CN213761746U - 带卸料口的反应器及甲醇裂解制氢用制氢机 - Google Patents

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李华波
张会强
康金腾翔
刘德鸿
王硕
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Sichuan Woyouda Technology Co ltd
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Guangdong Alcohol Hydrogen New Energy Research Institute Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种带卸料口的反应器,包括反应容器、一对筛板以及封堵盖,反应容器具有反应腔体、以及与反应腔体连通的进气口、出气口以及卸料口,卸料口靠近反应容器的底部;筛板安装于反应腔体内,且筛板开设有若干与反应腔体连通的筛孔,其中一筛板与反应容器的第一端部之间围合形成与进气口连通的进气腔,另一筛板与反应容器的第二端部之间围合形成与出气口连通的出气腔,一对筛板之间围合形成用于安装催化剂的安装腔,卸料口与安装腔连通;封堵盖可拆卸地安装于反应容器上,并封堵卸料口。其能够大大降低更换催化剂的难度,使催化剂的更换更便捷。本实用新型还公开了一种甲醇裂解制氢用制氢机。

Description

带卸料口的反应器及甲醇裂解制氢用制氢机
技术领域
本实用新型涉及甲醇裂解制氢技术领域,尤其涉及一种带卸料口的反应器及甲醇裂解制氢用制氢机。
背景技术
环境保护日益严格、汽油品质不断提高,原油趋向重质化和高含硫化,这些使得石油化工等企业对氢气需求更为强烈。另外,天然气价格的上涨和煤制氢项目受限,氢气缺口增大,使得甲醇裂解制氢技术得以迅速发展。
甲醇裂解制氢工艺如下:甲醇经过换热器(也即预热器)预热,接着经过汽化器汽化后进入反应器,在催化剂作用下,同时发生催化裂解反应以及催化转化反应,得到主要含有氢气和二氧化碳的转化气(还有少量的一氧化碳、甲烷以及水蒸气)。
然而,上述反应器存在更换催化剂难度大的技术问题,为方便催化剂的更换,亟需对现有的反应器结构进行改进。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足,本实用新型的目的在于提供一种带卸料口的反应器,其能够大大降低更换催化剂的难度,使催化剂的更换更便捷。
本实用新型的目的采用如下技术方案实现:
带卸料口的反应器,包括:
反应容器,所述反应容器具有反应腔体、以及与所述反应腔体连通的进气口、出气口以及卸料口,所述卸料口靠近所述反应容器的底部或顶部;
一对筛板,所述筛板安装于所述反应腔体内,且所述筛板开设有若干与所述反应腔体连通的筛孔,其中一筛板与所述反应容器的第一端部之间围合形成与进气口连通的进气腔,另一筛板与所述反应容器的第二端部之间围合形成与所述出气口连通的出气腔,一对筛板之间围合形成用于安装催化剂的安装腔,所述卸料口与所述安装腔连通;以及
封堵盖,所述封堵盖可拆卸地安装于所述反应容器上,并封堵所述卸料口。
进一步地,所述反应容器上配置有连接管,所述连接管与所述卸料口连通,所述封堵盖可拆卸地安装于所述连接管上,并封堵所述连接管的出口。
进一步地,所述连接管的端部配置有呈环形的第一法兰,所述第一法兰环绕所述连接管的出口设置,所述封堵盖可拆卸地安装于所述第一法兰上。
进一步地,所述第一法兰与所述封堵盖之间配置有第一环形密封件。
进一步地,所述封堵盖与所述第一法兰之间通过紧固件连接在一起。
进一步地,还包括安装于所述反应容器上的电加热器,所述电加热器包括若干等间距布置的加热棒,所述加热棒的发热体配置于所述反应腔体内,并穿插于位于所述反应腔体内的催化剂当中。
进一步地,所述电加热器还包括安装板,所述安装板开设有若干贯穿其上下端的通孔,所述加热棒配置有接线柱的端部与所述通孔连接,安装时,所述安装板与所述反应容器的顶部连接,并封堵所述反应腔体的顶部开口。
