CN215842891U - 侧向流固定床反应器 - Google Patents

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姜玖辉
贾彩清
谢建
陈敏
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Abstract

本实用新型提供一种侧向流固定床反应器,包括反应器壳体和至少两个箱式的催化剂床层,各所述催化剂床层均设置于所述反应器壳体内,且各所述催化剂床层之间设置有第一流道,各所述催化剂床层与所述反应器壳体的内壁之间设置有第二流道,各所述催化剂床层均连通于第一流道和第二流道之间;采用该结构的侧向流固定床反应器,通过设置多个催化剂床层,增大了流过催化剂床层的流体的过流截面积,从而增大了流体的流通量,提高了对流体的净化、分离效率,同时,在保证原有的流体的过流截面积的情况下,能降低各个催化剂床层的高度,从而降低了反应器壳体的高度,提高结构紧凑性,节约生产成本。

Description

侧向流固定床反应器
技术领域
本实用新型属于流体净化、分离技术领域,特别是涉及一种侧向流固定床反应器。
背景技术
目前,固定床反应器主要分为两类,一类为轴向固定床反应器,另一类为径向固定床反应器;当处理量较大时,需要增加固定床反应器的过流截面积,若采用轴向固定床反应器,会导致轴向固定床反应器存在尺寸庞大,且床层压降大的问题;若采用径向固定床反应器,由于传统的径向固定床反应器的催化剂床层是采用两个同轴的多孔板筒体围成,多孔内筒与多孔外筒之间填充催化剂,虽然解决了轴向固定床反应器存在的压降大的问题,但流体的过流截面积取决于内筒的内侧面积,由于内筒的内侧面积偏小,仍需要增加径向固定床反应器内的内反应器壳体的高度或直径,从而增大了径向固定床反应器的外形尺寸。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本实用新型的目的在于提供一种侧向流固定床反应器,能增大流体通过的过流截面积,降低侧向流固定床反应器的高度。
为实现上述目的及其他相关目的,本实用新型提供一种侧向流固定床反应器,包括反应器壳体和至少两个箱式的催化剂床层,各所述催化剂床层均设置于所述反应器壳体内,且各所述催化剂床层之间设置有第一流道,各所述催化剂床层与所述反应器壳体的内壁之间设置有第二流道,各所述催化剂床层均连通于第一流道和第二流道之间。
可选地,各所述催化剂床层有两个,分别为第一催化剂床层和第二催化剂床层,所述第一催化剂床层和第二催化剂床层绕反应器壳体的轴线设置。
可选地,所述第一催化剂床层和第二催化剂床层之间设置有第一密封侧板和第二密封侧板,所述第一流道由第一催化剂床层、第二催化剂床层、第一密封侧板和第二密封侧板所围成;所述第二流道由第一催化剂床层、第二催化剂床层、第一密封侧板、第二密封侧板和反应器壳体的内壁所围成;
其中,所述第一流道的两端还分别设置有分隔第一流道、第二流道的第一密封端板和第二密封端板。
可选地,所述第一催化剂床层和第二催化剂床层的截面形状均为矩形。
可选地,所述第一催化剂床层和第二催化剂床层的截面形状均为向反应器壳体内侧壁外凸的环形。
可选地,所述反应器壳体包括上盖、筒体和下盖,所述上盖、下盖分别设置于筒体的两端,各所述催化剂床层均设置于筒体内,并固定连接于上盖上;
其中,所述下盖上设置有用于流体流通的入口,所述上盖上设置有用于流体流通的出口,所述入口与第一流道连通,所述出口与第二流道连通。
可选地,或所述入口与第二流道连通,所述出口与第一流道连通。
可选地,所述筒体的内壁上还设置有用于对各催化剂床层沿筒体径向支撑限位的限位板。
可选地,所述催化剂床层包括第三密封侧板、第四密封侧板、第一多孔板、第二多孔板、第三密封端板和第四密封端板,所述第三密封侧板、第四密封侧板、第一多孔板、第二多孔板、第三密封端板和第四密封端板围成箱式的催化剂床层;
