CN115364774A - 一种径向反应器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种径向反应器，其包括壳体、集气筒和套筒，套筒套设于集气筒外围，集气筒与套筒之间形成反应区，反应区内填充有催化剂床层，反应区内部还设有换热组件；集气筒侧壁开设有若干个通气孔，壳体侧壁还开设有进气管和出气管；套筒外侧壁与壳体内壁之间预留有通气空隙，套筒筒壁厚度沿壳体轴线方向由高至低逐渐减小，套筒侧壁沿其周向均匀设置有若干组进气孔组，每一进气孔组均包括沿套筒轴线方向开设的若干个进气孔，且所属同一进气孔组的所有进气孔的孔径沿套筒轴线方向由高至低逐渐增大；本申请具有实现反应器高度方向上的均匀进气，提高待反应气体与催化剂床层的接触面积，提高催化剂床层中催化剂的利用率的效果。

Description

一种径向反应器

技术领域

本申请涉及一种反应器，尤其是涉及一种径向反应器。

背景技术

固定床反应器是一种广泛应用于石油化工及煤化工等领域，用于实现液液、气液、液固、气液固等多相反应过程的设备，固定床反应器按照流体流动方式可分为轴向反应器和径向反应器，径向反应器由两个多孔的同心套筒构成，催化剂颗粒填充在两个套筒之间，流体进入反应器后，沿垂直于反应器轴线的径向通过催化床层，发生化学反应后最终从反应器排出；径向反应器具有流通面积大、流动路程短、床层压降小的特点。

相关申请号为2021109165993的中国专利申请，公开了一种径向反应器，包括壳体、设置在壳体内的集气筒及外分布器筒，外分布器筒套设在集气筒外，外分布器套筒与集气筒之间形成气体反应区，气体反应区内设有催化剂床层，外分布器筒沿其轴向开设有若干组外分布器孔道组，集气筒沿其轴向开设有若干组集气孔道组，壳体上端连通有气体进口，壳体下端连通有气体出口，外分布器筒和集气筒之间还设置有若干根换热管，换热管的端部连通于集气筒端部，催化剂床层填充于相邻换热管之间；当待反应体从气体进口进入壳体内部之后，待反应气体首先通过外分布器孔道组进入气体反应区内，并沿垂直于壳体轴线的方向通过催化床层，实现化学反应，反应之后的气体经集气孔道组进入集气筒内，并沿集气筒轴线方向下移，最后从集气筒下端处的集气孔道组流出集气筒，最终从气体出口排出；在此过程中，由于部分气体在反应时会产生热量，为了减少出现上述热量过大而影响催化剂的后续反应效果的情况，可以向换热管内通入冷媒（如冷水），来对换热管管壁进行降温，进而实现对相邻换热管之间的催化剂床层进行降温。

针对上述中的相关技术，发明人发现上述催化剂床层在使用一段时间后失效而需要卸料更换，但是被排出的催化剂中易存在部分并未完全失效且可再利用的催化剂，上述未失效的催化剂无法被再利用就被排出，导致了资源的浪费。

发明内容

为了相关技术中存在部分催化剂未失效却被排出反应器，造成资源浪费的技术问题，本申请提供一种径向反应器。

本申请提供的一种径向反应器，采用如下的技术方案：

一种径向反应器，包括壳体、设置于壳体内的集气筒和套筒，所述套筒套设于集气筒外围，且所述集气筒以及套筒的端部均密封，所述集气筒与套筒之间形成反应区，所述反应区内填充有催化剂床层，所述反应区内部还设置有用于对催化剂床层进行降温的换热组件；所述集气筒侧壁开设有若干个通气孔，所述壳体侧壁还开设有与通气孔相连通的进气管和出气管；所述套筒外侧壁与壳体内壁之间预留有与进气管相连通的通气空隙，所述套筒筒壁厚度沿壳体轴线方向由高至低逐渐减小，所述通气空隙沿壳体轴线方向由高至低逐渐增大，所述套筒侧壁沿其周向均匀设置有若干组进气孔组，每一所述进气孔组均包括沿套筒轴线方向开设的若干个进气孔，所述进气孔与反应区相连通，且所属同一所述进气孔组的所有进气孔的孔径沿套筒轴线方向由高至低逐渐增大。

