CN111514827B - 一种合成气制甲烷的加工装置及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种合成气制甲烷的加工装置及其加工方法，包括催化箱，所述催化箱外表面的底部固定连接有底座，所述催化箱的上下两侧通过螺栓分别固定连接有顶盖和底盖，且顶盖的内部贯穿有螺杆，所述螺杆的表面且位于催化箱的内部螺纹连接有催化筒，本发明涉及化工设备技术领域。该合成气制甲烷的加工装置及其加工方法，通过转动螺杆来取出下层的催化筒，并在上方安装新的催化筒，使所有的催化筒内的催化剂均可得到最充分的使用，避免了浪费，且仅设备上下开口，降低了使用时气体的泄露风险，同时使用支撑套在上方悬吊，底盖在底部支撑的方式定位催化筒和螺杆，使其在使用时和更换时均不会掉落造成损坏，使用也较为方便。

Description

一种合成气制甲烷的加工装置及其加工方法

技术领域

本发明涉及化工设备技术领域，具体为一种合成气制甲烷的加工装置及其加工方法。

背景技术

合成气是以一氧化碳和氢气为主要组分，用作化工原料的一种原料气。合成气的原料范围很广，可由煤或焦炭等固体燃料气化产生，也可由天然气和石脑油等轻质烃类制取，还可由重油经部分氧化法生产。

甲烷(系统名为“碳烷”，但只在介绍系统命名法时会出现，一般用习惯名“甲烷”)在自然界的分布很广，甲烷是最简单的有机物，是天然气，沼气，坑气等的主要成分，俗称瓦斯。也是含碳量最小(含氢量最大)的烃，也是天然气、沼气、油田气及煤矿坑道气的主要成分。它可用来作为燃料及制造氢气、炭黑、一氧化碳、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。

现有的合成气制甲烷设备，一般都是采用催化剂催化的方式，将合成气通过多层催化剂催化后和转化为甲烷，但合成气在通过催化剂时，最下层的催化剂先与合成气反应，而越到上面，与合成气反应的催化剂越少，因此从上到下催化剂的失效率越来越高，而现有的设备都是整体失效后整体更换催化剂，但在下层催化剂失效后，合成气经过的催化剂层数变少，反应时间变短，因此催化不够彻底，而在检测到没有完全催化时即会更换催化剂，此时会造成部分未失效的催化剂的浪费，提高了成本。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种合成气制甲烷的加工装置及其加工方法，解决了现有的设备都是整体失效后整体更换催化剂，但在下层催化剂失效后，合成气经过的催化剂层数变少，反应时间变短，因此催化不够彻底，而在检测到没有完全催化时即会更换催化剂，此时会造成部分未失效的催化剂的浪费，提高了成本的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种合成气制甲烷的加工装置，包括催化箱，所述催化箱外表面的底部固定连接有底座，所述催化箱的上下两侧通过螺栓分别固定连接有顶盖和底盖，且顶盖的内部贯穿有螺杆，所述螺杆的表面且位于催化箱的内部螺纹连接有催化筒，所述催化筒内表面的上下均固定连接有环形板，且环形板的内圆弧面固定连接有套筒，所述套筒内部的左右两侧均滑动连接有半圆螺纹套，且半圆螺纹套的内表面与螺杆的外表面螺纹连接，所述套筒的内表面固定连接有弹性弧形钢片，且弹性弧形钢片的外表面与半圆螺纹套的外表面压接，所述螺杆的表面且位于顶盖的顶部套设有支撑套，且支撑套与螺杆之间通过销轴贯穿连接。

优选的，所述支撑套的底部转动连接有钢珠，所述螺杆表面的顶端且位于支撑套的上方开设有六棱面。

优选的，所述环形板、套筒与催化筒之间填充有催化剂，上侧所述环形板的顶部卡接有密封盖，所述螺杆的底端压接在底盖的顶部。

优选的，所述催化箱内部中间的左右两侧均固定连接有隔板，两个所述隔板之间的上下两侧均固定连接有横板，所述横板、隔板与催化箱的内壁之间固定连接有竖板，且竖板前后并列等距设置有多个。

