CN201200884Y - 轴向流板壳式等温反应器 - Google Patents

Abstract

一种轴向流板壳式等温反应器，属于一种化工设备，包括外壳(1)和安装在其中的冷板元件(2)，其特征是所述的冷板元件(2)同心圆方式排列在外壳(1)的中心轴周围，且每个冷板元件(2)与其相邻的冷板元件之间的距离相等并通过相应的连接件组成板式换热单元(12)后固定在外壳(1)中。本实用新型具有结构简单，等温性好的优点。

Description

轴向流板壳式等温反应器

技术领域

本实用新型涉及一种壳式反应器，尤其是一种用于气固相催化反应床内采用冷板(换热板)进行等温移热的板壳式反应器，具体地说是一种轴向流板壳式等温反应器。

背景技术

目前，板壳式等温催化反应器有多种型式，其中一种是由本专利持有者发明的径向折流板壳式反应器(专利申请号为200620077859.3)，另一种是轴向(或径向)辐射式板壳式反应器，前者径向流反应器的最大优点是在优化传热的同时，解决流体阻力大的问题，特别适合大型反应器的应用；而后者辐射状反应器，虽强化传热但在冷板的排列上不利于等温传热，其原因是相邻二块板之间的形成的空间从断面上看是一个扇形，这样，单位体积催化剂所分配到的换热面积沿径向方向不断变化，越靠近反应器轴心的催化剂所分配的换热面积越大，这种换热面积分布不均会导致催化剂温度不均。因此，这种成辐射状排列的冷板形式，对于形成等温反应器并不是最佳方案。实现等温反应器的理想条件首先是确定放热反应的催化剂床层的流态是柱塞型，也即纯轴向流，因为它的每个圆面上的等温性，为等温反应器的实现创造最好的基础(比径向反应器更好)，同时再安排同心圆式的冷板排列，真正实现了等距离传热的等温反应器。为此，急需设计一种能实现等量传热，建立最优的等温反应区的反应器供使用。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的板壳式反应器由于冷板(换热板)排列不良造成存在不均匀温区的问题，设计一种换热面积均匀的轴向流板壳式等温反应器。

本实用新型的技术方案是：

一种轴向流板壳式等温反应器，包括外壳和安装在其中的冷板元件，其特征是所述的冷板元件同心圆方式排列在外壳的中心轴周围，且每个冷板元件与其相邻的冷板元件之间的距离相等并通过相应的连接件组成板式换热单元后固定在外壳中。

所述的冷板元件或为中空的板式结构；或为由实心固定板及固定在实心固定板上的轴向排列的管件组成的板管结构；或为由轴向排列的管件相连而成的管式结构，管件与管件之间或直接相连，或通过连接板相连。

所述的板式结构的冷板元件的横截面为弧线状、折线状或直线状。

所述的板式结构的冷板元件为同心圆等距排列，其排列的方向与其所在同心圆切线方向一致或呈一定的角度α，角度α的范围在0～80°之间。

每个冷板元件可以同心圆方式等距排列，若干个以大小不等的同心圆排列的冷板元件构成完整的板式换热单元，相邻冷板元件的距离相等，每块冷板的排列方向与其所在的同心圆切线方向一致，也可以有一定的角度(即转角等距排列)，角度范围可以在0～80°之间调整。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的冷板元件以同心圆方式等距排列，很容易实现单位体积催化剂所分配到的换热面积均等，使得催化剂温度均匀分布，从而形成等温反应器。

相比其他形式的板壳式反应器本实用新型的结构简单，气流分布均匀，不易产生径向温差，构件热膨胀均匀一致，不易产生热应力破坏。

本实用新型的冷板元件内外介质沿外壳轴向呈并流或逆流方式流动，在其轴向和径向上可以实现温度均匀一致，形成等温反应。

本实用新型的冷板元件可以采用“模块式”组对拼装，以提高制造效率、加工精度和焊接质量，并且可以简化结构。

本实用新型的冷板以更好的传热方式排列，即同心圆等距排列(图3)，使单位体积催化剂所分配到的换热面积均等，这种排列在制作上更为方便。冷板的端面可以是直板也可以是弧形板(图3)或其它形式(图4、5)。冷板内外的流动介质沿外筒的轴线方向以并流或逆流方式流动，可以避免径向温差以形成更好的等温效果，多个冷板元件可以集成在一起以“模块式”组对拼装，能够提高制造质量和效率。

