CN108722321A - 一种微通道反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微通道反应器，包括套管，用于与输送气体的微通道可拆卸连接；反应管，穿设于所述套管内且具有多个通风开口；催化结构，设于所述反应管上，包括固相药品；多个引流结构，用于引导气体由反应管中部向着催化结构方向运动，且在气体与套管内壁接触后呈螺旋状重新穿过催化结构；密封结构，用于密封所述反应管与套管端部。本发明通过设置引流结构，气体经过引流结构进行多次穿过催化结构而进行催化反应，保障通过的整个气体均能够有效的进行催化活化，提高气体活化能，加快后续反应效率，缩短反应时间，提高对气体的处理效率。
Description
技术领域
本发明属于化工生产技术领域，尤其是涉及一种微通道反应器。
背景技术
微通道反应器是一种呈管状、长径比很大的连续操作反应器。这种反应器可以很长，如丙烯二聚的反应器管长以公里计。反应器的结构可以是单管，也可以是多管并联；可以是空管，如管式裂解炉，也可以是在管内填充颗粒状催化剂的填充管，以进行多相催化反应，如列管式固定床反应器；微通道反应器既适用于液相反应，又适用于气相反应。
现有的微通道反应器其为在笔直的套管上穿设有具有催化剂的内管，然后向套管当中通入待反应的气体，其气体会经过内管被催化活化然后从套管的另一端流出，但是该方式的微通道反应器存在缺陷，其一为在通入反应气或者导出反应气时需要连接一U形管作为缓冲微通道，减缓反应气的流速，增大反应气与内管之间接触的时间，但是该方式其需要额外设置U形管，而且U形管的体积较大，会导致整个设备体积变大，占用的空间大；其二，反应气在通入到套管内的时候，若是采用整个内微通道为近似于实心设置，则会影响气体可通入的量，造成整个反应器的体积较大，但是反应的效果差，而若是采用中空的方式，气体容易大量的聚集在靠近通管出口处，其造成出气量大，导致部分气体无法有效的进行催化活化；并且在对气体进行催化的过程中气体与催化剂相互作用多为一次性接触，因此部分气体与催化剂接触不充分，导致催化剂对气体的催化活化效率低。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，提供一种结构简单、催化效率高的微通道反应器。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种微通道反应器，包括
套管，用于与输送气体的微通道可拆卸连接；
反应管，穿设于所述套管内且具有多个通风开口；
催化结构，设于所述反应管上，包括固相药品；
多个引流结构，用于引导气体由反应管中部向着催化结构方向运动，且在气体与套管内壁接触后呈螺旋状重新穿过催化结构；
密封结构，用于密封所述反应管与套管端部。
本发明通过设置引流结构，其在气体进到反应管当中的时候，气体在经过引流结构会进行多次穿过催化结构进行催化反应，保障通过的整个气体均能够有效的进行催化活化，因此气体整体的活化能提高，加快了后续反应，缩短反应所需的时间，提高对气体的处理效率；而且该设置方式还能够对气体起到缓冲的作用，减低气体流动的速率，因此在对气体的进催化的时候，免除了在套管上连接U形管，一方面减少U形管连接带来的操作，降低了微通道连接时所需的步骤；而且减少了整个微通道反应器的成本，减少小了微通道反应器的整体体积；而且引流结构其具有缓冲和引流的效果，其缓冲效果好，实现了多处的缓冲，而且因为气体会形成漩涡状，因此气体之间能够时时进行混合，提高了部分未接触到固相药品的气体能够有效的被催化。
进一步的，所述引流结构包括与所述反应管可拆卸连接的挡片、形成于所述挡片上多个通气口、由挡片边缘向着挡板中部倾斜的多个引流片及形成于所述套管内壁上的螺旋凹槽，所述引流片为弧形设置；通过设置挡片其在可在气体进入到反应管内的时候，部分气体被挡住，然后沿着所述引流片的方向向着挡片的四周扩散，从而气体能够经过通过反应管和催化结构，实现对气体的进行催化活化；而设置通气口则可在气体达到挡片的时候，部分气体能够从通气口当中通过，避免因气体聚集而造成气体流速变快，保障气体在流动过程中的流速稳定，而且在后续气体的引流结构上进行二次催化活化，在该整个过程中能保障气体流动的稳定性，从而保障气体催化活化的效率。