通过采用上述技术方案，待反应的气体从进气管进入壳体内部，待合成气体朝靠近通气空隙的方向移动，为了减少出现气体集中从套筒上端处的进气孔进入反应区并穿过反应区上部处的催化剂床层，而使得位于反应区下部处的催化剂床层无法为气体反应发挥作用的情况，特通过改变套筒筒壁厚度来改变通气空隙的大小，以使得通气空隙沿套筒高度方向由上至下逐渐增大，再配合地将进气孔孔径设计成沿套筒高度方向由上至下逐渐增大；那么，进入套筒上端处的通气空隙内的气体将受到通气空隙的挤压而导致气体流速变慢，避免气体快速涌入上方处的进气孔内，另外，进气孔的孔径限制了从套筒上端进入反应区内的气体量，以使得部分气体可以沿通气空隙高度方向下移，并从套筒下部处的进气孔进入反应区内，实现套筒轴线方向上的均匀进气，使得气体均匀通过催化剂床层，使得催化剂在被更换之前得以被充分利用，从而在催化剂更换时，减少未失效而被更换的催化剂的量，提高催化剂的利用率；另外，从通气空隙上部涌入的气体量较大时，气体易对套筒造成冲击，而由于套筒上端处的筒壁厚度最大，因此套筒上部结构具有较强的抗气体冲击能力。

作为优选，所述壳体朝向每组进气孔组处的内壁上均设置有挤压组件，所述挤压组件包括设置有每一进气孔处的凸起，以及用于带动凸起朝靠近或远离对应进气孔的方向往复移动的移动件；所述凸起与对应的进气孔相对设置，全部所述凸起的长度相同，且位于所述套筒最上方处的进气孔与对应凸起的间距恰好等于所述移动件带动凸起移动的移动距离。

通过采用上述技术方案，当气体进入通气空隙之后，通过移动件带动凸起朝靠近对应的进气孔的方向移动，从而使得位于凸起周围的气体中的部分被凸起快速抵推进入对应的进气孔内，实现快速进气，另一部分气体则被凸起挤压而沿套筒周向移动或朝套筒下部处的通气空隙移动，实现对气体的分流，使得原先集中于套筒上部的气体得以分散开来并下移；另外，由于位于套筒最上方的进气孔与对应凸起的间距恰好等于移动键带动凸起移动的移动距离，且通气空隙的大小由上至下逐渐增大，因此，当凸起移动至最大移动距离时，位于最上方处的进气孔将被对应的凸起封堵，而位于下方处的进气孔始终处于敞开状态，此时气体为了进入反应区势必会下移并进入下部处的进气孔，从而最终进一步实现了对气体的分流，实现对气体移动路径的控制，实现均匀进气。

作为优选，位于同一高度处的所有所述进气孔之间共同连通有导向沟槽，所述导向沟槽沿套筒周向设置于套筒外侧壁。

通过采用上述技术方案，当凸起朝靠近进气孔的方向移动进而使得部分气体沿套筒周向移动时，导向沟槽的设置能够对气体的移动路径起到导向作用，以使得气体能够沿导向沟槽移动至位于同一高度上的相邻进气孔内，并进入反应区，实现对气体的分流，扩大气体对催化剂床层的作用范围。

作为优选，每一所述移动件均包括限位片、气囊体、储气囊袋、输气泵和抽气泵；所述储气囊袋、输气泵和抽气泵均位于壳体外部，所述输气泵进气端通过管道连通于储气囊袋，所述输气泵出气端通过管道连通于气囊体，所述抽气泵进气端通过管道连通于气囊体，所述抽气泵出气端通过管道连通于储气囊袋，所述气囊体侧壁连接于限位片，与所述移动件相对应的所有凸起均连接于限位片背离气囊体处的侧壁。

通过采用上述技术方案，可以通过将抽气泵和输气泵电连接PLC控制器，通过PLC控制器控制输气泵和抽气泵的启闭，当输气泵启动时，输气泵将储气囊袋内的空气抽送至气囊体内，以使得气囊体鼓胀，从而使得限位片在鼓胀的气囊体的抵推下带动凸起朝靠近进气孔的方向移动，当输气泵管壁，抽气泵启动时，抽气泵将气囊体内的部分空气重新抽送至储气囊袋内，此时气囊体外径减小，并带动凸起复位。

