CN207628381U - 一种食品级二氧化碳绕管反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种食品级二氧化碳绕管反应器，包括筒体、上封头、下封头、进气口和出气口，上封头与下封头分别设于筒体的两端，进气口与下封头之间设有分气组件，筒体内分别设有电炉组件、中心管、填料压板、催化剂隔板、集气组件和绕管体，绕管体包括中心筒和换热管，换热管沿中心筒外侧壁螺旋设置，中心筒设于集气组件与分气组件之间，换热管的两端分别连通集气组件与分气组件，中心管连通集气组件，电炉组件伸入中心管内，填料压板与催化剂隔板之间形成催化剂层。本实用新型结构简单，设备少、成本低，通过绕管体自行进行热补偿，换热效果好，提高了能源的利用率，具有较大的实施价值与社会经济价值。
Description
技术领域
本实用新型属于食品级二氧化碳精制技术领域，尤其涉及一种食品级二氧化碳绕管反应器。
背景技术
国内外食品级二氧化碳脱烃除去有害物质的反应器主要由热交换器、电加热器、反应器等组成，二氧化碳原料气经过热交换器预热，通过电加热器再加热，加热后温度控制在催化剂活化温度320～380℃，然后经过反应器铂钯催化剂进行催化反应，反应后温度为400～600℃，使反应后烃类有害物质全部转化为二氧化碳和水，后经过热交换器热量回收降温至180～260℃，然后经过水冷却至35℃以下，最后经过液化、提纯，精制成食品级安全法标准的二氧化碳。其主要缺点是设备结构和工艺复杂，并且这种强放热反应，温度高，普通热交换器设计、制造难度要求高又苛刻，综合来说此工艺中设备数量多，投资大，生产成本高，影响实施效果。
实用新型内容
本实用新型目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种食品级二氧化碳绕管反应器，结构简单，设备少、成本低，通过绕管体自行进行热补偿，换热效果好，提高了能源的利用率，具有较大的实施价值与社会经济价值。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
一种食品级二氧化碳绕管反应器，包括筒体、上封头、下封头、进气口和出气口，上封头与下封头分别设于筒体的两端，进气口设于下封头上，出气口设于筒体的一侧，其特征在于：进气口与下封头之间设有分气组件，筒体内分别设有电炉组件、中心管、填料压板、催化剂隔板、集气组件和绕管体，绕管体包括中心筒和换热管，换热管沿中心筒外侧壁螺旋设置，中心筒设于集气组件与分气组件之间，换热管的两端分别连通集气组件与分气组件，中心管连通集气组件，电炉组件伸入中心管内，集气组件设于催化剂隔板上，中心管穿过填料压板，填料压板与催化剂隔板之间形成催化剂层；该反应器结构简单，设备少、成本低，通过绕管体自行进行热补偿，换热效果好，提高了能源的利用率，具有较大的实施价值与社会经济价值。
进一步，电炉组件包括电炉丝、电极杆和电炉盖，电炉丝连接电极杆，电极杆设于电炉盖上，电炉盖设于筒体的顶部，电炉丝位于中心管内，电极杆通电后使电炉丝加热，中心管内的空气温度急剧升高，进入中心管内的二氧化碳原料气被加热到反应温度，从中心管流出进行催化反应，从而节省一台小功率电炉设备的成本，节约成本。
进一步，上封头上设有冷气进口，二氧化碳原料气经过加热后温度如果超温，可经冷气进口向筒体内通入冷气，调整筒体内温度，使催化剂达到活性温度，从而提高反应效率，易于控制，灵活度大。
进一步，筒体上设有卸料口，卸料口连通催化剂层，卸料口用于卸出催化剂。
进一步，筒体上设有测温口，测温口连通催化剂层，通过测温口可随时测量催化剂层的温度，如果超温，热量太多，可通入冷气进行降温，或在筒体上增设冷气管，引进一股冷流体移走多余的热量。
进一步，筒体上设有设备法兰，设备法兰的设置便于打开筒体上端，向筒体内加入催化剂。
本实用新型由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