其中,所述第一多孔板、第二多孔板相对设置,所述第一多孔板、第二多孔板上均开有用于流体流通的至少一个通孔,且所述第一多孔板用于围成第一流道。
可选地,各所述通孔到相应的多孔板两端的距离最小距离均大于等于400mm。
如上所述,本实用新型的侧向流固定床反应器,具有以下有益效果:
采用该结构的侧向流固定床反应器,通过设置多个催化剂床层,增大了流过催化剂床层的流体的过流截面积,从而增大了流体的流通量,提高了对流体的净化、分离效率,同时,在保证原有的流体的过流截面积的情况下,能降低各个催化剂床层的高度,从而降低了反应器壳体的高度,提高结构紧凑性,节约生产成本。
附图说明
图1为本实用新型侧向流固定床反应器的结构的一示例性的结构示意图;
图2为图1中A-A的一示例性的剖视图;
图3为图1中第一多孔板的结构示意图;
图4为图2中A-A的另一示例性的剖视图;
图5为本实用新型侧向流固定床反应器的结构的另一示例性的结构示意图。
零件标号说明:
1-反应器壳体;11-上盖;11a-出口;12-筒体;121-限位板;13-下盖;13a-入口;
2-催化剂床层;21-第三密封侧板;22-第四密封侧板;23-第一多孔板;24-第二多孔板;25-第三密封端板;26-第四密封端板;201-第一催化剂床层;202-第二催化剂床层;
3-第一流道;
4-第二流道;
5-催化剂;
61-第一密封侧板;62-第二密封侧板;
71-第一密封端板;72第二密封端板;
h1-各个通孔到相应的多孔板两端的最小距离。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
下述各实施例中,“上”、“下”均分别相对应于附图1中的上、下。
如图1-5所示,本实用新型提供一种侧向流固定床反应器,包括反应器壳体1和至少两个箱式的催化剂床层2,各个催化剂床层2均安装于反应器壳体1内,并且各个催化剂床层2之间设置有第一流道3,各个催化剂床层2与反应器壳体1的内壁之间设置有第二流道4,且各个催化剂床层2均连通于第一流道3和第二流道4之间。
在使用过程中,各个催化剂床层2内放置有催化剂5,流体由第一流道3从各个催化剂床层2的内侧流入,通过催化剂5对流体进行进化、分离后,再从各个催化剂床层2的外侧流向第二流道4;或者流体由第二流道4从各个催化剂床层2的外侧流入,通过催化剂5对流体进行进化、分离后,再从各个催化剂床层2的内侧流向第一流道3,此处的内侧为靠向反应器壳体的轴线一侧,外侧为靠反应器壳体的内壁一侧。
采用该结构的侧向流固定床反应器,相对于原有的径向反应器,通过设置多个催化剂床层2,增大了流过催化剂床层2的流体的过流截面积,从而增大了流体的流通量,提高了对流体的净化效率,同时,在保证原有的流体的过流截面积的情况下,能降低各个催化剂床层2的高度,从而降低了反应器壳体的高度,提高结构紧凑性,节约生产成本。
在实际实施过程中,各个催化剂床层2的截面可为矩形状、环形状或其它形状结构,这里所说的截面为垂直于反应器壳体的轴线的横截面。
在一些实施例中,如图1-2所示,各个催化剂床层2有两个,分别为第一催化剂床层201和第二催化剂床层202,第一催化剂床层201和第二催化剂床层202绕反应器壳体的轴线设置,通过设置第一催化剂床层201和第二催化剂床层202,在增大了流体的过流截面积的条件下,还具有结构紧凑的优点。
具体的,第一催化剂床层201和第二催化剂床层202绕反应器壳体的轴线均布的安装于反应器壳体1内,不仅便于第一催化剂床层201和第二催化剂床层202的制造加工,还具有便于装配的优点。
