CN204544140U - 一种带有雾化喷水降温装置的甲烷反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种带有雾化喷水降温装置的甲烷反应器，包括：反应器外壳，反应器外壳的内部设置有催化剂层，反应器外壳的内部安装有降温件，降温件包括降温件外壳和降温件内壳，降温件外壳上连接有保护气喷管，降温件外壳与降温件内壳的封闭夹套内充入有夹套保护气，保护气喷管上均匀开设有保护气喷孔，降温件内壳的上端连接有冷却进水管，降温件内壳的侧边连接有冷却出水管，冷却出水管的端口开设有雾化喷嘴，冷却出水管设置在保护气喷管的内部，冷却进水管伸出反应器外壳外部的位置设置有冷却进水管阀门，该新型的结构简单，设计合理，降低反应器出气温度，降低能耗损失，延长催化剂的使用寿命，保证设备安全平稳运行。
Description
技术领域
本实用新型一种甲烷反应装置，具体涉及一种带有雾化喷水降温装置的甲烷反应器。
背景技术
甲烷是结构最简单的碳氢化合物。广泛存在于天然气、沼气、煤矿坑井气之中，是优质气体燃料，也是制造合成气和许多化工产品的重要原料。从分子的层面上来说，甲烷是一种比二氧化碳更加活跃的温室气体，但它在大气中数量较少。
甲烷在自然界中分布很广，是天然气、煤层气、沼气的主要成分，经分离可以取得，一般甲烷的制取方法主要有以下几种：1.从天然气分离 天然气中含甲烷80%～99%（φ），干天然气经清净后使用湿天然气经清净后，用冷凝法、吸收法、吸附法分离出乙烷以上轻烃后使用。2.从油田气分离 石油开采时从油井中逸出天然气，其中干气含甲烷80%～85%（φ）；湿气含甲烷10%（φ）。在加压和冷凝的情况下，可以液化用作化工原料。3.从炼厂气分离 各炼厂石油加工气体中含甲烷20%～50%。用吸收蒸馏法和冷凝蒸馏法从石油加工气体中分离乙烯、丙烯时可副产甲烷、氢或纯甲烷。4.从焦炉气分离 焦炉气含甲烷约20%～30%，干馏煤气含甲烷约40%～60%。采用深冷法分离焦炉气氢时副产甲烷。5.利用天然气提氦装置副产品甲烷（含CH498%以上）为原料，经一个或两个低温甲烷精馏塔，脱除氮、氧杂质，再经吸附器脱除C2以上烃类，即得纯度99.99%以上的高纯甲烷产品。或者以乙烯装置尾气为原料气，先经吸附器脱除水、二氧化碳和Ｃ２以上烃类杂质，然后导入间歇精馏塔精馏。当塔顶排出气体中总杂质浓度指标达到要求后，停止精馏即可，可以制得纯度为99.995%以上的高纯甲烷。
以上的甲烷制备反应过程中均需要对甲烷进行降温处理，但是市场上的甲烷降温处理程序均不是太完善，并且对设备的损害比较大，维修麻烦。
因此，生产一种结构简单，设计合理，在一定范围内抑制剧烈的甲烷化反应，降低反应器出气温度，降低能耗损失，延长催化剂的使用寿命，保证设备安全平稳运行的带有雾化喷水降温装置的甲烷反应器，具有广泛的市场前景。
发明内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供一种结构简单，设计合理，在一定范围内抑制剧烈的甲烷化反应，降低反应器出气温度，降低能耗损失，延长催化剂的使用寿命，保证设备安全平稳运行的带有雾化喷水降温装置的甲烷反应器。
