜式反应器、固定盘式反应器、直管式反应器等各类气固相反应器，由于螺旋管式微通道反应器具备拥有较大换热面积、可消除热应力和机械挤压应力、增大湍动程度等优点，表现出较好的反应器性能，故本发明反应器(Ⅲ)优选采用螺旋管式微通道反应器，其结构构造如下：圆柱形壳体（15）两端分别固定设置有上端管板（16）和下端管板（10），上端管板（16）和下端管板（10）之间连接有多根截面为椭圆形的微通道螺旋管（12）；位于上端管板（16）和下端管板（10）轴向间的不锈钢固定支撑网（5）壁开有多个孔，其外壁包裹有滤网管（4），不锈钢固定支撑网（5）下端与气相进出口通道（7）相连通；壳体（15）的上端面与上端管板（16）间形成换热流体出口缓冲槽（18），设置有换热流体出口（19），固定盘（Ⅱ）与下端管板（10）间形成换热流体入口缓冲槽（9），换热流体出口缓冲槽（18）上部设置有换热流体出口缓冲槽排气口（17），换热流体入口缓冲槽（9）侧壁设置有换热流体入口缓冲槽排气口（6）；微通道螺旋管（12）的排列方式为正三角形排布，管间距为微通道螺旋管（12）当量直径的2～5倍。反应器壳体（15）底部由支座（8）支撑。可根据使用要求选用裙式支座、支承式支座、腿式支座。
换热流体出口缓冲槽（18）通过法兰（11）用螺栓（1）与螺母（2）与上端管板（16）连接，以方便更换上端管板（16）。反应器通过法兰（11）上的法兰密封圈密封。法兰（11）可根据使用压力、温度等使用条件选择标准法兰以及密封圈。
气固相反应器中，在壳体的一侧设置有装填固相反应物的侧盖（3）。管板与壳体通过法兰连接，为可拆卸结构；同时为增强传热质的效果、防止反应物受到污染，流体通道与气体通道、固体反应物床层接触部分为密封结构。
装置采用的气-固相反应器中的滤网管（4）采用不锈钢或非金属材质，孔径为100～500目。
该装置中的旋转盘(Ⅰ)以反应器轴中心为中心转动。旋转盘(Ⅰ)与固定盘（Ⅱ）之间采用机械或填料密封。
气相入口（21）、气相出口（22）、真空接口（29）和安全阀接口（28）距盘中心的距离小于气相进出口通道（7）的半径，冷流体入口（20）、热流体入口（23）距盘中心的距离大于气相进出口通道（7）的半径。
旋转盘(Ⅰ)上的冷流体入口（20）和固定盘（Ⅱ）上的冷流体入口槽（25）联通时，向反应器（Ⅲ）内通入冷流体，及时带走反应热；热流体入口（23）和热流体入口槽（24）联通时，将通入热流体，及时供给反应所需热；气相入口（21）与气相入口槽（27）联通时，向反应器（Ⅲ）内通入反应原料气，发生吸收、吸附过程；气相出口（22）与气相出口槽（26）联通时，反应器（Ⅲ）内的气相物质因压差或扩散从气相出口（22）流出。
对于有抽真空需求的过程，可在旋转盘(Ⅰ)上增设真空接口（29），外接真空泵，当真空接口（29）与固定盘（Ⅱ）的真空槽（30）联通时，将对反应器（Ⅲ）抽真空，可实现真空条件下的气相解吸或脱附，还可在初次反应前抽出装置内的残余气体。
对于有保障压力安全需求的过程，可在旋转盘(Ⅰ)上增设安全阀接口（28），外接安全阀和压力表，当安全阀接口（28）与固定盘（Ⅱ）的安全阀接口槽（31）联通时，将对整个反应过程进行实时监控，一旦体系压力超过允许压力，安全阀将打开卸压，以确保实验过程安全。
本发明可通过调节旋转盘（Ⅰ）的转速及固定盘（Ⅱ）上槽的尺寸控制反应时间，以进一步控制反应进程。
