CN204408654U - 一种加热装置及管式反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种加热装置及管式反应器，涉及反应器技术领域，为提高管式反应器的用电安全性。所述加热装置包括套装在管式反应器的外壁上的至少一个加热套管，并在加热套管和管式反应器的外壁之间设有导热的绝缘层。采用本实用新型提供的加热装置对管式反应器进行加热时，加热套管接通电源，短路电流流过加热套管，加热套管的温度升高，通过热传导或热辐射对管式反应器加热。设置在加热套管和管式反应器的外壁之间的绝缘层，使管式反应器的外壁与加热套管之间绝缘，因而可以避免管式反应器的外壁带电，从而提高了管式反应器的用电安全性。本实用新型提供的加热装置应用在管式反应器中。

Description

一种加热装置及管式反应器

技术领域

本实用新型涉及反应器技术领域，尤其涉及一种加热装置及管式反应器。

背景技术

管式反应器是化工生产中常用的一种连续操作反应器，其主要特点是容积小、比表面积大，返混少，操作易于控制，特别适用于热效应较大的反应。目前，对管式反应器进行加热的方式有多种，其中，短路电流加热法具有加热方式直接、加热迅速、热量损失少等优点，因而应用较为广泛。

但是，现有的短路电流加热法是对管式反应器的外壁直接加热，进而为管式反应器内的介质或发生的反应提供温度，然而，这种加热方式会导致管式反应器的外壁带电，影响管式反应器的用电安全性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种加热装置，用于提高管式反应器的用电安全性。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种加热装置，应用在管式反应器中，包括至少一个加热套管，所述加热套管套装在所述管式反应器的外壁上；所述加热套管和所述管式反应器的外壁之间设有导热的绝缘层。

优选地，在所述管式反应器的外壁设置多个所述加热套管，且多个所述加热套管依次连接。

优选地，在所述管式反应器的外壁设置多个所述加热套管，且多个所述加热套管相互间隔设置。

优选地，在所述管式反应器的外壁设置多个所述加热套管，多个所述加热套管中至少有两个所述加热套管依次连接，且依次连接的各所述加热套管与其它所述加热套管间隔设置。

进一步地，所述加热套管为由两个或两个以上的圆弧形管拼接而成的圆环状管。

优选地，在所述加热套管的两端分别设有接线端子。

进一步地，所述绝缘层为耐温高于1000℃、介电强度高于104KV/m且导热系数高于41W/m·K的绝缘层。

进一步地，所述绝缘层设于所述管式反应器的外壁上，或/和，设于所述加热套管的内壁上。

较佳地，所述绝缘层设于所述管式反应器的外壁上，在所述绝缘层和所述加热套管之间的间隙中设有导热层；或

所述绝缘层设于所述加热套管的内壁上，在所述绝缘层和所述管式反应器的外壁之间的间隙中设有导热层；或

在所述管式反应器的外壁上和所述加热套管的内壁上分别设有所述绝缘层，在设于所述管式反应器的外壁上的所述绝缘层和设于所述加热套管的内壁上的所述绝缘层之间的间隙中设有导热层。

本实用新型提供的管式反应器加热装置中，在管式反应器的外壁上套装有至少一个加热套管，并在加热套管和管式反应器的外壁之间设有导热的绝缘层。当采用本实用新型提供的加热装置对管式反应器加热时，加热套管接通电源，短路电流流过加热套管，使加热套管温度升高，然后通过热传导或热辐射对管式反应器进行加热。由于在加热套管和管式反应器的外壁之间的设有导热的绝缘层，使管式反应器的外壁与加热套管之间绝缘，使流通在加热套管上的电流不能流通到管式反应器的外壁，可以避免管式反应器的外壁带电，从而提高了管式反应器的用电安全性。

本实用新型的另一目的在于提供一种管式反应器，用于提高管式反应器的用电安全性。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种管式反应器，所述管式反应器的外壁上设置有上述技术方案所述的加热装置。

所述管式反应器与上述技术方案所述的加热装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的加热装置在管式反应器的外壁上的排布方式一的一种排布图；