进一步的，所述反应管与所述挡片通过一连接结构可拆卸连接，所述连接结构包括与所述反应管滑动连接的滑杆、与所述滑杆相连的连接件及用于锁定所述滑杆与所述连接件的锁定件，所述连接件与所述连接固连；通过设置连接结构可便于对挡片进行安装和更换，能够根据不同的气体、催化剂及气体的流速对挡片的数量进行改变，从而达到最佳的催化效果，而设置滑杆则可在对挡片进行安装和拆除的时候，将整排的挡片均一次性取出，该过程中因为挡片均能够可视，从而可便于检修人员对挡片进行检修，更换已经损坏或表面具有过多污垢的挡片，实现定期维护的便利性，同样的也方便将挡片在那安装到指定的位置，保持挡片之间的间距在预设范围上，提高对气体催化的效果；而设置锁定件则是能够锁定挡片，保持在挡片在工作过程中稳定性好，不回发生晃动，提高挡片的整体效果。
进一步的，所述反应管上设有一T形滑槽，所述滑杆上设有与所述滑槽内壁相配合的多个滚动件；通过在滑杆上设置滚动件，其可便于滑杆在被拉动的过程中不会与滑槽的内壁之间硬摩擦而造成磨损，提高整个装置的使用寿命，同时也提高了整个装置使用的便捷性。
进一步的，所述滑动杆上等距间隔设置有多个与所述锁定件相配合的锁孔，所述锁定件上套设有弹性件；通过在滑杆等距设置锁孔，其在锁杆插入的时候，一方面能够对锁杆进行限位，保持挡片不会左右滑动，另一方面则能够便于操作人员对挡片之间的间距进行精确的判断，便于根据实际催化效果对挡片的位置进行调整，使得整个装置在对气体的催化效果达到最佳。
进一步的，所述密封结构包括与所述套管内壁相连的挡件和形成于所述挡件上的连接凹部，所述反应管一端穿设于所述连接凹部内；通过设置挡件和连接凹部，其在反应管穿入套管当中的时候，便能够有效的对反应管的端部进行固定，从而连接凹部的内壁与反应管之间相接触，从而实现反应管与挡件之间的密封，减少气体未穿过反应管便流出的可能性。
进一步的，所述连接凹部上设有多个弹性卡件，所述反应管端部设有与所述弹性卡件相配合的卡位凹部；通过设置弹性卡件其一方面能够提高连接凹部与弹性卡件之间的密封效果，增大气体催化活化的效率，另一方面可便于判断反应管与挡件之间连接的效果，减少挡件左右滑动的可能性。
进一步的，所述弹性卡件上粘接有一与所述卡位凹部底面相配合的耐磨层，所述耐磨层端面为弧形设置；通过设置耐磨层可避免弹性卡件与反应管之间因相接触而造成磨损，提高弹性卡件使用的寿命，增大经济效益。
进一步的，所述弹性卡件一侧壁上设有由上至下倾斜设置的第一凸筋，另一侧壁上设有与所述第一凸筋对称设置的第二凸筋；设置第一、第二凸筋可在反应管穿入的时候，避免了弹性卡件与反应管相接触的时候发生弯曲相变的可能，尽可能的保持弹性卡件的进行被弹性挤压的效果，从而便于弹性卡件能够更好的卡入到的卡位凹部当中去，而且该设置还增强了弹性卡件的使用寿命。
综上所述，本发明通过设置引流结构，气体经过引流结构进行多次穿过催化结构而进行催化反应，保障通过的整个气体均能够有效的进行催化活化，提高气体活化能，加快后续反应效率，缩短反应时间，提高对气体的处理效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为办发明的剖视图一。
图3为本发明的剖视图二。
图4为图3中A的放大图。
图5为图4中B的放大图。
图6为本发明的套管的结构示意图。
图7为本发明反应管的结构示意图。
图8为本发明的反应管的结构示意图。
图9为图8中C的放大图。
图10为本发明滑杆的结构示意图。
图11为图10中E的放大图。
图12为本发明的局部结构示意图一。
图13为本发明的局部结构示意图二。
图14为本发明的局部结构示意图三。
图15为本发明的固定部件局部结构示意图。
图16为图15中F的放大图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