反应气体从气相入口（21）进入，依次通过气相入口槽（27）、气相进出口通道（7），经不锈钢固定支撑网（5）壁开孔进入反应物床层（13），与固相反应物接触发生吸收或吸附反应。反应吸收/释放的热量通过换热管（12）的换热流体供给/移出。
换热流体从旋转盘(Ⅰ)上的冷流体入口（20）或热流体入口（23）流入，当旋转盘（Ⅰ）转动到冷流体入口（20）或热流体入口（23）与固定盘（Ⅱ）上对应的冷流体入口槽（25）或热流体入口槽（24）联通时，流体经冷流体入口槽（25）或热流体入口槽（24）流入换热流体入口缓冲槽（9），进而通过换热管（12）到达换热流体出口缓冲槽（18），最终由换热流体出口（19）流出。
本发明的有益效果：本发明利用旋转盘（Ⅰ）和固定盘（Ⅱ）上气液相流通通道的有序启闭，实现反应的连续性操作，避免了间歇操作带来的问题，提高了设备利用率，增大了设备生产能力，保证工艺参数稳定，且避免了繁复的人工操作，降低操作成本；同时自动控制降低了实验与生产的危险性，且该装置结构简单，设备费用少。此外，通过调节旋转盘（Ⅰ）的转速即可调节反应进程的快慢，调整槽尺寸可控制反应时间及反应物浓度，使得反应进程更加易于调控。
附图说明
图1是本发明四孔方案的装置结构示意图；
图2是本发明四孔方案的旋转盘（Ⅰ）示意图；
图3是本发明四孔方案的固定盘（Ⅱ）示意图；
图4是本发明四孔方案转动盘与固定盘连接示意图；
图5是本发明六孔方案的装置结构示意图；
图6是本发明六孔方案的旋转盘（Ⅰ）示意图；
图7是本发明六孔方案的固定盘（Ⅱ）示意图；
图8是本发明六孔方案转动盘与固定盘连接示意图；
图9是吸、放氢时间数值模拟曲线图；
图10是循环时间数值模拟曲线图。
图中标号说明：
1——螺栓 2——螺母 3——侧盖 4——滤网管
5——不锈钢固定支撑网 6——换热流体入口缓冲槽排气口
7——气相进出口通道 8——支座 9——换热流体入口缓冲槽
10——下端管板 11——法兰 12——换热管
13——反应物床层 14——测温管 15——壳体 16——上端管板
17——换热流体出口缓冲槽排气口 18——换热流体出口缓冲槽
19——换热流体出口 20——冷流体入口 21——气相入口
22——气相出口 23——热流体入口 24——热流体入口槽
25——冷流体入口槽 26——气相出口槽 27——气相入口槽
28——安全阀接口 29——真空接口 30——真空槽
31——安全阀接口槽。
具体实施方式
本发明通过旋转盘(Ⅰ)和固定盘（Ⅱ）在转动过程中开孔与槽的相对位置控制各路的开启与关闭情况。旋转盘(Ⅰ)和固定盘（Ⅱ）上的开孔与槽的相对位置可以实现在转动过程中气相入口一路接通时恰好冷流体换热通道同时开启，而在开启的期间气相出口一路和热流体换热通道均始终关闭。该对应反应阶段结束后将进入逆反应阶段。此时，气相出口一路接通且恰好热流体换热通道同时开启，而此时刚处于开启状态的气相入口一路和冷流体换热通道关闭。故装置即通过两盘上孔与槽在转动过程中的自主重合与错开实现吸收和解吸两个过程的有序控制。
实施例1
针对金属氢化物储氢反应的吸、放氢过程，本发明的结构示意图如附图1-4所示。下面结合附图对本发明作进一步的说明。
附图1-3所示，旋转盘(Ⅰ)上沿径向设置冷流体入口（20）、热流体入口（23）、气相入口（21）和气相出口（22），固定盘（Ⅱ）上按一定规则设置冷流体入口槽（25）、热流体入口槽（24）、气相入口槽（27）及气相出口槽（26），各气相和流体进出口槽（24,25,26,27）距盘中心的距离与旋转盘上对应孔距盘中心的距离相等，槽宽与对应孔的直径相等，开槽的圆心角大小取决于该段反应时长，即θ=360o*t/t总。