作为优选，所述移动件还包括若干个相互连通的限位伸缩管，所述限位伸缩管与凸起一一对应设置，所述限位伸缩管设置于气囊体靠近对应凸起处的内部，所述输气泵出气端以及抽气泵输入端均通过管道连通于所有限位伸缩管；所述限位伸缩管长度方向平行于对应凸起的长度方向，所述限位伸缩管的伸缩部位于靠近凸起处的一端，所述限位伸缩管远离伸缩部处的一端密封，所述限位伸缩管管径朝远离凸起的方向逐渐减小。

通过采用上述技术方案，限位伸缩管的设置使得输气泵向气囊体内输送的气体相对集中，且集中于每一凸起部位，进而使得气囊体得以快速鼓胀，提高凸起的往复移动效率，另外，由于限位伸缩管管径朝远离凸起的方向逐渐减小，从而使得进入限位伸缩管内的大部分气体朝靠近伸缩管的方向移动，进一步提高气囊体的鼓胀或收缩效率。

作为优选，所述壳体内壁与套筒外侧壁之间共同连接有支撑板，所述支撑板位于所述套筒下部，所述支撑板背离通气空隙处的侧壁设置有三角加强筋，所述支撑板朝向通气空隙处的侧壁设置有引流面，所述引流面靠近最下方处的进气孔处的一侧向上倾斜设置。

通过采用上述技术方案，支撑板实现了套筒与壳体的连接，三角加强筋的设置加强了支撑板与壳体连接部位的连接稳定性，由于套筒下部管壁厚度小于套筒上部管壁厚度，因此，引流面的设置一方面能够加强对套筒的支撑效果，提高套筒的结构强度，另一方面，由于引流面靠近最下方处的进气孔处的一侧向上倾斜设置，因此引流面可以将移动至通气空隙下部处的气体引导至进气孔内，起到引流作用。

作为优选，所述反应区内转动连接有与套筒同心同轴的换向筒体，所述壳体上设置有用于驱动套筒转动的驱动件；所述换向筒体朝向套筒处的侧壁设置有若干个环板，所述套筒侧壁开设有供每一环板插设的环槽，位于所述套筒同一高度上所有进气孔对应一个环板；所述换向筒体背离套筒处的侧壁沿换向筒体周向设置有若干个出气口，所述环板内部沿其周向开设有与对应的所有出气口相连通的气流通道，位于所述套筒同一高度上的所有进气孔均连通于对应的气流通道。

通过采用上述技术方案，由于套筒同一高度上的所有进气孔均连通于对应的环板上的气流通道以及对应位置处的出气口，因此进入进气孔内的气体将从对应的出气口流出，在催化剂反应一段时间之后，可以通过驱动件驱动换向筒体，以使得出气口朝向不同位置处的催化剂床层，实现对催化剂床层内的催化剂的充分利用。

作为优选，每一所述出气口长度方向呈弧形，且每一所述出气口长度方向的延长线均与集气筒外侧壁相切。

通过采用上述技术方案，将出气口设置成弧形，以便对从出气口流出的气体的移动路径起到导向作用，使得气体能够在出气口的引导下，以出气口长度方向的延长线作为移动轨迹移动至集气筒内，相较于将出气口直接设计成平行于集气筒径向的直线型，从本申请所设计的出气口流出的气体移动至集气筒内的移动路程更长，所经过的催化剂床层范围更大，从而便于气体得以充分反应后再进入集气筒内。

作为优选，每一所述出气口内部均设置有镂空钢球，所述镂空钢球位于出气口靠近催化剂床层处的一端。

通过采用上述技术方案，镂空钢球的镂空结构可供气体通过，从出气口流出的气体将在镂空钢球的作用下实现分流，进一步扩大气体从出气口流出的流出角度，扩大从出气口流出的气体对催化剂床层的作用范围。

作为优选，每一所述出气口内部均设置有转杆，所述转杆长度方向平行于所述换向筒体轴向；每一所述出气口内的镂空钢球套接于对应出气口内的转杆外部；每一所述出气口靠近镂空钢球处的内壁均沿出气口弧度方向设置有引导缺口，所述引导缺口位于转杆一侧，所述引导缺口内壁与镂空钢球之间预留有间隙。