本实用新型在使用时，二氧化碳原料气先从进气口进入筒体内，经过分气组件的分流作用，均匀地进入绕管体的换热管中，预热后的二氧化碳原料气通过集气组件收集，再进入中心管内，在电炉组件的加热作用下，将二氧化碳原料气加热到反应温度，加热后的二氧化碳原料气从中心管顶部流出，再流经填料压板，进入催化剂层与催化剂反应，反应后温度升高，二氧化碳原料气从催化剂隔板的孔隙中流下，与换热管外壁接触，高温二氧化碳原料气与之后进入换热管内的低温二氧化碳原料气进行换热，传热管螺旋设置，流动路径长，增大了接触面积，增加了接触时间，提高了换热效果，从而降低了能耗，提高了能源的利用率，换热后的二氧化碳原料气从出气口排出。本实用新型结构简单，设备少、成本低，通过绕管体自行进行热补偿，换热效果好，提高了能源的利用率，具有较大的实施价值与社会经济价值。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
图1为本实用新型一种食品级二氧化碳绕管反应器的结构示意图。
图中：1-筒体；2-上封头；3-下封头；4-进气口；5-出气口；6-分气组件；7-中心管；8-填料压板；9-催化剂隔板；10-集气组件；11-中心筒；12-换热管；13-电炉丝；14-电极杆；15-电炉盖；16-催化剂层；17-冷气进口；18-设备法兰；19-卸料口；20-测温口。
具体实施方式
如图1所示，为本实用新型一种食品级二氧化碳绕管反应器，包括筒体1、上封头2、下封头3、进气口4和出气口5，上封头2与下封头3分别设于筒体1的两端，进气口4设于下封头3上，二氧化碳原料气从进气口4进入筒体1内，出气口5设于筒体1的一侧，换热后的二氧化碳原料气从出气口5排出。进气口4与下封头3之间设有分气组件6，筒体1内分别设有电炉组件、中心管7、填料压板8、催化剂隔板9、集气组件10和绕管体，绕管体包括中心筒11和换热管12，换热管12沿中心筒11外侧壁螺旋设置，中心筒11设于集气组件10与分气组件6之间，换热管12的两端分别连通集气组件10与分气组件6，换热管12与中心筒11外侧壁之间无间隙，使得冷流体不会因为发生旁流等因素影响换热效果，同时不容易热胀冷缩产生裂纹，方便检修。绕管体单位体积内相比于列管结构紧凑，单位空间内换热管12数量多，使得整体体积小，造价成本低，并且在较少的时间内壳程流体就能到达稳流状态，流体阻力小，换热效果好。从绕管体中引出两股及以上换热管12，可进行变工况下小流量操作，通过关闭管程部分换热管12使流体流速不发生变化，同样可达到高效传热的效果，亦可再引入一股冷流体回收多余热量，进一步节能。中心管7连通集气组件10，电炉组件包括电炉丝13、电极杆14和电炉盖15，电炉丝13连接电极杆14，电极杆14设于电炉盖15上，电炉盖15设于筒体1的顶部，电炉丝13位于中心管7内，电极杆14通电后使电炉丝13加热，中心管7内的空气温度急剧升高，进入中心管7内的二氧化碳原料气被加热到反应温度，从中心管7流出进行催化反应，从而节省一台小功率电炉设备的成本，节约成本。集气组件10设于催化剂隔板9上，催化剂隔板9对集气组件10起到固定支撑作用。中心管7穿过填料压板8，填料压板8对中心管7起到固定支撑作用，保持中心管7静置固定。填料压板8与催化剂隔板9之间形成催化剂层16，将催化剂安装在填料压板8、催化剂隔板9、筒体1内与中心管7外所形成的空间内，催化剂无法脱离这个空间，可防止催化剂在筒体1内翻滚。
上封头2上设有冷气进口17，二氧化碳原料气经过加热后温度如果超温，可经冷气进口17向筒体1内通入冷气，调整筒体1内温度，使催化剂达到活性温度，从而提高反应效率，易于控制，灵活度大。筒体1上设有设备法兰18，设备法兰18的设置便于打开筒体1上端，向筒体1内加入催化剂。筒体1上设有卸料口19，卸料口19连通催化剂层16，卸料口19用于卸出催化剂。筒体1上设有测温口20，测温口20连通催化剂层16，通过测温口20可随时测量催化剂层16的温度，如果超温，热量太多，可通入冷气进行降温，或在筒体1上增设冷气管，引进一股冷流体移走多余的热量。