附图4是图2中的旋转盘（Ⅰ）和图3中的固定盘（Ⅱ）分别在A、B位置处的剖开图，位置在下的是旋转盘（Ⅰ），可清晰看到盘上依次分布冷流体入口（20）、热流体入口（23）、气相入口（21）和气相出口（22）；在上的是固定盘（Ⅱ），该剖开位置处只露出热流体入口槽（24）和气相出口槽（26）。
在附图4所示的转动位置时刻，热流体入口（23）和气相出口（22）分别与热流体入口槽（24）和气相出口槽（26）接通，其余通道不接通。此时系统通热流体并打开气相导出通道，对应阶段为放氢阶段。该位置为旋转盘（Ⅰ）转动过程中放氢阶段范围内的一位置，随着旋转盘（Ⅰ）的转动，各开孔与对应槽将实现及时的开启与闭合。
反应器开始工作，旋转盘（Ⅰ）转动，当旋转盘转动至冷流体入口槽（25）与冷流体入口（20）接通时，气相入口槽（27）与气相入口（21）同时接通，此时热流体入口槽（24）与气相出口槽（26）分别与热流体入口（23）及气相出口（22）断开，致使系统通入冷流体并输入氢气，反应产生的热量由冷流体移走，以防止温度过高反应不完全。直到冷流体入口槽（25）、气相入口槽（27）与冷流体入口（20）、气相入口（21）错开，吸氢反应阶段结束；旋转盘继续转动，当热流体入口槽（24）与热流体入口（23）接通时，气相出口槽（26）与气相出口（22）接通，而此时冷流体入口槽（25）、气相入口槽（27）分别与冷流体入口（20）、气相入口（21）错开，系统气相出口通道打开并通入热流体，当温度达到脱氢反应的要求温度时，系统开始向外放出氢气。直到热流体入口槽（24）、气相出口槽（26）与热流体入口（23）、气相出口（22）错开，放氢反应阶段结束。随后，随着旋转盘的转动，冷流体入口槽（25）和气相入口槽（27）将再次与冷流体入口（20）和气相入口（21）接通，进而自主发生下一轮循环。
储氢时，反应气体从气相入口（21）通入，通过固定盘（Ⅱ）上的气相入口槽（27），进入气相进出口通道（7），并通过置于壳体轴向中央的不锈钢固定支撑网（5），经滤网管（4）扩散进入反应物床层（13）中，反应物床层（13）为多孔结构，气体扩散具有一定的阻力，为保证气体与固体反应物床层（13）充分接触，需采用0.2~1MPa的初始压力进行反应；反应物床层（13）释放气体的过程为吸热反应，需采用80~150℃加热反应物床层（13）发生反应，可通过测温管（14）测得壳体（15）内反应物的温度；放氢时，床层（5）释放出的气体依次通过滤网管（4）、不锈钢固定支撑网（5）、气相进出口通道（7）、气相出口槽（26）和气相出口（22）排出装置。
气相与固相的反应热由布置于壳体（15）内的换热管（12）中的换热流体通过导热方式进行供给/移走，根据放出/吸收的热量大小，调节流体流速来控制传递热量的大小。储氢时，换热流体从冷流体入口（20）、冷流体入口槽（25）流入，经换热流体入口缓冲槽（9）通过换热管（12），随后流至换热流体出口缓冲槽（18），最后从换热流体出口（19）流出反应器；放氢时，换热流体由热流体入口（23）、热流体入口槽（24）流入反应器，同样通过换热流体入口缓冲槽（9）、换热管（12）、换热流体出口缓冲槽（18）及换热流体出口（19）流出装置。由于微通道螺旋管（3）与反应物床层（13）接触面较大，并且在管空腔内流体以湍流形式流动，其整个反应床层温度基本趋于一致，床层平均反应速率较快。