优选的，两个所述横板之间通过管道连通，左侧所述隔板的底部与右侧隔板的顶部且位于竖板之间均开设有透气孔。

优选的，所述催化筒纵向堆叠有多层，所述催化筒的外表面固定连接有密封圈，且密封圈的外表面分别与催化箱的内壁和隔板的表面压接。

本发明还公开了一种合成气制甲烷的加工装置的加工方法，具体包括以下步骤：

步骤一：先将合成气通过催化箱正面右下角的进气口注入催化箱内，合成气向上蔓延，经过右侧多层催化剂的催化弥漫至上方，然后流入上方横板顶部的空间内，再通过管道流到下方横板底部的空间内，然后进入左侧催化筒所处的空腔内，合成气再次向上蔓延，并经过多层催化剂再次催化直至完全转化成甲烷，最后通过催化箱正面左上角的出气口排出进行收集；

步骤二：当催化剂使用一段时间后，最下层催化筒内的催化剂最先失效，此时可将底盖拆下，然后用扳手或专用的摇柄套在螺杆顶端的六棱面位置，转动螺杆，使催化筒向下移动，直至最下层的催化筒掉落下来，依据需要，一次最多可取出两个催化筒；

步骤三：旧的催化筒取出后，将底盖安装好，然后取下旧的催化筒上的密封盖，将无效的催化剂倒出并更换新的催化剂，然后盖好密封盖，再抽出销轴，取下支撑套，然后打开顶盖，用专用的安装工具插进该催化筒内的半圆螺纹套之间，将其向两侧推开，然后将安装工具套在螺杆上，并将催化筒推进催化箱内，直至其摞在催化箱内的催化筒上，然后按压催化筒，抽出安装工具，半圆螺纹套受弹性弧形钢片的回弹力复位，并与螺杆的螺纹啮合，最后将顶盖安装好，然后安装好支撑套即可。

优选的，所述安装工具包括套管，所述套管外表面的下半部分固定连接有压环，所述套管的顶端固定连接有把手。

(三)有益效果

本发明提供了一种合成气制甲烷的加工装置及其加工方法。与现有技术相比，具备以下有益效果：

(1)、该合成气制甲烷的加工装置及其加工方法，通过在催化箱的上下两侧通过螺栓分别固定连接有顶盖和底盖，且顶盖的内部贯穿有螺杆，螺杆的表面且位于催化箱的内部螺纹连接有催化筒，螺杆的表面且位于顶盖的顶部套设有支撑套，且支撑套与螺杆之间通过销轴贯穿连接，通过转动螺杆来取出下层的催化筒，并在上方安装新的催化筒，使所有的催化筒内的催化剂均可得到最充分的使用，避免了浪费，且仅设备上下开口，降低了使用时气体的泄露风险，同时使用支撑套在上方悬吊，底盖在底部支撑的方式定位催化筒和螺杆，使其在使用时和更换时均不会掉落造成损坏，使用也较为方便。

(2)、该合成气制甲烷的加工装置及其加工方法，通过在催化筒内表面的上下均固定连接有环形板，且环形板的内圆弧面固定连接有套筒，套筒内部的左右两侧均滑动连接有半圆螺纹套，且半圆螺纹套的内表面与螺杆的外表面螺纹连接，套筒的内表面固定连接有弹性弧形钢片，且弹性弧形钢片的外表面与半圆螺纹套的外表面压接，安装工具包括套管，套管外表面的下半部分固定连接有压环，套管的顶端固定连接有把手，利用弹性弧形钢片使半圆螺纹套可向两侧展开，配合安装工具的使用，使催化筒可很方便的安装在螺杆上，不用强行将催化筒按压到螺杆上，降低了螺纹的磨损，安装使用方便。

(3)、该合成气制甲烷的加工装置及其加工方法，通过在催化箱内部中间的左右两侧均固定连接有隔板，两个隔板之间的上下两侧均固定连接有横板，横板、隔板与催化箱的内壁之间固定连接有竖板，且竖板前后并列等距设置有多个，两个横板之间通过管道连通，左侧隔板的底部与右侧隔板的顶部且位于竖板之间均开设有透气孔，利用竖板将右侧经过一次催化的气体分隔开，配合管道分别传输至左侧催化空腔内，使气体更好的分散开，避免气体集中影响催化效果，结构简单实用，且提高了转化效率。

附图说明

图1为本发明催化箱的剖视图；

图2为本发明催化筒的剖视图；

图3为本发明图1中A处的局部结构放大图；

图4为本发明图1中B处的局部结构放大图；

图5为本发明横板与竖板的立体图；

图6为本发明套筒与半圆螺纹套的俯视图；

图7为本发明安装工具结构的主视图。

图中，1-催化箱、2-底座、3-顶盖、4-底盖、5-螺杆、6-催化筒、7-环形板、8-套筒、9-半圆螺纹套、10-弹性弧形钢片、11-支撑套、12-销轴、13-钢珠、14-六棱面、15-催化剂、16-密封盖、17-隔板、18-横板、19-竖板、20-管道、21-密封圈、22-安装工具、23-套管、24-压环、25-把手。