通过采用上述技术方案，气体进入出气口处之后，部分气体将集中移动至引导缺口处，并从引导缺口排出，而部分气体将穿过镂空钢球排出，在此过程中，当聚集在引导缺口处的气体达到一定量时，镂空钢球将受到从引导缺口处流出的气体的抵推而以转杆为中心转动，从而使得从镂空钢球穿出的气体在转动中的镂空钢球的作用下改变从出气口的流出角度，进一步扩大气体对催化剂床层的作用范围。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.为了减少出现气体集中从套筒上端处的进气孔进入反应区并穿过反应区上部处的催化剂床层，而使得位于反应区下部处的催化剂床层无法为气体反应发挥作用的情况，特通过改变套筒筒壁厚度来改变通气空隙的大小，以使得通气空隙沿套筒高度方向由上至下逐渐增大，再配合地将进气孔孔径设计成沿套筒高度方向由上至下逐渐增大；那么，进入套筒上端处的通气空隙内的气体将受到通气空隙的挤压而导致气体流速变慢，避免气体快速涌入上方处的进气孔内，另外，进气孔的孔径限制了从套筒上端进入反应区内的气体量，以使得部分气体可以沿通气空隙高度方向下移，并从套筒下部处的进气孔进入反应区内，实现套筒轴线方向上的均匀进气，使得气体均匀通过整个催化剂床层，减少催化剂床层中无法被气体通过的死角部位，提高催化剂的利用率；

2.将出气口设置成弧形，以便对从出气口流出的气体的移动路径起到导向作用，使得气体能够在出气口的引导下，以出气口长度方向的延长线作为移动轨迹移动至集气筒内，相较于将出气口直接设计成平行于集气筒径向的直线型，从本申请所设计的出气口流出的气体移动至集气筒内的移动路程更长，所经过的催化剂床层范围更大，从而便于气体得以充分反应后再进入集气筒内。

附图说明

图1是实施例中一种径向反应器的结构示意图。

图2是图1中用于体现A-A向结构的剖视图。

图3是图1中用于体现B-B向结构的剖视图。

图4是图2中用于体现a结构的放大示意图。

图5是实施例中用于体现连接杆、挡板以及分流管之间位置关系的剖视图。

图6是图1中用于体现C-C向结构的剖视图。

图7是图6中用于体现b结构的放大示意图。

附图标记说明：1、壳体；11、进气管；111、分流管；12、出气管；13、催化剂进料管；14、催化剂卸料管；15、集气筒；151、通气孔；16、套筒；161、进气孔组；1611、进气孔；162、通气空隙；163、反应区；164、导向沟槽；165、换向筒体；1651、环板；1652、环槽；1653、气流通道；1654、出气口；1655、引导缺口；1656、转杆；1657、镂空钢球；166、驱动件；1661、连接杆；1662、转环；1663、拨动杆；1664、挡板；17、支撑板；171、三角加强筋；172、引流面；18、换热组件；181、冷媒输入管；182、冷媒输出管；183、下管板；184、上管板；185、换热管；19、挤压组件；191、凸起；192、移动件；1921、限位片；1922、气囊体；1923、储气囊袋；1924、输气泵；1925、抽气泵；1926、限位伸缩管。

具体实施方式

以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种径向反应器。参照图1和图2，径向反应器包括壳体1、连通于壳体1顶部的进气管11和催化剂进料管13、连通于壳体1底部处的出气管12和催化剂卸料管14、沿壳体1周向焊接于壳体1内壁的支撑板17，以及设置于壳体1内部的集气筒15和套筒16；集气筒15和套筒16同轴同心设置，且套筒16套设于集气筒15外围；套筒16下端焊接于支撑板17上表面，套筒16远离支撑板17处的一端密封连接于集气筒15侧壁，集气筒15贯穿支撑板17；套筒16、集气筒15以及支撑板17共同围合成反应区163，反应区163内填充有催化剂床层，进气管11、催化剂进料管13、出气管12和催化剂卸料管14均连通于反应区163，壳体1内还设置有换热组件18；从进气管11进入反应区163内的气体在经过催化剂床层时发生化学反应，因反应产生的热量聚集在催化剂床层上，通过换热组件18对催化剂床层进行降温，反应后的气体经集气筒15和出气管12排出。

参照图2和图3，换热组件18包括冷媒输入管181、冷媒输出管182、下管板183、上管板184以及若干根连通于上管板184和下管板183之间的换热管185；冷媒输入管181贯穿插设于壳体1侧壁，冷媒输入管181连通于下管板183，下管板183与上管板184均为密封管体，冷媒输出管182连通于上管板184并贯穿壳体1顶部；换热管185位于集气筒15外围，且以集气筒15位中心，呈同心圆状均匀分布于反应区163内，催化剂床层均匀分布于相邻换热管185之间的缝隙内。