进一步地,所述反应容器的顶部配置有第二法兰,所述第二法兰环绕所述反应容器的顶部边缘设置,所述安装板与所述第二法兰连接,且所述安装板与所述第二法兰之间配置有第二环形密封件。
进一步地,所述电加热器还包括测温套管以及位于所述测温套管内的温度传感器,所述测温套管的第一端与所述安装板连接,所述测温套管的第二端延伸至位于所述反应腔体中,且所述测温套管的第一端与外界连通,所述测温套管的第二端为封闭端。
甲醇裂解制氢用制氢机,至少包括汽化器、过热器以及上述的带卸料口的反应器,所述汽化器用于对甲醇加热汽化,以形成汽化甲醇,所述过热器用于对汽化甲醇加热至裂解反应所需的温度,所述反应器用于促使经所述过热器加热的汽化甲醇发生催化裂解反应以及转化反应,以生成包含氢气的混合气体。
相比现有技术,本实用新型的有益效果在于:
卸料口的设置可以大大降低更换催化剂的难度,使得催化剂的更换十分便捷,而封堵盖与卸料口的配合使得反应容器形成为一密闭的容器,避免气体从卸料口外泄。
附图说明
图1为本实用新型的甲醇裂解制氢用制氢机的结构示意图;
图2为图1所示的甲醇裂解制氢用制氢机中的带卸料口的反应器的内部结构图;
图3为图2所示的带卸料口的反应器的分解图。
图中:1、换热器;2、汽化器;3、过热器;4、反应器;41、反应容器;411、反应腔体;412、卸料口;413、连接管;414、第一法兰;415、封堵盖;416、第一环形密封件;417、第二法兰;4171、第一连接孔;418、第二环形密封件;42、电加热器;421、安装板;4211、第二连接孔;422、加热棒;4221、接线柱;423、测温套管;43、筛板;44、螺栓;45、螺母;5、冷却器;6、气液分离器;7、支撑架;8、移动轮。
具体实施方式
下面,结合附图以及具体实施方式,对本实用新型做进一步描述,需要说明的是,在不相冲突的前提下,以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
参见图1,示出了本实用新型一较佳实施例的一种甲醇裂解制氢用制氢机,包括换热器1、汽化器2、过热器3、带卸料口的反应器4、冷却器5以及气液分离器6,其中,换热器1、汽化器2、过热器3、带卸料口的反应器4、冷却器5以及气液分离器6均安装于支撑架7上,支撑架7的底部配置有至少四个移动轮8,以方便搬移。
具体而言,换热器1的第一入口通过管道与甲醇储存器(图中未示出)连通,以给换热器1提供甲醇;换热器1的第二入口通过管道与反应器4的出气口连通,以给换热器1提供高温的混合气体;换热器1具体用于供由反应器4生成的高温的混合气体与进入到换热器1内的甲醇换热,以对甲醇进行预热,利于充分利用反应热,避免资源浪费,做到节省电源或其他用于实现加热(比如导热油)的能源,从而降低能耗,同时又可对高温的混合气体进行适当降温,可进一步降低能耗。
汽化器2用于对经过换热器1后的甲醇进行加热汽化以形成汽化甲醇;过热器3用于将汽化甲醇加热至甲醇发生裂解反应所需的温度;反应器4用于促使经过热器3加热的汽化甲醇发生催化裂解反应以及转化反应,以生成高温的并至少包含氢气以及二氧化碳的混合气体,可以理解的是,混合气体具体可以包括氢气、二氧化碳、一氧化碳、未反应的汽化甲醇以及水蒸气等组分;冷却器5用于对经换热器1降温后的混合气体进行冷却;气液分离器6用于对经冷却后的混合气体进行气液分离。
参见图2-图3,本实用新型一较佳实施例的带卸料口的反应器4包括反应容器41、封堵盖415以及一对筛板43,反应容器41具有反应腔体411,反应容器41还开设有与反应腔体411连通的进气口、出气口以及卸料口412,卸料口412靠近反应容器41的底部或顶部,筛板43安装于反应腔体411内,筛板43开设有若干与反应腔体411连通的筛孔,以供气体能够在反应腔体411内自由流动,其中一筛板43与反应容器41的第一端部之间围合形成与进气口连通的进气腔,另一筛板43与反应容器41的第二端部之间围合形成与出气口连通的出气腔,一对筛板43之间形成用于安装催化剂的安装腔,卸料口412与该安装腔连通;封堵盖415可拆卸地安装于反应容器41上,并封堵卸料口412,以使反应容器41形成为一密闭的容器,避免内部气体通过卸料口412外泄,继而降低能耗。