吸氢过程中的换热流体取温度为20－40度的冷水，放氢过程中采用的换热流体取温度为50－80度的热水，储氢材料选用镧镍物。
实施例2
针对有抽真空及保障压力安全需求的储氢反应，发明人在实施例1四孔方案的基础上增设了抽真空通路和安全阀通路，以进一步确保反应的彻底与安全性。下面结合附图5-8以完整的储氢反应过程为例对本发明作进一步的说明。
当旋转盘转动至真空接口（29）与固定盘（Ⅱ）的真空槽（30）接通时，即可实现真空条件下的气相解吸或脱附，还可在初次反应前抽出装置内的残余气体。
如附图6、7所示，旋转盘(Ⅰ)上增设安全阀接口（28），可外接安全阀和压力表，当旋转盘转动至安全阀接口（28）与固定盘（Ⅱ）的安全阀接口槽（31）接通时，可对整个反应过程进行实时监控，一旦体系压力超过允许压力，安全阀将打开卸压，以确保实验过程安全。
增设的真空接口（29）、安全阀接口（28）、真空槽（30）及安全阀接口槽（31）的分布遵循其余开孔与槽的设置规则。
附图8是图6中的旋转盘（Ⅰ）和图7中的固定盘（Ⅱ）分别在A、B位置处的剖开图，位置在下的是旋转盘（Ⅰ），盘上依次分布冷流体入口（20）、真空接口（29）、气相出口（22）、气相入口（21）、安全阀接口（28）和热流体入口（23）；在上的是固定盘（Ⅱ），该剖开位置处只露出气相出口槽（26）、安全阀接口槽（31）和热流体入口槽（24）。
在附图8位置下，热流体入口（23）、气相出口（22）及安全阀接口（28）分别与热流体入口槽（24）、气相出口槽（26）及安全阀接口槽（31）接通，同时其余通道不接通。此时系统通入热流体并打开气相导出通道，同时安全阀通道保持接通，保证室内压力安全，处于放氢反应阶段。随着旋转盘（Ⅰ）的转动，各通路实现及时的开启与闭合。
如附图5－8所示，反应器开始工作，旋转盘（Ⅰ）转动，当真空槽（30）与真空接口（29）接通时，真空系统对反应体系抽真空，真空槽（30）与真空接口（29）错开时，抽真空阶段结束；随后，当旋转盘旋转至冷流体入口槽（25）、气相入口槽（27）分别与冷流体入口（20）、气相入口（21）接通，同时热流体入口槽（24）、气相出口槽（26）分别与热流体入口（23）、气相出口（22）断开时，系统通入冷流体并输入氢气，反应产生的热量由冷流体移走。冷流体入口槽（25）、气相入口槽（27）与冷流体入口（20）、气相入口（21）错开时，吸氢反应阶段结束；旋转盘继续转动，当热流体入口槽（24）、气相出口槽（26）分别与热流体入口（23）、气相出口（22）接通，同时冷流体入口槽（25）、气相入口槽（27）分别与冷流体入口（20）、气相入口（21）断开时，系统气相出口通道打开并通入热流体，当温度达到脱氢反应的要求温度时，系统向外放出氢气。此时，安全阀接口槽（31）与安全阀接口（28）同时接通，以时刻保障生产安全。当热流体入口槽（24）、气相出口槽（26）与热流体入口（23）、气相出口（22）错开时，放氢反应结束。随后，旋转盘再次转动到真空槽（30）与真空接口（29）接通的位置，及时对体系抽真空，使储氢材料在真空条件下进行完全的放氢，材料回到初始条件，为下一循环的吸放氢过程做好准备。此时热流体入口槽（24）与热流体入口（23）同时接通，通过补给热量加速完全放氢过程。