本实用新型的技术方案是这样实现的：一种带有雾化喷水降温装置的甲烷反应器，包括：反应器外壳，其特征在于：所述的反应器外壳的内部设置有催化剂层，所述的反应器外壳的内部安装有降温件，所述的降温件包括降温件外壳和降温件内壳，所述的降温件外壳和降温件内壳把降温件分割为内外两层，所述的降温件外壳上连接有保护气喷管，所述的降温件外壳与降温件内壳的封闭夹套形成保护气夹层空间，所述的保护气夹层空间内充入有夹套保护气，所述的保护气夹层空间上端连接有保护气进气套管，所述的保护气进气套管上开设有保护气进气口，所述的保护气喷管上均匀开设有保护气喷孔，所述的降温件内壳的上端连接有冷却进水管，所述的降温件内壳的侧边连接有冷却出水管，所述的冷却出水管的端口开设有雾化喷嘴，所述的冷却出水管设置在保护气喷管的内部，所述的冷却进水管伸出反应器外壳外部的位置设置有冷却进水管阀门。
所述的催化剂层至少设置有两层，所述的降温件设置在至少两层的催化剂层中间位置。
所述的降温件内壳至少设置有一个。
所述的保护气喷管和冷却出水管的组合至少设置有一组。
所述的雾化喷嘴与保护气喷管的外壁通过焊接相互连接。
所述的保护气喷孔均匀的分布在保护气喷管上。
所述的夹套保护气的气体成分与反应器内部气体成分相一致。
本实用新型具有如下的积极效果：本实用新型一种带有雾化喷水降温装置的甲烷反应器，将原来一层催化剂分为两层填装，在两层催化剂层的层间加装了降温件，能够避免高温气量影响后续催化剂，使后续反应时以较低的温度进行，这样能够到达工艺反应效果的同时降低反应温度，而降温件降温件包括降温件外壳和降温件内壳，所述的降温件外壳和降温件内壳把降温件分割为内外两层，降温件内壳为降温喷淋水，降温件外壳与降温件内壳的封闭夹套内充入有夹套保护气，夹套保护气由反应器外的工艺系统提供，夹套保护气的气体成分与反应器内部气体成分相一致或为惰性气体和蒸汽，具有稀释反应气体的浓度的作用，降低反应温度，夹套保护气还能够有保护冷却水管的作用，保护气体温度一般为80~150℃，流量为1500m3/h左右，因与主反应气体成份一致或为惰性气体和蒸汽，从保护气喷管中喷出后直接与主反应气体混合降温，并且保证冷却水管外壁始终保持80~150℃这样的温度，避免在500~600℃高温下直接投用冷却水时，冷却水管发生冷激断裂事故，保证冷却水管的长期平稳使用，保护气喷管本体上有均匀分布且具有方向性的保护气喷孔，不仅能使保护气体与主反应气体充分混合均匀而且能使在上层合成反应来气体混合均匀，降温件内壳降温水共加装多个雾化喷头，以直接接触的方式对反应气体进行降温抑制上下床层温度，比间接换热效果更好，降温效率明显，因此，该新型的结构简单，设计合理，在一定范围内抑制剧烈的甲烷化反应，降低反应器出气温度，降低能耗损失，延长催化剂的使用寿命，保证设备安全平稳运行。
附图说明
图1为本实用新型的主结构示意图。
图2为本实用新型的降温装置的放大结构示意图。
图3为本实用新型的降温装置在反应器中应用的结构示意图。
图中：1、反应器外壳2、降温件3、降温件外壳4、降温件内壳5、冷却进水管6、冷却出水管7、夹套保护气8、保护气喷管9、雾化喷嘴10、冷却进水管阀门11、保护气喷孔12、催化剂层13、保护气夹层空间14、保护气进气口15、保护气进气套管。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
