CN214863583U - 一种烧结返矿制备燃气脱硫催化剂用晶形转变反应器 - Google Patents
一种烧结返矿制备燃气脱硫催化剂用晶形转变反应器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种烧结返矿制备燃气脱硫催化剂用晶形转变反应器，涉及催化剂晶形转变反应技术领域，包括反应器壳体，反应器壳体内设有由上向下依次连通的预热机构、氧化晶形转变机构和冷却机构，各机构均采用列管式结构，管外壁与反应器壳体内壁间形成壳程，管内为管程，固体物料在管程，加热介质或冷却介质在壳程；在一个设备内，以烧结返矿为原料，通过预热、氧化晶型转变和冷却，制备燃气用脱硫催化剂，热量利用合理，流体分布均匀，氧化及晶形转变过程易于控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及催化剂晶形转变反应技术领域，具体涉及一种烧结返矿制备燃气脱硫催化剂用晶形转变反应器。
背景技术
降低燃气，包括天然气、人工煤气、焦炉煤气、转炉煤气和高炉煤气中的硫含量(主要由硫化氢、有机硫等组成)，是防止燃气燃烧的烟气污染大气最有效的前端控制手段。铁基氧化物干法脱硫是一种有效的脱硫方法，广泛地用在天然气、焦炉煤气和高炉煤气的精脱硫上。采用烧结返矿制备的燃气脱硫催化剂是一种活性高、品质稳定、易于制备的脱硫催化剂。
该催化剂以钢铁厂烧结返矿为原料，由于烧结返矿中Fe主要以磁铁矿Fe3O4存在，而脱硫的主要活性成分为γ-Fe2O3，故需对烧结返矿进行氧化和晶形转变，将脱硫活性较弱的Fe3O4氧化成Fe2O3，在一定温度条件下转化为高活性的立方晶系γ-Fe2O3，提高活性成分含量，获得高效的脱硫效果，故晶形转变反应装置是整个脱硫催化剂制备过程的核心。
实用新型内容
为解决现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种烧结返矿制备燃气脱硫催化剂用晶形转变反应器，在一个设备内，以烧结返矿为原料，通过预热、氧化晶型转变和冷却，制备燃气用脱硫催化剂，热量利用合理，流体分布均匀，氧化及晶形转变过程易于控制。
本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种烧结返矿制备燃气脱硫催化剂用晶形转变反应器，包括反应器壳体，反应器壳体内设有由上向下依次连通的预热机构、氧化晶形转变机构和冷却机构，各机构均采用列管式结构，管外壁与反应器壳体内壁间形成壳程，管内为管程，固体物料在管程，加热介质或冷却介质在壳程。
进一步的，其特征在于，所述预热机构包括：
原料储存仓，存储有烧结返矿，其顶部开设原料进料口；
预热段再分配器，连通于原料储存仓底部；
预热段，列管式结构，其管程与预热段再分配器连通，其壳程通入有加热介质，管程的原料与壳程的加热介质间壁换热；
进一步的，氧化晶形转变机构包括：
氧化晶形转变段再分配器，与预热段管程连通；
氧化晶形转变段，列管式结构，其管程与氧化晶形转变段再分配器连通且该管程内通入有氮气/空气混合物，其壳程通入有加热介质；
测温装置，设置于氧化晶形转变段底部出口处。
进一步的，冷却机构包括：
冷却段，列管式结构，其管程与氧化晶形转变段管程连通，其壳程通入有冷却介质；
冷却段再分配器，连通于冷却段管程出口处；
改流体，设置于冷却段再分配器下方位置，其下方为开设于反应器壳体底部的产品出口。
进一步的，氮气/空气混合物由冷却段再分配器处加入，逆流至冷却段管程，经冷却段壳程的冷却介质冷却后，逆流至氧化晶形转变段管程，再经氧化晶形转变段再分配器逆流进入预热段后由预热段再分配器排出。
进一步的，所述冷却介质由冷却段壳程下部进入，由冷却段壳程上部引出。
进一步的，所述加热介质由氧化晶形转变段壳程下部进入，由氧化晶形转变段壳程上部引流至预热段壳程下部，最后由预热段壳程上部引出。