参照图2，集气筒15侧壁贯穿开设有若干个通气孔151，位于支撑板17上方处的通气孔151连通于反应区163，位于支撑板17下方处的通气孔151连通于出气管12；套筒16外侧壁与壳体1内壁之间预留有通气空隙162，套筒16筒壁厚度沿套筒16高度方向由高至低逐渐减小，相应的，通气空隙162的大小沿套筒16高度方向由高至低逐渐增大；进气管11位于壳体1内部处的一端连通有若干个分流管111，分流管111远离进气管11处的一端位于通气空隙162上方，且朝向通气空隙162。

参照图2和图3，套筒16侧壁设有若干组进气孔组161，且进气孔组161沿套筒16周向均匀且密集地分布；进气孔组161与分流管111一一对应设置，且分流管111位于通气空隙162靠近对应进气孔组161处的上方；每组进气孔组161均包括若干个进气孔1611，属于同一进气孔组161上的所有进气孔1611沿套筒高度方向均匀且密集地分布；进气孔1611与反应区163相连通，且所属同一进气孔组161的所有进气孔1611孔径大小沿套筒16高度方向由高到低逐渐增大；位于套筒16同一高度上的相邻进气孔1611之间连通有导向沟槽164，导向沟槽164沿套筒16周向设置于套筒16外侧壁。

参照图2，支撑板17背离通气空隙162处的侧壁焊接有三角加强筋171，三角加强筋171远离支撑板17处的侧壁焊接于壳体1内壁；支撑板17朝向通气空隙162处的侧壁设有引流面172，引流面172靠近套筒16处的一侧沿套筒16高度方向向上倾斜设置，移动至通气空隙162下部处的气体可在引流面172的引导下移动至套筒16下部处的进气孔1611内。

参照图2和图4，壳体1朝向每组进气孔组161处的内壁均设有挤压组件19，挤压组件19与进气孔组161一一对应设置，挤压组件19包括设置在每一进气孔1611处的凸起191，以及用于带动凸起191朝靠近或远离对应进气孔1611的方向往复移动的移动件192。移动件192包括限位片1921、气囊体1922、储气囊袋1923、输气泵1924和抽气泵1925，储气囊袋1923、输气泵1924和抽气泵1925均安装于壳体1外侧壁，储气囊袋1923内部存储有定量空气，输气泵1924的进气端以及抽气泵1925的出气端均通过管道连通于储气囊袋1923，气囊体1922和限位片1921位于壳体1内部，气囊体1922内部中空且充盈有空气，输气泵1924的出气端以及抽气泵1925的进气端均通过管道与气囊体1922内部相连通；限位片1921固定粘接于气囊体1922朝向进气孔组161处的一侧，凸起191垂直一体成型于对应的限位片1921侧壁，凸起191与进气孔1611一一对应设置，且凸起191正对于对应的进气孔1611。

参照图2和图4，挤压组件19还包括设置于气囊体1922内的若干个限位伸缩管1926，位于同一气囊体1922内的所有限位伸缩管1926通过管道相互连通，输气泵1924的出气端以及抽气泵1925的进气端均通过管道连通于所有限位伸缩管1926；限位伸缩管1926与凸起191一一对应设置，限位伸缩管1926靠近凸起191的一端为波纹状的伸缩部，伸缩部的伸缩方向平行于凸起191的移动方向，限位伸缩管1926管径朝远离凸起191的方向逐渐减小；限位伸缩管1926的设置可以使得充入气囊体1922内的空气能够集中最用于气囊体1922靠近每一凸起191的部位，使得气囊体1922能够快速鼓胀，且由于限位伸缩管1926远离凸起191处的管径小于限位伸缩管1926靠近凸起191处的管径，从而减少了移动至限位伸缩管1926远离凸起191处的一端的空气量，使得被冲入的空气集中移动至靠近凸起191处的一端，加快气囊体1922的鼓胀速度。

参照图2和图4，通过输气泵1924向气囊体1922内充气，以使得气囊体1922鼓胀，进而使得限位片1921和凸起191在气囊体1922的推动下朝靠近对应的进气孔组161的方向移动，移动过程中的凸起191可以加速凸起191周围气体的流动，部分气体将在凸起191的抵推下快速进入最靠近的进气孔1611内，其他部分气体将在凸起191的推动下沿套筒16周向移动或沿套筒16高度方向向下移动。