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，本发明实施例提供一种技术方案：一种合成气制甲烷的加工装置，包括催化箱1，催化箱1内部中间的左右两侧均固定连接有隔板17，两个隔板17之间的上下两侧均固定连接有横板18，横板18、隔板17与催化箱1的内壁之间固定连接有竖板19，且竖板19前后并列等距设置有多个，两个横板18之间通过管道20连通，左侧隔板17的底部与右侧隔板17的顶部且位于竖板19之间均开设有透气孔，利用竖板19将右侧经过一次催化的气体分隔开，配合管道20分别传输至左侧催化空腔内，使气体更好的分散开，避免气体集中影响催化效果，结构简单实用，且提高了转化效率，催化箱1外表面的底部固定连接有底座2，催化箱1的上下两侧通过螺栓分别固定连接有顶盖3和底盖4，且顶盖3的内部贯穿有螺杆5，螺杆5的表面且位于催化箱1的内部螺纹连接有催化筒6，催化筒6纵向堆叠有多层，催化筒6的外表面固定连接有密封圈21，且密封圈21的外表面分别与催化箱1的内壁和隔板17的表面压接，催化筒6内表面的上下均固定连接有环形板7，且环形板7的内圆弧面固定连接有套筒8，环形板7、套筒8与催化筒6之间填充有催化剂15，上侧环形板7的顶部卡接有密封盖16，螺杆5的底端压接在底盖4的顶部，套筒8内部的左右两侧均滑动连接有半圆螺纹套9，且半圆螺纹套9的内表面与螺杆5的外表面螺纹连接，套筒8的内表面固定连接有弹性弧形钢片10，且弹性弧形钢片10的外表面与半圆螺纹套9的外表面压接，螺杆5的表面且位于顶盖3的顶部套设有支撑套11，且支撑套11与螺杆5之间通过销轴12贯穿连接，通过转动螺杆5来取出下层的催化筒6，并在上方安装新的催化筒6，使所有的催化筒6内的催化剂15均可得到最充分的使用，避免了浪费，且仅设备上下开口，降低了使用时气体的泄露风险，同时使用支撑套11在上方悬吊，底盖4在底部支撑的方式定位催化筒6和螺杆5，使其在使用时和更换时均不会掉落造成损坏，使用也较为方便，支撑套11的底部转动连接有钢珠13，螺杆5表面的顶端且位于支撑套11的上方开设有六棱面14。

本发明还公开了一种合成气制甲烷的加工装置的加工方法，具体包括以下步骤：

步骤一：先将合成气通过催化箱1正面右下角的进气口注入催化箱1内，合成气向上蔓延，经过右侧多层催化剂15的催化弥漫至上方，然后流入上方横板18顶部的空间内，再通过管道20流到下方横板18底部的空间内，然后进入左侧催化筒6所处的空腔内，合成气再次向上蔓延，并经过多层催化剂15再次催化直至完全转化成甲烷，最后通过催化箱1正面左上角的出气口排出进行收集；

步骤二：当催化剂15使用一段时间后，最下层催化筒6内的催化剂15最先失效，此时可将底盖4拆下，然后用扳手或专用的摇柄套在螺杆5顶端的六棱面14位置，转动螺杆5，使催化筒6向下移动，直至最下层的催化筒6掉落下来，依据需要，一次最多可取出两个催化筒6；