图2为本实用新型实施例提供的加热装置在管式反应器的外壁上的排布方式一的另一种排布图；

图3为本实用新型实施例提供的加热装置在管式反应器的外壁上的排布方式二的一种排布图；

图4为本实用新型实施例提供的加热装置在管式反应器的外壁上的排布方式三的一种排布图。

附图标记：

1-管式反应器，                  2-加热套管，

3-绝缘层，                      4-接线端子，

5-导热层。

具体实施方式

为了进一步说明本实用新型实施例提供的加热装置及管式反应器，下面结合说明书附图进行详细描述。

请参阅图1、图2、图3或图4，本实用新型实施例提供的加热装置包括套装在管式反应器1上的至少一个加热套管2，且在加热套管2和管式反应器1的外壁之间设有导热的绝缘层3。

当采用本实用新型实施例提供的加热装置对管式反应器1进行加热时，加热套管2与电源接通，短路电流流过加热套管2，使加热套管2的温度升高，然后通过热传导或热辐射对管式反应器1加热，实现加热装置对管式反应器1的加热。

本实用新型实施例提供的加热装置中，由于在加热套管2和管式反应器1的外壁之间设有导热的绝缘层3，使管式反应器1的外壁与加热套管2之间绝缘，流通在加热套管2上的电流不能流通到管式反应器1的外壁，因而可以避免管式反应器1的外壁带电，从而提高了管式反应器1的用电安全性。另外，由于本实用新型实施例提供的加热装置可以避免管式反应器1的外壁带电，从而避免了因管式反应器1的外壁带电而对安装在管式反应器1上的检测仪表产生干扰；再者，由于本实用新型实施例提供的加热装置可以避免管式反应器1的外壁带电，可以避免因管式反应器1的外壁带电而引起管式反应器1的外壁出现电腐蚀现象，以及避免管式反应器1的外壁出现晶相结构受到破坏的现象，延长管式反应器1的使用寿命。

值得一提的是，加热套管2的材料需选用耐高温、电阻率相对较高且电阻温度系数小的导电材料。综合考虑加热套管2对管式反应器1的加热效率以及加热套管2的使用寿命，在本实用新型实施例提供的加热装置中，加热套管2的材料优选为金属材料，例如，铸铁。

上述实施例提供的加热装置中，加热套管2的数量和排布方式可以根据实际需要进行设置。具体排布方式如下：

排布方式一，请参阅图1，在管式反应器1的外壁设置多个加热套管2，且多个加热套管2依次连接。该排布方式适用于管式反应器1上所需要的温度相同的情况。采用多个加热套管2依次连接设置在管式反应器1的外壁，每个加热套管2的长度可以根据加工加热套管2的设备的加工成型能力以及运输的方便性进行设置；另外，在对管式反应器1加热时，可以对管式反应器1上需要加热的区域同时加热，使得管式反应器1上需要加热的区域能够均匀受热；再者，将多个加热套管2依次连接设置，因而只需在依次连接的各个加热套管2的两端接通电源，减少了电源接线的数量，简化了线路结构，同时还便于控制。值得一提的是，依次连接设置的各个加热套管2之间可以采用螺栓连接或焊接的方式依次连接。

值得一提的是，请参阅图2，管式反应器1上所需加热的区域的长度较短，且所需加热套管2的长度方便加热套管2的一体成型及运输，在管式反应器1的外壁设置加热套管2，该加热套管2采用一体成型结构。如此设计，加热套管2的长度可以根据管式反应器1上需要加热的区域的长度进行设置，因而避免了加热套管2的浪费。

