CN209123880U - 一种环管式反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种环管式反应器，其包括反应器壳体、中心管、上环管、下环管和换热管，在反应器壳体内部的上方和下方分别固定有水平设置的上环管和下环管，在上环管和下环管之间连通有若干换热管；在上环管上连接有蒸汽管，在下环管的底部连接有进水管。优点：与现有的多块小管板列管式反应器相比，内部换热管通过上下环形管连通，仅有一个共同的蒸汽管和进水管，其结构简单，制造及安装难度低；且在蒸汽管管外部设有膨胀夹层和膨胀管，对蒸汽管进行初步降温，且与反应器壳体之间没有直接的连接，而膨胀管在受热时又可以实现自由形变，进而解决了管道与反应器壳体连接处开裂的问题，延长了设备使用寿命。

Description

一种环管式反应器

技术领域：

本实用新型涉及反应器技术领域，具体地说涉及一种环管式反应器。

背景技术：

对于需要供给或带走热量的化学反应，例如甲醇合成反应、乙二醇反应器、变换反应等，常规做法采用的是固定管板的列管式反应器，管内装填催化剂，管外为锅炉给水产生饱和蒸汽带走反应热，这类反应器管内装填催化剂的量小，效率低；也有采用内置多块小管板的列管式反应器，即反应器壳体内部的换热管分为多组，每组换热管的上方和下方分别通过小管板连接，在每组换热管上方和下方的小管板的外端面上分别对接蒸汽管和和进水管，然后在管外装填催化剂，管内为锅炉给水产生饱和蒸汽带走反应热，相同的反应器直径，管外装填催化剂可以设计出更大的装填量；但是，内置多块小管板的列管式反应器其结构复杂，设有多组蒸汽管和进水管，需要分别穿过反应器壳体的顶端和底端，其制造、安装难道较大，且蒸汽管内外温差大，蒸汽管与反应器壳体连接处容易发生应力变形，致使反应器使用寿命低，影响反应的正常进行。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种结构简单的环管式反应器。

本实用新型由如下技术方案实施：一种环管式反应器，其包括反应器壳体、中心管、上环管、下环管和换热管，在所述反应器壳体内部的上方和下方分别固定有水平设置的上环管和下环管，在所述上环管和所述下环管之间连通有若干所述换热管；在所述上环管上连接有蒸汽管，所述蒸汽管穿过所述反应器壳体的顶部置于所述反应器壳体的外部，在所述下环管的底部连接有进水管，所述进水管穿过所述反应器壳体的底部置于所述反应器壳体的外部；在所述反应器壳体的顶部开设有工艺气进口，在所述工艺气进口内部穿置有工艺进气管，所述工艺进气管的出气口穿过所述工艺气进口置于所述上环管上方的所述反应器壳体的内部，在所述工艺进气管的出气口上固定有分布器，在所述反应器壳体的底部连接有卸料口；在所述下环管的中心处竖直设置有所述中心管，所述中心管的底部穿过所述反应器壳体的底部置于所述反应器壳体的外部，在所述反应器壳体内部的所述中心管的下部开设有若干第一通孔。

进一步的，在所述反应器壳体外部的所述蒸汽管外部固套有防护罩，在所述防护罩与所述反应器壳体之间的所述蒸汽管外部套设有膨胀管；所述膨胀管的底端与所述反应器壳体内部连通固定，所述膨胀管的顶部与所述防护罩密闭固定连接；在所述膨胀管的内壁与所述蒸汽管的外壁之间设置有与所述反应器壳体内部连通的膨胀夹层。

进一步的，所述分布器包括锥台腔型壳体，所述锥台腔型壳体的顶部与所述工艺气进口的出气口连通，在所述锥台腔型壳体的侧壁和底部开设有若干出气口。

进一步的，在所述反应器壳体的中部内部固定有夹套，在所述夹套的上部内壁上开设有第二通孔。

进一步的，所述换热管通过支撑栅板固定在所述反应器壳体的内部。

进一步的，上环管、下环管均包括环形连接板和与所述环形连接板对接的半圆环形管壳；所述上环管的所述环形连接板设置在所述半圆环形管壳的下方，所述下环管的所述环形连接板设置在所述半圆环形管壳的上方。