进一步的，预热段再分配器、氧化晶形转变段再分配器、冷却段再分配器均由管板和均布于管板上的若干短管组成，所述短管直径为DN50～DN150，长度为100mm～300mm。
有益效果：设置原料储存仓，避免生产时频繁进料影响反应器内氧含量的控制，预热段入口、氧化晶形转变段入口、冷却段出口设置有再分配器，保证固体物料和气体分配均匀，设置改流体，保证出料均匀；在一个设备内，以烧结返矿为原料，通过预热、氧化晶型转变和冷却，制备燃气用脱硫催化剂，热量利用合理，流体分布均匀，氧化及晶形转变过程易于控制。
附图说明
图1是本实用新型整体结构示意图。
附图标记：1-原料储存仓，2-1-预热段再分配器，2-2-氧化晶形转变段再分配器，2-3-冷却段再分配器，3-预热段，4-氧化晶形转变段，5-测温装置，6-冷却段，7-改流体。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。
实施例1
一种烧结返矿制备燃气脱硫催化剂用晶形转变反应器，在一个设备内，以烧结返矿为原料，通过预热、氧化晶型转变和冷却，制备燃气用脱硫催化剂。
包括反应器壳体，反应器壳体内设有由上向下依次连通的预热机构、氧化晶形转变机构和冷却机构，各机构均采用列管式结构，管外壁与反应器壳体内壁间形成壳程，管内为管程，固体物料在管程，加热介质或冷却介质在壳程。优选的，各机构管程管径范围DN50～DN150。
预热机构包括：存储有烧结返矿的原料储存仓1，原料储存仓1顶部开设原料进料口，设置原料储存仓1是为了避免生产时频繁进料影响反应器内氧含量的控制；原料储存仓1底部连通有预热段再分配器2-1；还包括列管式结构的预热段3，其管程与预热段再分配器2-1连通，其壳程通入有加热介质，管程的原料与壳程的加热介质间壁换热；
氧化晶形转变机构包括：与预热段3管程连通的氧化晶形转变段再分配器2-2，以及列管式结构的氧化晶形转变段4，氧化晶形转变段4管程与氧化晶形转变段再分配器2-2连通且该管程内通入有氮气/空气混合物，其壳程通入有加热介质；还包括设置于氧化晶形转变段4底部出口处的测温装置5，用于测量和控制氧化和晶形转变的温度，本实施例不对测温装置5做选型限制，可根据需要选用具备相应功能的测温设备。
冷却机构包括：列管式结构的冷却段6，其管程与氧化晶形转变段4管程连通，其壳程通入有冷却介质，冷却介质由冷却段6壳程下部进入，由冷却段6壳程上部引出，可以采用空气冷却，也可采用水冷却；还包括连通于冷却段6管程出口处的冷却段再分配器2-3以及设置于冷却段再分配器2-3下方位置的改流体7，改流体7下方为开设于反应器壳体底部的产品出口。
预热段3入口、氧化晶形转变段4入口、冷却段6出口均设置有再分配器，保证固体物料和气体分配均匀，各再分配器均由管板和均布于管板上的若干短管组成，所述短管直径为DN50～DN150，长度为100mm～300mm。
优选的，本实用新型反应器截面为圆形或方形，管板形状与反应器截面一致，改流体7的形式，根据反应器的截面不同做相应选用，对于圆形截面的反应器，采用圆锥形改流体；对于方形截面的反应器，采用三棱柱形改流体，改流体7的数量根据实际需求确定。
氮气/空气混合物由冷却段再分配器2-3处引入反应器内，逆流至冷却段6管程，经冷却段6壳程的冷却介质冷却后，逆流至氧化晶形转变段4管程，再经氧化晶形转变段再分配器2-2逆流进入预热段3后由预热段再分配器2-1排出。
加热介质由氧化晶形转变段4壳程下部进入，由氧化晶形转变段4壳程上部引流至预热段3壳程下部，最后由预热段3壳程上部引出。
经过筛分的烧结返矿进入原料储存仓1，通过预热段再分配器2-1进行均匀分配后，进入预热段3，预热段3管程的原料与氧化晶形转变段4引流来的加热介质间壁换热。预热后的原料通过氧化晶形转变段再分配器2-2进行再分配后，进入氧化晶形转变段4，经预热和再分配后的原料在氧化晶形转变段4管程与经冷却段6冷却的逆流氮气/空气混合物接触进行氧化，同时氧化晶形转变段4壳程通过加热介质进行加热，保证晶形转变所需的温度。