参照图2和图4，位于套筒16最上方处的进气孔1611与对应的凸起191之间的间距恰好等于凸起191的最大移动距离，即，当凸起191在移动件192带动下移动至最大移动距离时，位于套筒16最上方处的进气孔1611恰好被对应的凸起191封堵住，而由于套筒16壁厚由高至低逐渐减小，且所有凸起191长度和移动距离均一致，因此，位于下方处的进气孔1611并未被对应的凸起191堵住，那么进入通气空隙162内的空气只能下移并经下方进气孔1611进入反应区163，从而进一步实现了对气体移动路径的调控，增大了从套筒16下端处的进气孔1611进入反应区163内的气体量。

参照图2和图5，反应区163内还转动连接有换向筒体165，换向筒体165上端贯穿套筒16并设置有驱动件166，驱动件166用于带动换向筒体165以套筒16为中心转动；驱动件166包括连接杆1661、转环1662以及拨动杆1663；连接杆1661其中一端焊接于换向筒体165顶端，另一端贯穿套筒16，并焊接于转环1662，转环1662活动套接于冷媒输出管182外部且贯穿壳体1顶部中心位置，拨动杆1663位于壳体1外部并一体成型于于转环1662侧壁，套筒16密封部位处的顶部沿其周向开设有供连接杆1661贯穿插设的让位孔，让位孔可供连接杆1611以转环1622为中心周向转动一定角度，连接杆1661侧壁焊接有环状的挡板1664，挡板1664盖合让位孔上方，进气管11以及所有分流管111均位于挡板和连接杆1661外围，操作人员可以定期借助梯子攀爬至壳体1顶部，并借助拨动杆1663转动转环1662，以便在不影响催化剂进料管13的前提下，使得转环1662带动换向筒体165实现转动，另外，挡板1664的设置可以使得让位孔始终处于密封状态，减少出现待反应气体从环形让位孔处直接进入反应区163的情况。

参照图2和图4，换向筒体165侧壁贴合于套筒16内侧壁，换向筒体165外侧壁焊接有若干个环板1651，环板1651沿换向筒体165高度方向均匀且密集地分布，且位于套筒16同一高度处的所有进气孔1611共同对应一个环板1651；环板1651位于对应的进气孔1611下方，套筒16靠近每一环板1651处的侧壁均开设有供对应位置处的环板1651插设的环槽1652。

参照图4和图6，环槽1652与对应高度处的进气孔1611相连通，且环槽1652位于对应的进气孔1611下方，每一环板1651上表面均沿其周向开设有环状的气流通道1653，位于套筒16同一高度处的所有进气孔1611均与对应的环板1651上的气流通道1653相连通。

参照图4和图6，换向筒体165靠近每一气流通道1653处的侧壁均沿换向筒体165周向开设有若干个出气口1654，出气口1654沿换向筒体165周向均匀且密集地分布；出气口1654与反应区163相连通；进入进气孔1611的气体经气流通道1653从出气口1654中流出并流入反应区163内，当换向筒体165转动时，由于气流通道1653沿环板1651周向设置成环形，因此进气孔1611始终与气流通道1653相连通，且由于气流通道1653始终与出气口1654相连通，因此，进入进气孔1611内的气体始终可以从任意出气口1654中流出；当换向筒体165转动时，相应的，换向筒体165上的出气口1654相对反应区163的水平位置发生变化，进而改变了从出气口1654流出的气体进入反应区163的位置，从而通过调整出气口1654方向来扩大气体与催化剂床层的接触范围。

参照图6和图7，每一出气口1654长度方向均呈弧形，且每一出气口1654长度方向的延长线均与集气筒15外侧壁相，从而延长从出气口1654流出的气体移动至集气筒15时的移动路径。每一出气口1654靠近反应区163处的内壁均沿出气口1654长度方向开设有引导缺口1655，每一出气口1654靠近引导缺口1655处的内壁均焊接有转杆1656，转杆1656长度方向平行于换向筒体165轴向，每一转杆1656外部均套接有镂空钢球1657，镂空钢球1657的镂空结构可供气体通过，且镂空钢球1657与引导缺口1655之间预留有供气体通过的间隙；当气体移动至出气口1654处时，引导缺口1655和间隙的设置为气体通过出气口1654进行让位，因此，大部分气体将集中从间隙处通过出气口1654，并推动镂空钢球1657转动，由于镂空钢球1657也可供气体通过，因此，少部分从镂空钢球1657上穿过的气体将在镂空钢球1657的转动过程中调整其进入反应区163的角度，即，转动的镂空钢球1657不仅可以实现气体的分流，还可以改变气体向反应区163移动的移动路径。