同样地，储氢时，反应气体从气相入口（21）通入，通过固定盘（Ⅱ）上的气相入口槽（27），进入气相进出口通道（7），并通过置于壳体轴向中央的不锈钢固定支撑网（5），经滤网管（4）扩散进入反应物床层（13）中，发生吸氢反应，反应热由反应器内的换热管（12）中的冷流体带走；放氢时，床层（5）释放出的气体依次通过滤网管（4）、不锈钢固定支撑网（5）、气相进出口通道（7）、气相出口槽（26）和气相出口（22）排出装置。
储氢时，换热流体从冷流体入口（20）、冷流体入口槽（25）流入，经换热流体入口缓冲槽（9）通过换热管（12），随后流至换热流体出口缓冲槽（18），最后从换热流体出口（19）流出反应器；放氢时，换热流体由热流体入口（23）、热流体入口槽（24）流入反应器，同样通过换热流体入口缓冲槽（9）、换热管（12）、换热流体出口缓冲槽（18）及换热流体出口（19）流出装置。
实施例3
发明人利用商业模拟软件COMSOL对本发明建立了三维数学模型，并对其吸、放氢过程进行了详细的数值计算，探究了不同初始反应分率对反应进程的影响，并得出最优初始反应分率下的吸放氢循环时长及固定盘上对应各阶段的各通道槽长的最优方案。如下：
附图9是装置在不同初始反应分率下发生吸、放氢反应的耗时分布图。控制反应程度一定，即△X=0.8。结果发现，受吸放氢反应机理的限制，吸氢初始反应分率越大，吸氢过程反应耗时越长，而放氢初始反应分率越大，放氢过程反应耗时越短。当初始反应分率X为0.08时，吸氢过程耗时与放氢过程耗时恰相等。
附图10是装置发生一个完整吸放氢循环的反应耗时图。结果发现，当初始反应分率X为0.07时，装置发生一个吸放氢循环的耗时周期最短。
模拟结果得出，最优初始反应分率下的四孔最优方案中，冷流体入口槽（25）、热流体入口槽（24）、气相入口槽（27）及气相出口槽（26）对应的圆心角角度分别为170o、190o、170o及190o。
模拟结果得出，最优初始反应分率下的六孔最优方案中，冷流体入口槽（25）、热流体入口槽（24）、气相入口槽（27）、气相出口槽（26）、真空槽（30）及安全阀接口槽（31）的圆心角角度分别为138o、222 o、138o、154o、68 o 及154 o。

Claims (10)

1.一种具有强化传热的气固相连续反应装置，由旋转盘(Ⅰ)、固定盘(Ⅱ)与反应器(Ⅲ)组成，其特征在于：旋转盘(Ⅰ)上沿径向分布有气相入口（21）、气相出口（22）、冷流体入口（20）和热流体入口（23），固定盘（Ⅱ）上分布有气相入口槽（27）、气相出口槽（26）、冷流体入口槽（25）及热流体入口槽（24）；气相入口（21）与气相入口槽（27），气相出口（22）与气相出口槽（26），冷流体入口（20）与冷流体入口槽（25），热流体入口（23）与热流体入口槽（24）分别相对应；各气相或流体进出口槽（24，25，26，27）为上下贯通结构，其距盘中心的距离与旋转盘上对应孔距盘中心的距离相等，槽宽与对应孔的直径相等，各槽的长度取决于该段反应时长，通过旋转盘(Ⅰ)的绕心转动实现各通道的有序开启和闭合。
2.根据权利要求1所述具有强化传热的气固相连续反应装置，其特征在于：气相入口（21）和气相出口（22）距盘中心的距离小于气相进出口通道（7）的半径，冷流体入口（20）和热流体入口（23）距盘中心的距离大于气相进出口通道（7）的半径。