氧化晶形转变段4出口设置测温装置5，通过温度调整氮气/空气混合物的比例，以及控制加热介质的流量或温度，保证Fe3O4转化为高活性立方晶系的γ-Fe2O3。晶形转变完成后的成品进入冷却段6管程，冷却到包装允许的温度后，成品从反应器底部排出。为保证固体物料下料均匀，在冷却段6设置改流体7，防止固体物料偏流和结拱。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种烧结返矿制备燃气脱硫催化剂用晶形转变反应器，包括反应器壳体，其特征在于，反应器壳体内设有由上向下依次连通的预热机构、氧化晶形转变机构和冷却机构，各机构均采用列管式结构，管外壁与反应器壳体内壁间形成壳程，管内为管程，固体物料在管程，加热介质或冷却介质在壳程。
2.根据权利要求1所述的一种烧结返矿制备燃气脱硫催化剂用晶形转变反应器，其特征在于，所述预热机构包括：
原料储存仓(1)，存储有烧结返矿，其顶部开设原料进料口；
预热段再分配器(2-1)，连通于原料储存仓(1)底部；
预热段(3)，列管式结构，其管程与预热段再分配器(2-1)连通，其壳程通入有加热介质，管程的原料与壳程的加热介质间壁换热。
3.根据权利要求2所述的一种烧结返矿制备燃气脱硫催化剂用晶形转变反应器，其特征在于，氧化晶形转变机构包括：
氧化晶形转变段再分配器(2-2)，与预热段(3)管程连通；
氧化晶形转变段(4)，列管式结构，其管程与氧化晶形转变段再分配器(2-2)连通且该管程内通入有氮气/空气混合物，其壳程通入有加热介质；
测温装置(5)，设置于氧化晶形转变段(4)底部出口处。
4.根据权利要求3所述的一种烧结返矿制备燃气脱硫催化剂用晶形转变反应器，其特征在于，冷却机构包括：
冷却段(6)，列管式结构，其管程与氧化晶形转变段(4)管程连通，其壳程通入有冷却介质；
冷却段再分配器(2-3)，连通于冷却段(6)管程出口处；
改流体(7)，设置于冷却段再分配器(2-3)下方位置，其下方为开设于反应器壳体底部的产品出口。
5.根据权利要求4所述的一种烧结返矿制备燃气脱硫催化剂用晶形转变反应器，其特征在于，氮气/空气混合物由冷却段再分配器(2-3)处加入，逆流至冷却段(6)管程，经冷却段(6)壳程的冷却介质冷却后，逆流至氧化晶形转变段(4)管程，再经氧化晶形转变段再分配器(2-2)逆流进入预热段(3)后由预热段再分配器(2-1)排出。
6.根据权利要求4所述的一种烧结返矿制备燃气脱硫催化剂用晶形转变反应器，其特征在于，所述冷却介质由冷却段(6)壳程下部进入，由冷却段(6)壳程上部引出。
7.根据权利要求3所述的一种烧结返矿制备燃气脱硫催化剂用晶形转变反应器，其特征在于，所述加热介质由氧化晶形转变段(4)壳程下部进入，由氧化晶形转变段(4)壳程上部引流至预热段(3)壳程下部，最后由预热段(3)壳程上部引出。
8.根据权利要求4所述的一种烧结返矿制备燃气脱硫催化剂用晶形转变反应器，其特征在于，预热段再分配器(2-1)、氧化晶形转变段再分配器(2-2)、冷却段再分配器(2-3)均由管板和均布于管板上的若干短管组成，所述短管直径为DN50～DN150，长度为100mm～300mm。
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|---|---|---|---|---|
| CN114199049A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-03-18 | 浙江卫星能源有限公司 | 一种聚丙烯粉料的冷却方法及装置 |
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