本申请实施例一种径向反应器的实施原理为：首先通过催化剂进料管13向反应区163内注入催化剂，以使得催化剂填充充盈整个反应区163形成催化剂床层，再将抽气泵1925和输气泵1924通信连接PLC控制器，接着通过进气口向壳体1内通入待反应气体，待反应气体经过集气管和分流管111的作用排入通气空隙162内，与此同时，通过PLC控制输气泵1924启动一定时间之后停止工作，紧接着控制抽气泵1925启动一定时间之后停止工作，再重新启动输气泵1924，即通过PLC控制器控制抽气泵1925和输气泵1924交替工作，以使得凸起191朝靠近或远离对应进气孔1611的方向往复移动。

从分流管111排出的气体相对集中，此时由于上端处的通气空隙162较小，因此集中进入通气空隙162内的气体被窄小的通气空隙162挤压而开始分散开来且气体流速也开始变慢，沿通气空隙162下移的气体将在往复移动的凸起191的冲击下进一步实现分散，部分气体在凸起191的冲击下进入套筒16上部处的进气孔1611，部分气体在凸起191的冲击下沿套筒16周向移动或朝下方处的通气空隙162移动；由于套筒16上部处的进气孔1611孔径较小，因此进入套筒16上部处的进气孔1611内的气体量，以使得大部分气体可以沿通气空隙162高度方向下移，而进气孔1611孔径随着套筒16高度方向由上至下逐渐增大，因此进入通气空隙162下方处的气体将在凸起191冲击下更为顺畅的进入套筒16下部处的进气孔1611内，从而使得气体可以沿套筒16高度方向均匀地进入进气孔1611。

进入进气孔1611内的气体将通过气流通道1653并流入出气口1654，气体将在弧形出气口1654的导向下沿着与集气筒15相切的移动轨迹穿过催化剂床层并朝靠近集气筒15的方向移动，气体在经过催化剂床层时发生反应并产生热量，热量集中于换热管185管壁，可通过向换热管185内通入冷媒（如冷水）来实现对换热管185的降温，反应后的气体的进入集气筒15内并将从支撑板17下方处的通气孔151排出，最终从出气管12排出，最终完成待反应气体的反应。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种径向反应器，包括壳体(1)、设置于壳体(1)内的集气筒(15)和套筒(16)，所述套筒(16)套设于集气筒(15)外围，且所述集气筒(15)以及套筒(16)的端部均密封，所述集气筒(15)与套筒(16)之间形成反应区(163)，所述反应区(163)内填充有催化剂床层，所述反应区(163)内部还设置有用于对催化剂床层进行降温的换热组件(18)；所述集气筒(15)侧壁开设有若干个通气孔(151)，所述壳体(1)侧壁还开设有与通气孔(151)相连通的进气管(11)和出气管(12)；其特征在于：所述套筒(16)外侧壁与壳体(1)内壁之间预留有与进气管(11)相连通的通气空隙(162)，所述套筒(16)筒壁厚度沿壳体(1)轴线方向由高至低逐渐减小，所述通气空隙(162)沿壳体(1)轴线方向由高至低逐渐增大，所述套筒(16)侧壁沿其周向均匀设置有若干组进气孔组(161)，每一所述进气孔组(161)均包括沿套筒(16)轴线方向开设的若干个进气孔(1611)，所述进气孔(1611)与反应区(163)相连通，且所属同一所述进气孔组(161)的所有进气孔(1611)的孔径沿套筒(16)轴线方向由高至低逐渐增大。

2.根据权利要求1所述的径向反应器，其特征在于：所述壳体(1)朝向每组进气孔组(161)处的内壁上均设置有挤压组件(19)，所述挤压组件(19)包括设置有每一进气孔(1611)处的凸起(191)，以及用于带动凸起(191)朝靠近或远离对应进气孔(1611)的方向往复移动的移动件(192)；所述凸起(191)与对应的进气孔(1611)相对设置，全部所述凸起(191)的长度相同，且位于所述套筒(16)最上方处的进气孔(1611)与对应凸起(191)的间距恰好等于所述移动件(192)带动凸起(191)移动的移动距离。