进一步的，所述分布器的直径小于所述工艺气进口的直径。

本实用新型的优点：与现有的多块小管板列管式反应器相比，内部换热管通过上下环形管连通，仅有一个共同的蒸汽管和进水管，其结构简单，制造及安装难度低；且在蒸汽管管外部设有膨胀夹层和膨胀管，对蒸汽管进行初步降温，且与反应器壳体之间没有直接的连接，而膨胀管在受热时又可以实现自由形变，进而解决了管道与反应器壳体连接处开裂的问题，延长了设备使用寿命。

附图说明：

图1为本实用新型的整体结构示意图。

反应器壳体1、中心管2、上环管3、下环管4、换热管5、蒸汽管6、进水管7、工艺气进口8、分布器9、卸料口10、第一通孔11、防护罩12、膨胀管13、膨胀夹层14、锥台腔型壳体15、出气口16、夹套17、第二通孔18、支撑栅板19、环形连接板20、半圆环形管壳 21、工艺进气管22。

具体实施方式：

如图1所示，一种环管式反应器，其包括反应器壳体1、中心管 2、上环管3、下环管4和换热管5，在反应器壳体1内部的上方和下方分别固定有水平设置的上环管3和下环管4，上环管3、下环管4 均包括环形连接板20和与环形连接板20对接的半圆环形管壳21；在上环管3和下环管4之间连通有若干换热管5，换热管5通过支撑栅板19固定在反应器壳体1的内部，可增强换热管5的稳定性，保证设备正常运行；在换热管5外部的反应器壳体1内部装填瓷球和催化剂，在反应器壳体1的底部连接有卸料口10，瓷球和催化剂可从卸料口10卸出；

上环管3的环形连接板20设置在半圆环形管壳21的下方，下环管4的环形连接板20设置在半圆环形管壳21的上方；在上环管3上连接有蒸汽管6，蒸汽管6穿过反应器壳体1的顶部置于反应器壳体 1的外部，在下环管4的底部连接有进水管7，进水管7穿过反应器壳体1的底部置于反应器壳体1的外部；水由进水管7进入下环管4 的半圆环形管壳21内部后分散开来，进入各个换热管5吸收反应器壳体1内部的热量后气化成蒸汽后汇聚到上环管3的半圆环形管壳 21内部，后经蒸汽管6排出；

在反应器壳体1外部的蒸汽管6外部固套有防护罩12，在防护罩12与反应器壳体1之间的蒸汽管6外部套设有膨胀管13；膨胀管 13的底端与反应器壳体1内部连通固定，膨胀管13的顶部与防护罩 12密闭固定连接；在膨胀管13的内壁与蒸汽管6的外壁之间设置有与反应器壳体1内部连通的膨胀夹层14；膨胀夹层14与气温与反应器壳体1内部连通，温度相同，通过膨胀夹层14内部的环境温度可以对其内部的蒸汽管6进行初步降温，防止蒸汽管6内部蒸汽与其外部环境温度差过大而引起的蒸汽管6应力变形，避免蒸汽管6与反应器壳体1连接处开裂，进而保证反应器正常运行；另外，膨胀夹层 14外部为膨胀管13，膨胀管13外部又套设了防护罩12防止热量散失，因此，膨胀管13内外温差小，膨胀管13可自由膨胀，进一步解决了管道与反应器壳体1连接处开裂的问题，延长设备使用寿命；

在反应器壳体1的顶部开设有工艺气进口8，在工艺气进口8内部穿置有工艺进气管22，工艺进气管22的出气口穿过工艺气进口8 置于上环管3上方的反应器壳体1的内部，在工艺进气管22的出气口上固定有分布器9，工艺进气管22与工艺气进口8密封连接，分布器9的直径小于工艺气进口8的直径，分布器9能够通过工艺进气管22直接由工艺气进口8抽出；分布器9包括锥台腔型壳体15，锥台腔型壳体15的顶部与工艺气进口8的出气口连通，在锥台腔型壳体15的侧壁和底部开设有若干出气口16，原料气从工艺气进口8进入锥台腔型壳体15后，经各个出气口16均匀的分布到反应器壳体1 的内部；