如图1-16所示，一种微通道反应器，包括套管1、反应管2、催化结构3、多个引流结构6及密封结构4，其中所述的套管1为一金属管，该套管1的端部设有外螺纹，该套管1端部通过螺纹可以连接不同的规格大小的反应微通道，气体通过该反应微通道输送到套管1当中；所述反应管2同样为金属微通道，该反应管2上开设有多个通风开口20，该通风开口20可供进入到反应管2内的气体通过该通风开口20当中流出，然后进入到套管1内；并且在所述反应管2除两端以外均为向下凹陷，其形成有放置凹部24，所述催化结构设于该放置凹部24内。
具体的，所述催化结构3包括固相药品和纱网层，所述固相药品为固态催化剂，所述纱网层为一纱布，该纱网层将所述固相药品进行包裹，从而固相药品能快速的包裹到放置凹部24当中，并且在完成包裹之后，所述催化结构通过一固定部件7进行固定，该固定部件7包括半圆形设置的第一固定网71和半圆形的第二固定网72，所述第一、第二固定网均为金属网，在所述反应管2的端部上设有一插接环槽25，所述第一固定网71端部向下弯折形成有第一插接部711，所述第二固定网72向下弯折形成有第二插接部721，在所述插接环槽25的内壁上设有防脱凸部251，所述防脱凸部251为一下端由下向上弯曲的金属凸条，所述防脱凸部251为焊接或者是粘接在所述插接环槽25内壁上，在所述第一插接部711的端部部分向上弯折，形成有第一勾部712；所述第二插接部721上的端部向上弯折形成有第二勾部722，在所述第一、第二插接部插入所述防脱环槽25内的时候，所述第一、第二勾部会弯曲变形，最后勾在所述防脱凸部251的底面上。
进一步的，所述引流结构6设在所述反应管2内，气体在进入到所述反应管2内的时候，气体会冲击到引流结构6上的时候，气体会在引流结构6的引导下，向着反应管2的内壁方向进行流动，并且在于套管1内壁相接触的时候，气体会形成螺旋状，然后再流穿过催化结构3之后流入到反应管2内；所述引流结构6包括挡片61，通气口62、引流片63及螺旋凹槽64，所述的挡片61为一圆形的金属片，该挡片61与所述反应管2通过一连接结构5可拆卸连接，所述通气口62为圆形的开口，该通气口62形成于所述挡片61上，部分气体可从所述通气开口20当中通过，所述引流片63为金属片，该引流片63在与挡片61粘接，所述挡片61为端面是弧形设置的，所述挡片61为倾斜设置，该倾斜设置为由挡片61的中部向着挡片61的边缘倾斜；具体的，所述螺旋凹槽64为形成于所述套管1内壁上的螺旋状的凹槽，该螺旋凹槽64为生产时在挡片61的内壁上车出来。
具体的，所述连接结构5包括滑杆51、连接件52及锁定件53，所述滑杆51为切面是T字形设置的一金属杆，在所述反应管2的内壁上设有T字形设置的滑槽54，所述滑杆51穿设于所述滑槽54内；在所述滑杆51的侧壁上设有多个滚动件55，该滚动件55为一金属珠，所述滚动件55与所述滑槽54的内壁相接触，从而所述滑杆51能沿着所述滑槽54的内壁进行滑动；所述连接件52为焊接在所述挡片61上的金属块；具体的，所述滑杆51上具有滑动凸部511，所述连接件52上设有与滑动凸部510相配合的连接凹部520；在连接的时候，所述连接凹部520可直接嵌入到所述滑动凸部511上。
进一步的，所述锁定件53为一金属杆，该锁定件53为直接从所述连接件52上穿过，并且在所述锁定件53上套设有一弹性件56，该弹性件56为弹簧，所述的弹性件56一端与所述连接件52固连，另一端与所述锁定件53端部相连，所述弹性件56的弹力会推动所述锁定件53向着所述挡片61的边缘作用，在所述滑动凸部511上设有多个等间距设置的锁孔510，所述锁孔510为圆孔，因此所述锁定件53可直接插入到所述锁孔510当中，从而实现对挡片61进行固定；其具体的拆装方式为在安装的时候，将所述所述滑杆51从反应管2当中拉出，然后从侧面将挡片61安装到滑杆51上，最后通过锁定件53对挡片61进行锁定，从而实现了挡片61与滑杆51之间连接，最后在滑杆51推到到反应管2内，最后对挡片61进行固定；在拆卸的时候，反之操作即可。