步骤三：旧的催化筒6取出后，将底盖4安装好，然后取下旧的催化筒6上的密封盖16，将无效的催化剂15倒出并更换新的催化剂15，然后盖好密封盖16，再抽出销轴12，取下支撑套11，然后打开顶盖3，用专用的安装工具22插进该催化筒6内的半圆螺纹套9之间，将其向两侧推开，然后将安装工具22套在螺杆5上，并将催化筒6推进催化箱1内，直至其摞在催化箱1内的催化筒6上，然后按压催化筒6，抽出安装工具22，半圆螺纹套9受弹性弧形钢片10的回弹力复位，并与螺杆5的螺纹啮合，最后将顶盖3安装好，然后安装好支撑套11即可；安装工具22包括套管23，套管23外表面的下半部分固定连接有压环24，套管23的顶端固定连接有把手25，利用弹性弧形钢片10使半圆螺纹套9可向两侧展开，配合安装工具22的使用，使催化筒6可很方便的安装在螺杆5上，不用强行将催化筒6按压到螺杆5上，降低了螺纹的磨损，安装使用方便。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种合成气制甲烷的加工装置，包括催化箱（1），所述催化箱（1）外表面的底部固定连接有底座（2），其特征在于：所述催化箱（1）的上下两侧通过螺栓分别固定连接有顶盖（3）和底盖（4），且顶盖（3）的内部贯穿有螺杆（5），所述螺杆（5）的表面且位于催化箱（1）的内部螺纹连接有催化筒（6），所述催化筒（6）内表面的上下均固定连接有环形板（7），且环形板（7）的内圆弧面固定连接有套筒（8），所述套筒（8）内部的左右两侧均滑动连接有半圆螺纹套（9），且半圆螺纹套（9）的内表面与螺杆（5）的外表面螺纹连接，所述套筒（8）的内表面固定连接有弹性弧形钢片（10），且弹性弧形钢片（10）的外表面与半圆螺纹套（9）的外表面压接，所述螺杆（5）的表面且位于顶盖（3）的顶部套设有支撑套（11），且支撑套（11）与螺杆（5）之间通过销轴（12）贯穿连接；

所述支撑套（11）的底部转动连接有钢珠（13），所述螺杆（5）表面的顶端且位于支撑套（11）的上方开设有六棱面（14），所述环形板（7）、套筒（8）与催化筒（6）之间填充有催化剂（15），上侧所述环形板（7）的顶部卡接有密封盖（16），所述螺杆（5）的底端压接在底盖（4）的顶部，所述催化箱（1）内部中间的左右两侧均固定连接有隔板（17），两个所述隔板（17）之间的上下两侧均固定连接有横板（18），所述横板（18）、隔板（17）与催化箱（1）的内壁之间固定连接有竖板（19），且竖板（19）前后并列等距设置有多个，两个所述横板（18）之间通过管道（20）连通，左侧所述隔板（17）的底部与右侧隔板（17）的顶部且位于竖板（19）之间均开设有透气孔，所述催化筒（6）纵向堆叠有多层，所述催化筒（6）的外表面固定连接有密封圈（21），且密封圈（21）的外表面分别与催化箱（1）的内壁和隔板（17）的表面压接。

2.根据权利要求1所述的一种合成气制甲烷的加工装置，其特征在于：其加工方法具体包括以下步骤：

步骤一：先将合成气通过催化箱（1）正面右下角的进气口注入催化箱（1）内，合成气向上蔓延，经过右侧多层催化剂（15）的催化弥漫至上方，然后流入上方横板（18）顶部的空间内，再通过管道（20）流到下方横板（18）底部的空间内，然后进入左侧催化筒（6）所处的空腔内，合成气再次向上蔓延，并经过多层催化剂（15）再次催化直至完全转化成甲烷，最后通过催化箱（1）正面左上角的出气口排出进行收集；

步骤二：当催化剂（15）使用一段时间后，最下层催化筒（6）内的催化剂（15）最先失效，此时可将底盖（4）拆下，然后用扳手或摇柄套在螺杆（5）顶端的六棱面（14）位置，转动螺杆（5），使催化筒（6）向下移动，直至最下层的催化筒（6）掉落下来，依据需要，一次最多可取出两个催化筒（6）；

步骤三：旧的催化筒（6）取出后，将底盖（4）安装好，然后取下旧的催化筒（6）上的密封盖（16），将无效的催化剂（15）倒出并更换新的催化剂（15），然后盖好密封盖（16），再抽出销轴（12），取下支撑套（11），然后打开顶盖（3），用安装工具（22）插进该催化筒（6）内的半圆螺纹套（9）之间，将其向两侧推开，然后将安装工具（22）套在螺杆（5）上，并将催化筒（6）推进催化箱（1）内，直至其摞在催化箱（1）内的催化筒（6）上，然后按压催化筒（6），抽出安装工具（22），半圆螺纹套（9）受弹性弧形钢片（10）的回弹力复位，并与螺杆（5）的螺纹啮合，最后将顶盖（3）安装好，然后安装好支撑套（11）即可。

3.根据权利要求2所述的一种合成气制甲烷的加工装置，其特征在于：所述安装工具（22）包括套管（23），所述套管（23）外表面的下半部分固定连接有压环（24），所述套管（23）的顶端固定连接有把手（25）。

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