3.根据权利要求1所述具有强化传热的气固相连续反应装置，其特征在于：冷流体入口槽（25）、热流体入口槽（24）、气相入口槽（27）及气相出口槽（26）的圆心角角度分别为170o、190o、170o及190o。
4. 一种具有强化传热的气固相连续反应装置，由旋转盘(Ⅰ)、固定盘(Ⅱ)与反应器(Ⅲ)组成，其特征在于：旋转盘(Ⅰ)上沿径向分布有气相入口（21）、气相出口（22）、冷流体入口（20）、热流体入口（23）、真空接口（29）和安全阀接口（28），固定盘（Ⅱ）上分布有气相入口槽（27）、气相出口槽（26）、冷流体入口槽（25）、热流体入口槽（24）、真空槽（30）和安全阀接口槽（31）；气相入口（21）与气相入口槽（27），气相出口（22）与气相出口槽（26），冷流体入口（20）与冷流体入口槽（25），热流体入口（23）与热流体入口槽（24），真空接口（29）与真空槽（30），安全阀接口（28）与安全阀接口槽（31）分别相对应；各气相和流体进出口槽（24，25，26，27，30，31）为上下贯通结构，其距盘中心的距离与旋转盘上对应孔距盘中心的距离相等，槽宽与对应孔的直径相等，各槽的长度取决于该段反应时长，通过旋转盘(Ⅰ)的绕心转动实现各通道的有序开启和闭合。
5.根据权利要求4所述具有强化传热的气固相连续反应装置，其特征在于：气相入口（21）、气相出口（22）、真空接口（29）和安全阀接口（28）距盘中心的距离小于气相进出口通道（7）的半径，冷流体入口（20）和热流体入口（23）距盘中心的距离大于气相进出口通道（7）的半径。
6. 根据权利要求5所述具有强化传热的气固相连续反应装置，其特征在于：冷流体入口槽（25）、热流体入口槽（24）、气相入口槽（27）、气相出口槽（26）、真空槽（30）及安全阀接口槽（31）的圆心角角度分别为138o、222 o、138o、154o、68 o 及154 o。
7. 根据权利要求1或4所述具有强化传热的气固相连续反应装置，其特征在于：反应器(Ⅲ)为釜式气固相反应器、固定盘式气固相反应器、直管式气固相反应器。
8. 根据权利要求7所述具有强化传热的气固相连续反应装置，其特征在于：反应器(Ⅲ)为 螺旋管式微通道反应器。
9.根据权利要求8所述具有强化传热的气固相连续反应装置，其特征在于：螺旋管式微通道反应器结构为：圆柱形壳体（15）两端分别固定设置有上端管板（16）和下端管板（10），上端管板（16）和下端管板（10）之间连接有多根截面为椭圆形的微通道螺旋管（12）；位于上端管板（16）和下端管板（10）轴向间的不锈钢固定支撑网（5）壁开有多个孔，其外壁包裹有滤网管（4），不锈钢固定支撑网（5）下端与气相进出口通道（7）相连通；壳体（15）的上端面与上端管板（16）间形成换热流体出口缓冲槽（18），设置有换热流体出口（19），固定盘（Ⅱ）与下端管板（10）间形成换热流体入口缓冲槽（9），换热流体出口缓冲槽（18）上部设置有换热流体出口缓冲槽排气口（17），换热流体入口缓冲槽（9）侧壁设置有换热流体入口缓冲槽排气口（6）。
10.根据权利要求8所述具有强化传热的气固相连续反应装置，其特征在于：微通道螺旋管（12）的排列方式为正三角形排布，管间距为微通道螺旋管（12）当量直径的2～5倍。
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