CN209210382U - 一种甲烷二氧化碳干重整反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种甲烷二氧化碳干重整反应器，涉及一种化工反应器；包括壳体及内反应器，内反应器上端设置有混合气入口，下端设置有合成气出口；在内反应器腔内设置有多段独立的催化反应室，催化反应室与所述的内反应器相贯通，催化反应室内设置有多个催化剂微反应管道，催化剂微反应管道内设置有多个通道；催化剂微反应管道外部设置有冷却循环液管道；本实用新型通过优化设计结构，并根据实际干重整反应需求在床层上增加催化剂微反应通道，提高了催化剂反应效率，床层压降降低，降低了成本，提高了产出效率。

Description

一种甲烷二氧化碳干重整反应器

技术领域

本实用新型涉及一种化工反应器，具体涉及一种甲烷二氧化碳干重整反应器。

背景技术

目前，甲烷在国内生产过剩，但甲烷间接转化可制得合成气，然后经费托反应进一步转化成汽油、甲醇、丙酮及各种烯烃等重要的化工燃料和产品。目前甲烷制合成气主要有三种途径：甲烷水蒸汽重整、部分氧化和二氧化碳重整。其中甲烷二氧化碳重整（干重整）可制得H₂/CO=1：1的合成气，非常适合费托合成反应，同时可有效利用温室气体，对于保护环境和循环经济具有重要意义。目前干重整常用的反应器采用的是乙烯类化工反应器，空间利用率有限，设备复杂，冗余设施多，不能完全适应干重整提高效率的需求。

实用新型内容

本实用新型克服现有技术存在的不足，提供一种甲烷二氧化碳干重整反应器，解决了现有干重整反应器设备复杂，反应率低的问题。本实用新型是通过如下技术方案实现的。

一种甲烷二氧化碳干重整反应器，包括壳体及内反应器，所述的内反应器上端设置有混合气入口，下端设置有合成气出口；在所述的内反应器腔内设置有多段独立的催化反应室，所述的催化反应室与所述的内反应器相贯通，所述的催化反应室内设置有多个催化剂微反应管道，所述的催化剂微反应管道内设置有多个通道；所述的催化剂微反应管道外部设置有冷却循环液管道。

进一步的，所述的通道内壁设置有多个凸起。

进一步的，所述的通道内涂覆有吸附层。

进一步的，所述的冷却循环液管道的入口和出口设置在所述壳体外部。

进一步的，所述的壳体为圆筒形密封承压外壳。

进一步的，所述的催化剂微反应管道与所述内反应器同向设置。

每个催化反应室内设置的多个催化剂微反应管道在同一水平面叠加，可以使催化剂微反应管道将内反应器的横截面填充完全。

甲烷和CO₂混合气从壳体上部的混合气入口进入内反应器，经过催化剂微反应通道，在床层上进行反应，获得更好的效果，合成气产率更高，同时催化剂微反应管道外部设置的冷却循环液管道使得冷却介质在内不断循环，大大降低了催化剂高温下的失活性能，提高了催化剂的使用效率，降低了成本。

本实用新型相对于现有技术所产生的有益效果为。

本实用新型通过优化设计结构，并根据实际干重整反应需求在床层上增加催化剂微反应通道，提高了催化剂反应效率，床层压降降低，降低了成本，提高了产出效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型所述的催化剂微反应管道结构示意图。

其中1为壳体，2为内反应器，3为混合气入口，4为合成气出口，5为催化反应室，6为催化剂微反应管道，7为通道，8为冷却循环液管道，9为凸起。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例技附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。下面结合实施例及附图详细说明本实用新型的技术方案，但保护范围不被此限制。

如图1-2所示，一种甲烷二氧化碳干重整反应器，包括壳体1及内反应器2，内反应器2上端设置有混合气入口3，下端设置有合成气出口4；在内反应器2腔内上部和下部分别设置有两段独立的催化反应室5，催化反应室5与内反应器2相贯通，催化反应室5内设置有若干催化剂微反应管道6，上端的催化反应室5和下端的催化反应室5内设置的催化剂微反应管道在同一水平面上互相交错，叠加后可以使催化剂微反应管道6将内反应器2的横截面填充完全，这样的设计主要是为了使进入的混合气体在每层的催化反应室5内有充分流动的空间，且使催化反应进行的更为完全，另一方面，上下两层的催化剂微反应管道6防止未反应的混合气体直接从合成气出口溢出。催化剂微反应管道6内设置有六个通道7；催化剂微反应管道6外部设置有冷却循环液管道8。通道7内壁设置有多个凸起9并且通道7内涂覆有吸附层，设置的多个凸起9可大大增加通道7的内部表面积，使催化剂所利用的空间更大，反应更为充分，吸附层可将催化剂固定在通道7的内壁上，防止催化剂的脱落。冷却循环液管道8的入口和出口设置在壳体1外部。壳体1为圆筒形密封承压外壳。催化剂微反应管道6与内反应器2同向设置。

具体工作过程为：甲烷和CO₂混合气从壳体1上部的混合气入口3进入内反应器2，经过催化反应室5内的催化剂微反应通道6，催化剂微反应通道6设置有六个通道7，通道7内壁涂覆有催化剂，气体与催化剂在通道7内的空间进行反应，由于通道7内壁上设置的多个凸起9，增大了气体与催化剂的接触面积，从而获得更好的催化效果效果，合成气产率更高，同时催化剂微反应管道6外部设置的冷却循环液管道8使得冷却介质在内不断循环，大大降低了催化剂高温下的失活性能，提高了催化剂的使用效率，降低了成本。

本方案的实施，能够提高增强催化剂反应效率，同时降低了床层压降，并充分利用了生产中的余热，降低了成本。从实际生产数据与中试试验数据对比来看，甲烷转化率超过95%，CO选择性超过92%，合成气产出率高出12%。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所做的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (6)

1.一种甲烷二氧化碳干重整反应器，包括壳体（1）及内反应器（2），其特征在于，所述的内反应器（2）上端设置有混合气入口（3），下端设置有合成气出口（4）；在所述的内反应器（2）腔内设置有多段独立的催化反应室（5），所述的催化反应室（5）与所述的内反应器（2）相贯通，所述的催化反应室（5）内设置有多个催化剂微反应管道（6），所述的催化剂微反应管道（6）内设置有多个通道（7）；所述的催化剂微反应管道（6）外部设置有冷却循环液管道（8）。

2.根据权利要求1所述的一种甲烷二氧化碳干重整反应器，其特征在于，所述的通道（7）内壁设置有多个凸起（9）。

3.根据权利要求1或2所述的一种甲烷二氧化碳干重整反应器，其特征在于，所述的通道（7）内涂覆有吸附层。

4.根据权利要求1所述的一种甲烷二氧化碳干重整反应器，其特征在于，所述的冷却循环液管道（8）的入口和出口设置在所述壳体（1）外部。

5.根据权利要求1所述的一种甲烷二氧化碳干重整反应器，其特征在于，所述的壳体（1）为圆筒形密封承压外壳。

6.根据权利要求1所述的一种甲烷二氧化碳干重整反应器，其特征在于，所述的催化剂微反应管道（6）与所述内反应器（2）同向设置。