更换催化剂时,通过打开封堵盖415,通过该卸料口412即可实现催化剂的快速卸料或装料,无须将反应容器41割开,大大降低了更换催化剂的难度,具体而言,卸料时,可使外部的抽吸设备与该卸料口412连通即可实现催化剂的快速卸料,而使外部的负压输送系统与该卸料口412连通即可实现催化剂的快速装料。
继续参见图2-图3,具体地,反应容器41上还配置有连接管413,连接管413与卸料口412连通,封堵盖415可拆卸地安装于连接管413上,并封堵连接管413的出口。连接管413的设置大大降低了封堵盖415的安装难度,使得封堵盖415的安装更便捷,同时,连接管413的设置还可方便与外部的抽吸设备或负压输送系统连接。
更具体地,为方便封堵盖415的固定,连接管413的端部配置有呈环形的第一法兰414,该第一法兰414环绕连接管413的出口设置,封堵盖415可拆卸地安装于第一法兰414上。
更具体地,第一法兰414与封堵盖415之间配置有第一环形密封件416,以密封第一法兰414和封堵盖415之间的缝隙,更好地避免反应容器41内的气体或热量从该缝隙外泄。
更具体地,第一法兰414和封堵盖415中的其中一者开设有安装槽,第一环形密封件416配置于该安装槽中,且第一环形密封件416的两端分别与第一法兰414、封堵盖415相抵,安装槽的设置可对第一环形密封件416起到定位的作用,使得封堵盖415的安装更便捷。
更具体地,封堵盖415与第一法兰414之间通过紧固件连接在一起,具体而言,该紧固件包括螺栓以及螺母,利用螺栓穿过第一法兰以及封堵盖,并利用螺母与螺栓连接而将第一法兰和封堵盖锁紧。
当然,封堵盖415与连接管413之间还可通过螺纹连接方式连接在一起,比如在封堵盖415上配置内螺纹,在连接管413的外壁配置与内螺纹连接的外螺纹,从而将封堵盖415固定,当然,封堵盖415与连接管413之间还可通过卡扣方式连接在一起。
如图3所示,进气口靠近反应容器41的顶部,出气口靠近反应容器41的底部,以使带有一定压力的汽化甲醇以由上至下的方式输送至反应容器41内,以利用汽化甲醇的压力作用而压实反应容器41内部的催化剂,防止内部催化剂在压力比重力大的情况下发生波动,同时,也可以起到强制流动的作用,减少气体偏流,使汽化甲醇能够与催化剂充分接触,从而提高催化效率,实现甲醇的高转化率,继而降低甲醇的损耗,也即降低能耗。
继续参见图2-图3,反应器4还包括电加热器42,该电加热器42用于对通入到反应腔体411中的汽化甲醇进行加热,以使汽化甲醇的温度能够始终保持在裂解反应所需的温度范围内。
继续参见图2-图3,具体而言,上述电加热器42具体包括安装板421、及以竖直方式安装于安装板421上的若干加热棒422,其中,如图2-图3所示,安装板421由反应容器41顶部的第二法兰417支撑,并且安装板421与第二法兰417可拆卸连接,而加热棒422的发热体位于反应腔体411内,且加热棒422的发热体穿插于位于反应容器41内的催化剂床层中。
通过使若干加热棒422等间距布置在反应容器41内,使得反应容器41受热均匀,热量不易集中,使热量更容易向周边扩散,从而促使反应容器41内的裂解反应更高效地进行,提高甲醇转化率,继而降低能耗,同时,可充分利用反应容器41内部的空间,以能够在反应容器41内部布置更多的加热棒422,从而提高加热效率,另外,由于电加热器42的发热体部分配置于反应腔体411内,避免了占用反应器4之外的空间,继而避免反应器4占用过多的安装空间,更方便反应器4的安装。
继续参见图2-图3,电加热器42还包括紧固件,反应容器41的顶部第二法兰417开设有第一连接孔4171,安装板421开设有第二连接孔4211,安装时,使紧固件中的螺栓44的连接部依次穿过第一连接孔4171以及第二连接孔4211,然后使紧固件中的螺母45与螺栓44的连接部螺纹连接,并使螺母45与安装板421相抵,以实现安装板421与第二法兰417之间的固定。
作为优选的实施方式,安装板421和第二法兰417之间配置有第二环形密封件418,以密封安装板421和第二法兰417之间的缝隙,避免反应容器41内的热量以及气体从该缝隙外漏。