在反应器壳体1的中部内部固定有夹套17，在夹套17的上部内壁上开设有第二通孔18；原料气一部分直接进入催化剂床层，另一部分进入夹套17内部后再经过第二通孔18进入催化剂床层；

在下环管4的中心处竖直设置有中心管2，中心管2的底部穿过反应器壳体1的底部置于反应器壳体1的外部，在反应器壳体1内部的中心管2的下部开设有若干第一通孔11；原料气与催化剂接触并发生化学反应后从第一通孔11进入中心管2后从中心管2的底部排出，且第一通孔11设置在中心管2的下部，可保证原料气在反应器内部与催化剂充分反应；

工作原理：原料气从工艺气进口8进入，通过分布器9分布后进入反应器壳体1，原料气一部分直接进入催化剂床层；另一部分进入夹套17，再通过第二通孔18进入催化剂床层，原料气与催化剂接触并发生化学反应后从第一通孔11进入中心管2，最后从中心管2底端排出；与此同时，炉给水从反应器底部的进水管7进入下环管4，通过下环管4后进入换热管5，充分吸热后产生的蒸汽通过上环管3 的环形连接板20后经上环管3收集，之后从蒸汽管6排出。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种环管式反应器，其特征在于，其包括反应器壳体、中心管、上环管、下环管和换热管，在所述反应器壳体内部的上方和下方分别固定有水平设置的所述上环管和所述下环管，在所述上环管和所述下环管之间连通有若干所述换热管；在所述上环管上连接有蒸汽管，所述蒸汽管穿过所述反应器壳体的顶部置于所述反应器壳体的外部，在所述下环管的底部连接有进水管，所述进水管穿过所述反应器壳体的底部置于所述反应器壳体的外部；在所述反应器壳体的顶部开设有工艺气进口，在所述工艺气进口内部穿置有工艺进气管，所述工艺进气管的出气口穿过所述工艺气进口置于所述上环管上方的所述反应器壳体的内部，在所述工艺进气管的出气口上固定有分布器，在所述反应器壳体的底部连接有卸料口；在所述下环管的中心处竖直设置有所述中心管，所述中心管的底部穿过所述反应器壳体的底部置于所述反应器壳体的外部，在所述反应器壳体内部的所述中心管的下部开设有若干第一通孔。

2.根据权利要求1所述的一种环管式反应器，其特征在于，在所述反应器壳体外部的所述蒸汽管外部固套有防护罩，在所述防护罩与所述反应器壳体之间的所述蒸汽管外部套设有膨胀管；所述膨胀管的底端与所述反应器壳体内部连通固定，所述膨胀管的顶部与所述防护罩密闭固定连接；在所述膨胀管的内壁与所述蒸汽管的外壁之间设置有与所述反应器壳体内部连通的膨胀夹层。

3.根据权利要求1所述的一种环管式反应器，其特征在于，所述分布器包括锥台腔型壳体，所述锥台腔型壳体的顶部与所述工艺气进口的出气口连通，在所述锥台腔型壳体的侧壁和底部开设有若干出气口。

4.根据权利要求1至3任一所述的一种环管式反应器，其特征在于，在所述反应器壳体的中部内部固定有夹套，在所述夹套的上部内壁上开设有第二通孔。

5.根据权利要求1至3任一所述的一种环管式反应器，其特征在于，所述换热管通过支撑栅板固定在所述反应器壳体的内部。

6.根据权利要求1至3任一所述的一种环管式反应器，其特征在于，所述上环管、所述下环管均包括环形连接板和与所述环形连接板对接的半圆环形管壳；所述上环管的所述环形连接板设置在所述半圆环形管壳的下方，所述下环管的所述环形连接板设置在所述半圆环形管壳的上方。

7.根据权利要求1所述的一种环管式反应器，其特征在于，所述分布器的直径小于所述工艺气进口的直径。