本实用新型在使用时，二氧化碳原料气先从进气口4进入筒体1内，经过分气组件6的分流作用，均匀地进入绕管体的换热管12中，预热后的二氧化碳原料气通过集气组件10收集，再进入中心管7内，在电炉组件的加热作用下，将二氧化碳原料气加热到反应温度，加热后的二氧化碳原料气从中心管7顶部流出，再流经填料压板8，进入催化剂层16与催化剂反应，反应后温度升高，二氧化碳原料气从催化剂隔板9的孔隙中流下，与换热管12外壁接触，高温二氧化碳原料气与之后进入换热管12内的低温二氧化碳原料气进行换热，传热管螺旋设置，流动路径长，增大了接触面积，增加了接触时间，提高了换热效果，从而降低了能耗，提高了能源的利用率，换热后的二氧化碳原料气从出气口5排出，经过后一步工艺液化、提纯，精制成食品级二氧化碳。本实用新型结构简单，设备少、成本低，通过绕管体自行进行热补偿，换热效果好，提高了能源的利用率，具有较大的实施价值与社会经济价值。
以上仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的技术特征并不局限于此。任何以本实用新型为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本实用新型的保护范围之中。
Claims (6)
1.一种食品级二氧化碳绕管反应器，包括筒体、上封头、下封头、进气口和出气口，所述上封头与所述下封头分别设于所述筒体的两端，所述进气口设于所述下封头上，所述出气口设于所述筒体的一侧，其特征在于：所述进气口与所述下封头之间设有分气组件，所述筒体内分别设有电炉组件、中心管、填料压板、催化剂隔板、集气组件和绕管体，所述绕管体包括中心筒和换热管，所述换热管沿所述中心筒外侧壁螺旋设置，所述中心筒设于所述集气组件与所述分气组件之间，所述换热管的两端分别连通所述集气组件与所述分气组件，所述中心管连通所述集气组件，所述电炉组件伸入所述中心管内，所述集气组件设于所述催化剂隔板上，所述中心管穿过所述填料压板，所述填料压板与所述催化剂隔板之间形成催化剂层。
2.根据权利要求1所述的一种食品级二氧化碳绕管反应器，其特征在于：所述电炉组件包括电炉丝、电极杆和电炉盖，所述电炉丝连接所述电极杆，所述电极杆设于所述电炉盖上，所述电炉盖设于所述筒体的顶部，所述电炉丝位于所述中心管内。
3.根据权利要求1所述的一种食品级二氧化碳绕管反应器，其特征在于：所述上封头上设有冷气进口。
4.根据权利要求1所述的一种食品级二氧化碳绕管反应器，其特征在于：所述筒体上设有卸料口，所述卸料口连通所述催化剂层。
5.根据权利要求1所述的一种食品级二氧化碳绕管反应器，其特征在于：所述筒体上设有测温口，所述测温口连通所述催化剂层。
6.根据权利要求1所述的一种食品级二氧化碳绕管反应器，其特征在于：所述筒体上设有设备法兰。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN110683546A (zh) * | 2019-11-11 | 2020-01-14 | 杭州快凯高效节能新技术有限公司 | 一种用于含烃类杂质的二氧化碳的脱烃方法 |
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2017
- 2017-11-28 CN CN201721621175.XU patent/CN207628381U/zh active Active
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| CN110683546A (zh) * | 2019-11-11 | 2020-01-14 | 杭州快凯高效节能新技术有限公司 | 一种用于含烃类杂质的二氧化碳的脱烃方法 |
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