在一些实施例中,如图1-2所示,所述第一催化剂床层201和第二催化剂床层202之间连接有第一密封侧板61和第二密封侧板62,该第一流道3由第一催化剂床层201、第二催化剂床层202、第一密封侧板61和第二密封侧板62所围成,第二流道4由第一催化剂床层201、第二催化剂床层202、第一密封侧板61、第二密封侧板62和反应器壳体1的内壁所围成,并且,第一流道3的两端还分别安装有分隔第一流道3、第二流道4的第一密封端板71和第二密封端板72;通过在第一催化剂床层201和第二催化剂床层202之间安装第一密封侧板61、第二密封侧板62、第一密封端板71和第二密封端板72,并围成第一流道3和第二流道4,使得第一流道3和第二流道4由第一催化剂床层201和第二催化剂床层202连通,同时,还具有结构简单、提高了结构紧凑性。
在一些实施例中,如图2所示,第一催化剂床层201和第二催化剂床层202的截面形状均为矩形,这里所说的截面为垂直于反应器壳体的轴线的横截面,将第一催化剂床层201和第二催化剂床层202采用矩形状设置,相对于原有的圆形状结构,增大了流体的流过的过流截面积,从而提高了工作效率,同时,还具有结构简单,便于加工制造的优点。
在另一些实施例中,如图4所示,第一催化剂床层201和第二催化剂床层202的截面形状均为向反应器壳体内侧壁外凸的环形,这里所说的截面为垂直于反应器壳体的轴线的横截面,将第一催化剂床层和第二催化剂床层设置为向反应器壳体内侧壁外凸的环形,相对于矩形状,进一步增大了流体的过流截面积。
在一些实施例中,如图1-2所示,反应器壳体1包括上盖11、筒体12和下盖13,该上盖11、下盖13分别安装于筒体12的两端,各个催化剂床层2均设置于筒体12内,并固定连接于上盖11上,在下盖13上设置有用于流体流通的入口13a,相应的,在上盖11上设置有用于流体流通的出口11a,入口13a与第一流道3连通,即入口13a穿过第二密封端板72进入第一流道3内,出口11a与第二流道4连通。
在使用过程中,流体从下盖上的入口13a流入第一流道3内,再从第一流道3从各个催化剂床层2的内侧流入,经催化剂5净化、分离后,再从各个催化剂床层2的外侧流入第二流道4内,最后由设置于上盖上的出口11a排出(图1、图2中的箭头方向为流体的流向)。
通过将第一流道3与入口13a连通、第二流道4与出口11a连通,其好处是待净化流体进入第一流道3后流经催化器床层2时,流体流通截面积大,流速小,具有流场分布均匀,压力降小等特点。
在另一些实施例中,如图5所示,设置于下盖上的入口13a与第二流道4连通,设置于上盖上的出口11a与第一流道3连通,即出口11a穿过第一密封端盖71,与第一流道3连通。
在使用过程中,流体从下盖上的入口13a流入第二流道4内,再从第二流道4从各个催化剂床层2的外侧流入,经催化剂5净化、分离后,再从各个催化剂床层2的内侧流入第一流道3内,最后由设置于上盖上的出口11a排出(图中箭头方向为流体的流向)。
通过将第二流道4与入口13a连通、第一流道3与出口11a连通,其好处是入口13a与催化剂床层2在结构上相互分离,避免催化剂床层2与反应器壳体1在机械和温度荷载作用下引起的结构变形不协调产生的附加应力的问题,提高了结构安全性,特别适用于催化剂床层2与反应器壳体1温差较大的情况。
在一些实施例中,如图1-2所示,该筒体12的内壁上还安装有用于对各催化剂床层2沿筒体径向支撑限位的限位板121,通过设置该限位板1201对各个催化剂床层2的支撑限位,避免各个催化剂床层2在反应器壳体1内晃动,从而提高了各个催化剂床层2安装的稳固性。
在一些实施例中,如图1-2所示,催化剂床层2包括第三密封侧板21、第四密封侧板22、第一多孔板23、第二多孔板24、第三密封端板25和第四密封端板26,该第三密封侧板21、第四密封侧板22、第一多孔板23、第二多孔板24、第三密封端板25和第四密封端板26围成箱式的催化剂床层2,并且,第一多孔板23、第二多孔板24相对设置,第一多孔板23、第二多孔板24上均开有用于流体流通的至少一个通孔,第一多孔板23用于围成第一流道3,即在使用时,流体从第一多孔板23的通孔和第二多孔板24的通孔穿过(即从第一多孔板、第二多孔板侧向流通),相较于在催化剂床层2与第一流道3或第二流道4之间设置单独的连接管道,采用该结构的第一多孔板和第二多孔板,简化了结构,提高了结构紧凑性。