具体的，所述密封结构4包括挡件41和的连接凹部42，所述挡件41为一中间具有圆口的一端金属管，该挡件41与所述套管1的内壁螺接，所述连接凹部42为形成于所述挡件41的环形凹槽，该环形凹槽与所述反应管2端部的厚度相同，在连接的时候，所述反应管2的端部穿入到所述连接凹部42当中；在所述连接凹部42内壁上设有弹性卡件43，所述弹性卡件43为一弹性橡胶圈，所述弹性卡件43粘接在所述连接凹部42的内壁上，该弹性卡件43其切面为凸台形状；在所述弹性卡件43的端部上设有耐磨层44，该耐磨层44为耐磨塑料制成的塑料圈，所述的耐磨层44的内壁为弧形面，所述耐磨层44与所述弹性卡件43的端面粘接。
进一步的，在所述反应管2的外壁上设有一卡接凹部22，所述卡接凹部22为一圈凹环，在所述反应管2插入所述套管1内的时候，所述弹性卡件43会直接卡入到所述卡接凹环22内；为了避免在弹性卡件43卡入到卡接凹部22当中的时候发生弯曲，在所述弹性卡件43一面侧壁上设有由上至下倾斜设置的第一凸筋431，另一面侧壁上设有与第一凸筋431对称设置的第二凸筋432，所述第一、第二凸筋与所述弹性卡件43一体成型。
为了使得反应管在所述套管1内悬空，所述反应管2的左右端部上均设有一支撑凸部，所述支撑凸部为与所述反应管2端部相连的金属块，因此所述反应管2穿入到所述套管1当中的时候，在支撑凸部的支撑下，反应管悬空；并且为了保障所有的气体均与催化剂相接触，在反应管的一端也填充有设有固相药品（图中未具体示出），通过该方式，其能够保障所有的气体均通过催化剂催化。
显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
Claims (9)
1.一种微通道反应器，其特征在于：包括
套管(1)，用于与输送气体的微通道可拆卸连接；
反应管（2），穿设于所述套管（1）内且具有多个通风开口（20）；
催化结构，设于所述反应管（1）上，包括固相药品；
多个引流结构（6），用于引导气体由反应管中部向着催化结构方向运动，且在气体与套管（1）内壁接触后呈螺旋状重新穿过催化结构；
密封结构（4），用于密封所述反应管（2）与套管（1）端部。
2.根据权利要求1所述的一种微通道反应器，其特征在于：所述引流结构（6）包括与所述反应管（2）可拆卸连接的挡片（61）、形成于所述挡片（61）上多个通气口（62）、由挡片（61）边缘向着挡片（61）中部倾斜的多个引流片（63）及形成于所述套管（1）内壁上的螺旋凹槽（64），所述引流片(64）为弧形设置。
3.根据权利要求2所述的一种微通道反应器，其特征在于：所述反应管（2）与所述挡片（41）通过一连接结构（5）可拆卸连接，所述连接结构（5）包括与所述反应管（2）滑动连接的滑杆（51）、与所述滑杆（51）相连的连接件（52）及用于锁定所述滑杆（51）与所述连接件（52）的锁定件（53），所述连接件（52）与所述挡片（61）相连。
4.根据权利要求3所述的一种微通道反应器，其特征在于：所述反应管（2）上设有一“T”字形设置的滑槽（54），所述滑杆（51）上设有与所述滑槽（54）内壁相配合的多个滚动件（55）。
5.根据权利要求3所述的一种微通道反应器，其特征在于：所述滑动杆（51）上等距间隔设置有多个与所述锁定件（53）相配合的锁孔（510），所述锁定件（53）上套设有弹性件（56）。
6.根据权利要求1所述的一种微通道反应器，其特征在于：所述密封结构（4）包括与所述套管（1）内壁相连的挡件（41）和形成于所述挡件（41）上的连接凹部（42），所述反应管（2）一端穿设于所述连接凹部（42）内。
7.根据权利要求6所述的一种微通道反应器，其特征在于：所述连接凹部（42）上设有多个弹性卡件（43），所述反应管（2）端部设有与所述弹性卡件（43）相配合的卡位凹部（20）。
8.根据权利要求7所述的一种微通道反应器，其特征在于：所述弹性卡件（43）上粘接有与所述卡位凹部（20）底面相配合的耐磨层（44），所述耐磨层（44）端面为弧形设置。
9.根据权利要求8所述的一种微通道反应器，其特征在于：所述弹性卡件（43）一面侧壁上设有由上至下倾斜设置的第一凸筋（431），另一面侧壁上设有与所述第一凸筋（431）对称设置的第二凸筋（432）。
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