排布方式二，请参阅图3，在管式反应器1的外壁设置多个加热套管2，且多个加热套管2之间相互间隔设置。该排布方式适用于管式反应器1上所需要的温度不同，或者管式反应器1含有弯管的情况。具体实施时，当管式反应器1上各区域所需的温度不同时，则在各个所需温度不同的区域分别设置加热套管2，对管式反应器1上各个所需温度不同的区域分别进行加热，以使管式反应器1的各个区域达到所需的温度；当管式反应器1含有弯管，且弯管区域也需要加热时，则在管式反应器1的直管区域和弯管区域分别设置加热套管2，以对管式反应器1的直管区域和弯管区域加热。如此设计，根据管式反应器1各个区域的实际需求来分别设置加热套管2，使得每个加热套管2都能根据管式反应器1的实际所需对管式反应器1加热，从而提高了加热效率；另外，通过多个加热套管2相互间隔设置的方式可以实现对管式反应器1的弯管区域和直管区域加热，因而，多个加热套管2相互间隔设置的方式对管式反应器1的形状没有要求；再者，将管式反应器1的弯管区域和直管区域的加热套管2分别设置，便于加热套管2在管式反应器1上的安装和拆卸。值得一提的是，在相互间隔设置的每个加热套管2的两端面分别涂覆绝缘涂层，可以使各个加热套管2之间绝缘，避免在通电时各加热套管2之间产生相互影响。

排布方式三，请参阅图4，在管式反应器1的外壁设置多个加热套管2，多个加热套管2中至少有两个加热套管2依次连接，且依次连接的各加热套管2与其它加热套管2间隔设置。该排布方式适用于管式反应器1的形状复杂且长度较长，且管式反应器1上各区域所需温度不同的情况。具体实施时，在管式反应器1上所需温度相同的长直管区域依次连接设置至少两个加热套管2，在管式反应器1的弯管区域和/或管式反应器1所需温度不同的区域分别设置加热套管2，在整个管式反应器1上，依次连接设置的加热套管2与设置在弯管区域和/或管式反应器1所需温度不同的区域的加热套管2之间间隔设置。如此设计，实现了对管式反应器1上各区域的良好的加热效果。

本实用新型实施例提供的加热装置中，加热套管2为由两个或两个以上的圆弧形管拼接而成的圆环状管。举例来说，加热套管2可以选择由两个半圆形管拼接而成的圆环状管；加热套管2可以选择由一个弧度大、一个弧度小的两个圆弧形管拼接而成的圆环状管；加热套管2还可以选择由三个及以上圆弧形管拼接而成的圆环状管；当然，加热套管2还可以选择为一体式的圆环状管。当在管式反应器1上安装上述加热套管2时，直接将圆弧形管拼接并套装在管式反应器1的外壁，使圆弧形管拼接形成一个圆环状管，然后通过螺栓连接或焊接的方式将圆弧形管固定连接在一起。值得提出的是，管式反应器1的形状为直管，加热套管2优选为由两个半圆形管拼接而成的圆环状管；管式反应器1的形状为弯管，加热套管2优选为由一个弧度大、一个弧度小的两个圆弧形管拼接而成的圆环状管。

为方便加热套管2接通电源，在上述实施例的基础上，优选地，在加热套管2的两端分别设置接线端子4。具体地，请参阅图1，管式反应器1的外壁设置多个加热套管2，且多个加热套管2依次连接，则在依次连接的多个加热套管2的两端分别设置接线端子4，加热套管2通过接线端子4与电源接通；请参阅图2，管式反应器1的外壁设置一个一体成型结构的加热套管2，则在加热套管2的两端设置接线端子4，加热套管2通过接线端子4与电源接通；请参阅图3，管式反应器1的外壁设置多个加热套管2，且多个加热套管2间隔设置，则在各加热套管2的两端分别设置接线端子4，各加热套管2通过对应的接线端子4与电源接通；请参阅图4，管式反应器1的外壁设置多个加热套管2，多个加热套管2中至少有两个加热套管2依次连接，且依次连接的各加热套管2与其它加热套管2间隔设置，则在依次连接设置的至少两个加热套管2的两端分别设置接线端子4，在间隔设置的各加热套管2的两端分别设置接线端子4。值得一提的是，接线端子4可以采用导电的螺栓或接线柱，螺栓或接线柱的材料必须为耐高温材料。

上述实施例提供的加热装置中，为了使管式反应器1的外壁和加热套管2之间具有良好的绝缘效果以及导热效果，在选择设置在加热套管2和管式反应器1的外壁之间的绝缘层3的材料时，有以下条件：耐高温，在长时间不低于1000℃的环境温度中工作时不易受到破坏；高温下介电强度高，高温下介电强度不低于104KV/m；热传导系数高，导热系数高于41W/m·K；另外，绝缘层3的材料的化学稳定性较好。综合考虑上述条件，符合上述条件的绝缘层3的材料可选为耐高温绝缘陶瓷。