附图说明

图1是本实用新型的反应器的结构示意图。

图2是反映本实用新型的冷板单元的横截面的结构形式之一。

图3是反映本实用新型的冷板组件的横截面的结构形式之二。

图4是反映本实用新型的冷板组件的横截面的结构形式之三。

图5是反映本实用新型的冷板组件的横截面的结构形式之四。

图6是反映本实用新型的冷板组件的横截面的结构形式之五。

图7是反映本实用新型的冷板组件的横截面的结构形式之六。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

实施例一。

如图1、2所示。

一种轴向流板壳式等温反应器，包括外壳1和安装在其中的冷板元件2、冷板元件2的两端分别相连有上下联箱3，外壳1的下部设有软水入口管4，其上端设有气体入口9、水气出口8及维修用人孔10，下端设有气体出口5，催化剂7位于外壳1中冷板元件2的周围，在外壳1的下部中填充有惰性填充物6，如图1所示，其中作为移热主体的冷板元件2呈同心圆等距方式排列在外壳1的中心轴周围，其横截面的主体形状呈弧线状结构，如图2所示，各冷板元件2通过相应的连接件组成板式换热单元12固定在外壳1中，这种结构使单位体积催化剂所分配到的换热面积均等，冷板内外的流动介质沿外筒的轴线方向以逆流方式流动，可以避免径向温差以形成更好的等温效果。

本实施例未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

实施例二。

如图1、3所示。

本实施例与实施例一的不同之入在于外壳1中安装的冷板元件2的横截面的主体形状可以呈折线结构，如图3所示。

实施例三。

如图1、4所示。

本实施例与实施例一的不同之入在于外壳1中安装的冷板元件2为由轴向排列的管件相连而成的管式结构，管件与管件之间或直接相连，或通过连接板相连。如图4所示。

实施例四。

如图1、5所示。

本实施例与实施例一的不同之入在于外壳1中安装的冷板元件2由实心固定板及固定在实心固定板上的轴向排列的管件组成的板管结构，如图5所示，其中的实心固定板或为弧线结构，也可为折线结构或直线结构。

实施例五。

如图1、6所示。

本实施例与实施例一的不同之入在于外壳1中安装的冷板元件2为同心圆等距排列，其排列的方向与其所在同心圆切线方向呈一角度α，角度α的范围可在0～80°之间选择，如图6所示，其中的实心固定板或为弧线结构，也可为折线结构或直线结构。

实施例六。

如图1、7所示。

本实施例与实施例一的不同之入在于外壳1中安装的冷板元件2的横截面的主体形状可以呈直线结构，如图7所示。

本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (4)

1、一种轴向流板壳式等温反应器，包括外壳(1)和安装在其中的冷板元件(2)，其特征是所述的冷板元件(2)同心圆方式排列在外壳(1)的中心轴周围，且每个冷板元件(2)与其相邻的冷板元件之间的距离相等并通过相应的连接件组成板式换热单元(12)后固定在外壳(1)中。

2、根据权利要求1所述的轴向流板壳式等温反应器，其特征是所述的冷板元件(2)或为中空的板式结构；或为由实心固定板及固定在实心固定板上的轴向排列的管件组成的板管结构；或为由轴向排列的管件相连而成的管式结构，管件与管件之间或直接相连，或通过连接板相连。

3、根据权利要求1所述的轴向流板壳式等温反应器，其特征是所述的板式结构的冷板元件(2)的横截面为弧线状、折线状或直线状。

4、根据权利要求1所述的轴向流板壳式等温反应器，其特征是所述的板式结构的冷板元件(2)为同心圆等距排列，其排列的方向与其所在同心圆切线方向一致或呈一定的角度α，角度α的范围在0～80°之间。

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