在具体的实施例中,第一多孔板、第二多孔板上的通孔可为圆形通孔、条形通孔或其它形状的通孔。
在一些实施例中,如图3所示(第二多孔板的结构与第一多孔板的结构相同),各个通孔到相应的多孔板两端的最小距离h1均大于等于400mm;即开设于第一多孔板23上的通孔到第一多孔板23两端的最小距离h1均大于等于400mm;开设于第二多孔板24上的通孔到第二多孔板24两端的最小距离均大于等于400mm;采用该推荐值,既能保证第一多孔板23的两端和第二多孔板24的两端不开设通孔,以形成催化剂封,防止流体回流或短路,同时,还能保证流体流过的过流截面积。这里所说的催化剂封的含义为:由于在第一多孔板23、第二多孔板24的两端未开设通孔,在催化剂床层2的上下端填充催化剂5,形成催化剂封,即通过增加流通阻力,使流体从催化剂床层2的中部位置流过。
在具体的实施例中,各个通孔到相应的多孔板两端的最小距离h1为500mm。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效,而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种侧向流固定床反应器,其特征在于:包括反应器壳体和至少两个箱式的催化剂床层,各所述催化剂床层均设置于所述反应器壳体内,且各所述催化剂床层之间设置有第一流道,各所述催化剂床层与所述反应器壳体的内壁之间设置有第二流道,各所述催化剂床层均连通于第一流道和第二流道之间。
2.根据权利要求1所述的侧向流固定床反应器,其特征在于:各所述催化剂床层有两个,分别为第一催化剂床层和第二催化剂床层,所述第一催化剂床层和第二催化剂床层绕反应器壳体的轴线设置。
3.根据权利要求2所述的侧向流固定床反应器,其特征在于:所述第一催化剂床层和第二催化剂床层之间设置有第一密封侧板和第二密封侧板,所述第一流道由第一催化剂床层、第二催化剂床层、第一密封侧板和第二密封侧板所围成;所述第二流道由第一催化剂床层、第二催化剂床层、第一密封侧板、第二密封侧板和反应器壳体的内壁所围成;
其中,所述第一流道的两端还分别设置有分隔第一流道、第二流道的第一密封端板和第二密封端板。
4.根据权利要求3所述的侧向流固定床反应器,其特征在于:所述第一催化剂床层和第二催化剂床层的截面形状均为矩形。
5.根据权利要求3所述的侧向流固定床反应器,其特征在于:所述第一催化剂床层和第二催化剂床层的截面形状均为向反应器壳体内侧壁外凸的环形。
6.根据权利要求1所述的侧向流固定床反应器,其特征在于:所述反应器壳体包括上盖、筒体和下盖,所述上盖、下盖分别设置于筒体的两端,各所述催化剂床层均设置于筒体内,并固定连接于上盖上;
其中,所述下盖上设置有用于流体流通的入口,所述上盖上设置有用于流体流通的出口,所述入口与第一流道连通,所述出口与第二流道连通。
7.根据权利要求6所述的侧向流固定床反应器,其特征在于:或所述入口与第二流道连通,所述出口与第一流道连通。
8.根据权利要求6所述的侧向流固定床反应器,其特征在于:所述筒体的内壁上还设置有用于对各催化剂床层沿筒体径向支撑限位的限位板。
9.根据权利要求6所述的侧向流固定床反应器,其特征在于:所述催化剂床层包括第三密封侧板、第四密封侧板、第一多孔板、第二多孔板、第三密封端板和第四密封端板,所述第三密封侧板、第四密封侧板、第一多孔板、第二多孔板、第三密封端板和第四密封端板围成箱式的催化剂床层;
其中,所述第一多孔板、第二多孔板相对设置,所述第一多孔板、第二多孔板上均开有用于流体流通的至少一个通孔,且所述第一多孔板用于围成第一流道。
10.根据权利要求9所述的侧向流固定床反应器,其特征在于:各所述通孔到相应的多孔板两端的距离最小距离均大于等于400mm。
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