为了方便加热装置在管式反应器1的外壁上的安装，优选地，绝缘层3设于管式反应器1的外壁上，或者，设于加热套管2的内壁上，或者，在管式反应器1的外壁上和加热套管2的内壁上分别设有绝缘层3。如此设计，可以预先将绝缘层3设于管式反应器1的外壁或/和加热套管2的内壁，因而，将加热套管2安装在管式反应器1的外壁上时，可以省去安装绝缘层3的步骤，从而简化了安装过程。

请继续参阅图1、图2、图3或图4，在将加热套管2安装在管式反应器1的外壁上后，在加热套管2与管式反应器1之间可能会存在安装间隙，为了提高加热套管2与管式反应器1之间的传热效果，优选地，在本实用新型实施例提供的加热装置中还设有导热层5。导热层5的设置方式有：方式一，绝缘层3设于管式反应器1的外壁上，在绝缘层3和加热套管2之间的间隙中设置导热层5；方式二，绝缘层3设于加热套管2的内壁上，在绝缘层3和管式反应器1的外壁之间的间隙中设置导热层5；方式三，在管式反应器1的外壁上和加热套管2的内壁上分别设有绝缘层3，在设于管式反应器1的外壁上的绝缘层3和设于加热套管2的内壁上的绝缘层3之间的间隙中设有导热层5；方式四，绝缘层3为单独设于加热套管2内壁和管式反应器1的外壁之间，在绝缘层3和加热套管2内壁之间的间隙中、绝缘层3和管式反应器1的外壁之间的间隙中分别设置导热层5。相比于利用位于加热套管2和管式反应器1之间的间隙内的空气来传热，导热层5的设置可以提高加热套管2与管式反应器1之间的传热效果，同时还可以防止安装间隙的存在导致加热套管2的晃动。值得一提的是，导热层5可以是在间隙中设置的局部支撑垫，也可以是在间隙中设置的铜垫层或填充的熔岩层。

本实用新型实施例还提供一种管式反应器，所述管式反应器包括上述实施例提供的加热装置。所述管式反应器与上述实施例提供的管式反应器加热装置所具有的优势相同，此处不再赘述。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种加热装置，应用在管式反应器中，其特征在于，包括至少一个加热套管，所述加热套管套装在所述管式反应器的外壁上；所述加热套管和所述管式反应器的外壁之间设有导热的绝缘层。

2.根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，在所述管式反应器的外壁设置多个所述加热套管，且多个所述加热套管依次连接。

3.根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，在所述管式反应器的外壁设置多个所述加热套管，且多个所述加热套管相互间隔设置。

4.根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，在所述管式反应器的外壁设置多个所述加热套管，多个所述加热套管中至少有两个所述加热套管依次连接，且依次连接的各所述加热套管与其它所述加热套管间隔设置。

5.根据权利要求1-4任一所述的加热装置，其特征在于，所述加热套管为由两个或两个以上的圆弧形管拼接而成的圆环状管。

6.根据权利要求5所述的加热装置，其特征在于，在所述加热套管的两端分别设有接线端子。

7.根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述绝缘层为耐温高于1000℃、介电强度高于104KV/m且导热系数高于41W/m·K的绝缘层。

8.根据权利要求1或7所述的加热装置，其特征在于，所述绝缘层设于所述管式反应器的外壁上，或/和，设于所述加热套管的内壁上。

9.根据权利要求8所述的加热装置，其特征在于，

所述绝缘层设于所述管式反应器的外壁上，在所述绝缘层和所述加热套管之间的间隙中设有导热层；或

所述绝缘层设于所述加热套管的内壁上，在所述绝缘层和所述管式反应器的外壁之间的间隙中设有导热层；或

在所述管式反应器的外壁上和所述加热套管的内壁上分别设有所述绝缘层，在设于所述管式反应器的外壁上的所述绝缘层和设于所述加热套管的内 壁上的所述绝缘层之间的间隙中设有导热层。

10.一种管式反应器，其特征在于，所述管式反应器的外壁上设置有如权利要求1-9任一所述的加热装置。