如图1、2、3所示，一种带有雾化喷水降温装置的甲烷反应器，包括：反应器外壳1，所述的反应器外壳1的内部设置有催化剂层12，所述的反应器外壳1的内部安装有降温件2，所述的降温件2包括降温件外壳3和降温件内壳4，所述的降温件外壳3和降温件内壳4把降温件2分割为内外两层，所述的降温件外壳3上连接有保护气喷管8，所述的降温件外壳3与降温件内壳4的封闭夹套形成保护气夹层空间13，所述的保护气夹层空间13内充入有夹套保护气7，所述的保护气夹层空间13上端连接有保护气进气套管15，所述的保护气进气套管15上开设有保护气进气口14，所述的保护气喷管8上均匀开设有保护气喷孔11，所述的降温件内壳4的上端连接有冷却进水管5，所述的降温件内壳4的侧边连接有冷却出水管6，所述的冷却出水管6的端口开设有雾化喷嘴9，所述的冷却出水管6设置在保护气喷管8的内部，所述的冷却进水管5伸出反应器外壳1外部的位置设置有冷却进水管阀门10，所述的催化剂层12至少设置有两层，所述的降温件2设置在两层的催化剂层12的中间位置，所述的降温件内壳4至少设置有一个，所述的保护气喷管8和冷却出水管6的组合至少设置有一组，所述的雾化喷嘴9与保护气喷管8的外壁通过焊接相互连接，所述的保护气喷孔11均匀的分布在保护气喷管8上，所述的夹套保护气7的气体成分与反应器内部气体成分相一致或为惰性气体和蒸汽。
本实用新型在使用时，当反应器本体在应用时，来自反应器外壳1外部的夹套保护气7，从保护气进气口14进入保护气进气套管15，再进入保护气夹层空间13内，然后进入保护气喷管8，最后从保护气喷孔11喷出，使冷却进水管5、降温件内壳4、冷却出水管6、雾化喷嘴9的外壁温度控制在较低状态，并促使雾化喷嘴9的充分雾化；这样再开启冷却进水管阀门10时，水流进入降温件内壳4的水管内，然后通过保护气喷管8的保护加热降温，通过冷却出水管6流出并且在雾化喷嘴9喷出以直接接触的方式对反应气体进行降温抑制上下床层温度，比间接换热效果更好，降温效率明显，该新型的结构简单，设计合理，在一定范围内抑制剧烈的甲烷化反应，降低反应器出气温度，降低能耗损失，延长催化剂的使用寿命，保证设备安全平稳运行。
Claims (7)
1.一种带有雾化喷水降温装置的甲烷反应器，包括：反应器外壳，其特征在于：所述的反应器外壳的内部设置有催化剂层，所述的反应器外壳的内部安装有降温件，所述的降温件包括降温件外壳和降温件内壳，所述的降温件外壳和降温件内壳把降温件分割为内外两层，所述的降温件外壳上连接有保护气喷管，所述的降温件外壳与降温件内壳的封闭夹套形成保护气夹层空间，所述的保护气夹层空间内充入有夹套保护气，所述的保护气夹层空间上端连接有保护气进气套管，所述的保护气进气套管上开设有保护气进气口，所述的保护气喷管上均匀开设有保护气喷孔，所述的降温件内壳的上端连接有冷却进水管，所述的降温件内壳的侧边连接有冷却出水管，所述的冷却出水管的端口开设有雾化喷嘴，所述的冷却出水管设置在保护气喷管的内部，所述的冷却进水管伸出反应器外壳外部的位置设置有冷却进水管阀门。
2.根据权利要求1所述的带有雾化喷水降温装置的甲烷反应器，其特征在于：所述的催化剂层至少设置有两层，所述的降温件设置在至少两层的催化剂层中间位置。
3.根据权利要求1所述的带有雾化喷水降温装置的甲烷反应器，其特征在于：所述的降温件内壳至少设置有一个。
4.根据权利要求1所述的带有雾化喷水降温装置的甲烷反应器，其特征在于：所述的保护气喷管和冷却出水管的组合至少设置有一组。
5.根据权利要求1所述的带有雾化喷水降温装置的甲烷反应器，其特征在于：所述的雾化喷嘴与保护气喷管的外壁通过焊接相互连接。
6.根据权利要求1所述的带有雾化喷水降温装置的甲烷反应器，其特征在于：所述的保护气喷孔均匀的分布在保护气喷管上。
7.根据权利要求1所述的带有雾化喷水降温装置的甲烷反应器，其特征在于：所述的夹套保护气的气体成分与反应器内部气体成分相一致或为惰性气体和蒸汽。
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