3.根据权利要求2所述的径向反应器，其特征在于：位于同一高度处的所有所述进气孔(1611)之间共同连通有导向沟槽(164)，所述导向沟槽(164)沿套筒(16)周向设置于套筒(16)外侧壁。

4.根据权利要求2所述的径向反应器，其特征在于：每一所述移动件(192)均包括限位片(1921)、气囊体(1922)、储气囊袋(1923)、输气泵(1924)和抽气泵(1925)；所述储气囊袋(1923)、输气泵(1924)和抽气泵(1925)均位于壳体(1)外部，所述输气泵(1924)进气端通过管道连通于储气囊袋(1923)，所述输气泵(1924)出气端通过管道连通于气囊体(1922)，所述抽气泵(1925)进气端通过管道连通于气囊体(1922)，所述抽气泵(1925)出气端通过管道连通于储气囊袋(1923)，所述气囊体(1922)侧壁连接于限位片(1921)，与所述移动件(192)相对应的所有凸起(191)均连接于限位片(1921)背离气囊体(1922)处的侧壁。

5.根据权利要求4所述的径向反应器，其特征在于：所述移动件(192)还包括若干个相互连通的限位伸缩管(1926)，所述限位伸缩管(1926)与凸起(191)一一对应设置，所述限位伸缩管(1926)设置于气囊体(1922)靠近对应凸起(191)处的内部，所述输气泵(1924)出气端以及抽气泵(1925)输入端均通过管道连通于所有限位伸缩管(1926)；所述限位伸缩管(1926)长度方向平行于对应凸起(191)的长度方向，所述限位伸缩管(1926)的伸缩部位于靠近凸起(191)处的一端，所述限位伸缩管(1926)远离伸缩部处的一端密封，所述限位伸缩管(1926)管径朝远离凸起(191)的方向逐渐减小。

6.根据权利要求1所述的径向反应器，其特征在于：所述壳体(1)内壁与套筒(16)外侧壁之间共同连接有支撑板(17)，所述支撑板(17)位于所述套筒(16)下部，所述支撑板(17)背离通气空隙(162)处的侧壁设置有三角加强筋(171)，所述支撑板(17)朝向通气空隙(162)处的侧壁设置有引流面(172)，所述引流面(172)靠近最下方处的进气孔(1611)处的一侧向上倾斜设置。

7.根据权利要求1所述的径向反应器，其特征在于：所述反应区(163)内转动连接有与套筒(16)同心同轴的换向筒体(165)，所述壳体(1)上设置有用于驱动套筒(16)转动的驱动件(166)；所述换向筒体(165)朝向套筒(16)处的侧壁设置有若干个环板(1651)，所述套筒(16)侧壁开设有供每一环板(1651)插设的环槽(1652)，位于所述套筒(16)同一高度上所有进气孔(1611)对应一个环板(1651)；所述换向筒体(165)背离套筒(16)处的侧壁沿换向筒体(165)周向设置有若干个出气口(1654)，所述环板(1651)内部沿其周向开设有与对应的所有出气口(1654)相连通的气流通道(1653)，位于所述套筒(16)同一高度上的所有进气孔(1611)均连通于对应的气流通道(1653)。

8.根据权利要求7所述的径向反应器，其特征在于：每一所述出气口(1654)长度方向呈弧形，且每一所述出气口(1654)长度方向的延长线均与集气筒(15)外侧壁相切。

9.根据权利要求8所述的径向反应器，其特征在于：每一所述出气口(1654)内部均设置有镂空钢球(1657)，所述镂空钢球(1657)位于出气口(1654)靠近催化剂床层处的一端。

10.根据权利要求9所述的径向反应器，其特征在于：每一所述出气口(1654)内部均设置有转杆(1656)，所述转杆(1656)长度方向平行于所述换向筒体(165)轴向；每一所述出气口(1654)内的镂空钢球(1657)套接于对应出气口(1654)内的转杆(1656)外部；每一所述出气口(1654)靠近镂空钢球(1657)处的内壁均沿出气口(1654)弧度方向设置有引导缺口(1655)，所述引导缺口(1655)位于转杆(1656)一侧，所述引导缺口(1655)内壁与镂空钢球(1657)之间预留有间隙。

Images