继续参见图2-图3,具体而言,安装板421开设有若干贯穿其上下端的通孔,加热棒422的第一端与通孔连接,加热棒422的第二端沿远离安装板421的方向延伸,具体而言,加热棒422的第一端可通过焊接方式与通孔固定连接,以使加热棒422与安装板421之间的连接更可靠,当然,加热棒422的第一端也可通过过盈配合的方式与通孔连接在一起。
作为优选的实施方式,位于加热棒422的第一端的接线柱4221外露于安装板421,以方便连接电源。
具体而言,加热棒422具体可以呈直条形或U形,在本实施例当中,加热棒422优选呈U形,以增大换热面积,可进一步提高加热效率。
为能够检测反应容器41内的温度,电加热器42上还配置有温度传感器,具体而言,该温度传感器安装于位于安装板421上的测温套管423内,该测温套管423与加热棒422平行,测温套管423靠近安装板421的第一端与外界相连通,测温套管423延伸至催化剂床层的第二端为封闭端,使用时,利用温度传感器实时检测反应容器41内的温度,避免反应容器41内的温度过高或过低,而测温套管423可以起到保护温度传感器的作用,避免温度传感器受到反应容器41内的压力影响而失灵。
上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式,不能以此来限定本实用新型保护的范围,本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (10)

1.带卸料口的反应器,其特征在于,包括:
反应容器,所述反应容器具有反应腔体、以及与所述反应腔体连通的进气口、出气口以及卸料口,所述卸料口靠近所述反应容器的底部或顶部;
一对筛板,所述筛板安装于所述反应腔体内,且所述筛板开设有若干与所述反应腔体连通的筛孔,其中一筛板与所述反应容器的第一端部之间围合形成与进气口连通的进气腔,另一筛板与所述反应容器的第二端部之间围合形成与所述出气口连通的出气腔,一对筛板之间围合形成用于安装催化剂的安装腔,所述卸料口与所述安装腔连通;以及
封堵盖,所述封堵盖可拆卸地安装于所述反应容器上,并封堵所述卸料口。
2.如权利要求1所述的带卸料口的反应器,其特征在于,所述反应容器上配置有连接管,所述连接管与所述卸料口连通,所述封堵盖可拆卸地安装于所述连接管上,并封堵所述连接管的出口。
3.如权利要求2所述的带卸料口的反应器,其特征在于,所述连接管的端部配置有呈环形的第一法兰,所述第一法兰环绕所述连接管的出口设置,所述封堵盖可拆卸地安装于所述第一法兰上。
4.如权利要求3所述的带卸料口的反应器,其特征在于,所述第一法兰与所述封堵盖之间配置有第一环形密封件。
5.如权利要求3所述的带卸料口的反应器,其特征在于,所述封堵盖与所述第一法兰之间通过紧固件连接在一起。
6.如权利要求1-5中任一项所述的带卸料口的反应器,其特征在于,还包括安装于所述反应容器上的电加热器,所述电加热器包括若干等间距布置的加热棒,所述加热棒的发热体配置于所述反应腔体内,并穿插于位于所述反应腔体内的催化剂当中。
7.如权利要求6所述的带卸料口的反应器,其特征在于,所述电加热器还包括安装板,所述安装板开设有若干贯穿其上下端的通孔,所述加热棒配置有接线柱的端部与所述通孔连接,安装时,所述安装板与所述反应容器的顶部连接,并封堵所述反应腔体的顶部开口。
8.如权利要求7所述的带卸料口的反应器,其特征在于,所述反应容器的顶部配置有第二法兰,所述第二法兰环绕所述反应容器的顶部边缘设置,所述安装板与所述第二法兰连接,且所述安装板与所述第二法兰之间配置有第二环形密封件。
9.如权利要求7所述的带卸料口的反应器,其特征在于,所述电加热器还包括测温套管以及位于所述测温套管内的温度传感器,所述测温套管的第一端与所述安装板连接,所述测温套管的第二端延伸至位于所述反应腔体中,且所述测温套管的第一端与外界连通,所述测温套管的第二端为封闭端。
10.甲醇裂解制氢用制氢机,其特征在于,至少包括汽化器、过热器以及如权利要求1-9中任一项所述的带卸料口的反应器,所述汽化器用于对甲醇加热汽化,以形成汽化甲醇,所述过热器用于对汽化甲醇加热至裂解反应所需的温度,所述反应器用于促使经所述过热器加热的汽化甲醇发生催化裂解反应以及转化反应,以生成包含氢气的混合气体。
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