静电协同催化的合成反应器制造技术

技术编号:10079512 阅读:131 留言:0更新日期:2014-05-25 00:31
一种静电协同催化的合成反应器,涉及到一种化学合成反应器。主要由电离室a、电离室b、合成室、反应室、上气室、下降通道和下气室组成,电离室a内有中心电极a,电离室b内有中心电极b,合成室的前端有混合气输出接口接出,合成室嵌入在外壁的内空间中,合成室的壳体与外壁之间的空间构成热交换室,热交换室内有螺旋肋板。反应室、上气室、下降通道和下气室设置在外壳的内空间中,反应室壁体通过上支撑件和下支撑件连接在外壳的内侧面上,反应室连通到上气室,上气室通过下降通道连通到下气室。本实用新型专利技术采用静电协同催化的措施把原料气进行化合反应,使原料气只需通过一次压缩就能全部合成为目标产物,以大幅降低电能消耗和提高催化效率。(*该技术在2023年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种静电协同催化的合成反应器,涉及到一种化学合成反应器。主要由电离室a、电离室b、合成室、反应室、上气室、下降通道和下气室组成,电离室a内有中心电极a,电离室b内有中心电极b,合成室的前端有混合气输出接口接出,合成室嵌入在外壁的内空间中,合成室的壳体与外壁之间的空间构成热交换室,热交换室内有螺旋肋板。反应室、上气室、下降通道和下气室设置在外壳的内空间中,反应室壁体通过上支撑件和下支撑件连接在外壳的内侧面上,反应室连通到上气室,上气室通过下降通道连通到下气室。本技术采用静电协同催化的措施把原料气进行化合反应,使原料气只需通过一次压缩就能全部合成为目标产物,以大幅降低电能消耗和提高催化效率。【专利说明】静电协同催化的合成反应器
本技术涉及一种化工设备,特别涉及到一种化学合成反应器。
技术介绍
在静电场中,原子或分子内的电子得到能量,就会受到激发而从正常的稳定状态跃迁到高能级状态,使气体分子获得能量,取出电子而电离成活性的离子气,同时,电子在电场中被加速,自由程长的电子从电场中获得足够的动能,与气体分子碰撞后就使气体分子得到电离和活化。在催化剂存在的条件下,大多数化学合成反应都是可逆反应,当目标产物达到一定浓度后,将处于平衡,反应将不再向合成目标产物的方向进行。人们在进行化合反应的生产过程中,为了使反应能继续向目标产物方向进行,必须使混合产物从合成反应器中输出以及向合成反应器内补入新原料气,使合成反应器内的目标产物浓度降低、破坏平衡后使化合反应继续进行,混合产物从合成反应器中输出后,通过分离设备把未反应气分离出来,再把未反应气返回合成反应器内进行循环反应,由于单程催化率仅在20%左右,原料气必须通过多次循环压缩后才能在合成反应器内反应成目标产物,而每次循环压缩都需消耗很大的压缩能耗。现有的合成反应器中,在应用催化剂合成的条件下,合成氨的操作压力在SMPa以上,合成甲醇的操作压力在3?15MPa之间,合成气直接合成二甲醚的操作压力在2?5MPa之间,要获得上述的操作压力,必须采取多级压缩才能实现,压缩能耗很大,因此,现有的合成反应器必须进行多次循环和多级压缩才能把原料气合成为目标产物的生产过程,存在电能消耗大的缺点。
技术实现思路
本技术的目的是要克服现有化学合成设备需把原料气进行反复循环压缩电能消耗大的缺点,设计一种静电协同催化的合成反应器,使原料气只需通过一次压缩就能全部合成为目标产物,以大幅降低电能消耗和提高催化效率,在合成氨、甲醇、二甲醚的生产及在其它需进行化学合成的生产过程中实现节能减排。本技术的一种静电协同催化的合成反应器,其特征是反应器主要由电离室a(VII)、电离室b (顆)、合成室(VI)、反应室(I )、上气室(X)、下降通道(IX)和下气室(II)组成,其中,电离室a (VII)由外电极a (31)的内空间构成,外电极a (31)为圆筒体结构,电离室a (VII)内有中心电极a (32),中心电极a (32)的后端通过绝缘端头a (30)连接在外电极a (31)的后端;电离室b (VID由外电极b (35)的内空间构成,外电极b (35)为圆筒体结构,电离室b (VID内有中心电极b (39),中心电极b (39)的后端通过绝缘端头b (36)连接在外电极b (35)的后端;合成室(VI)由壳体(43)的内空间构成,壳体(43)为圆筒体结构,壳体(43)的后端通过绝缘连接件(33)分别连接到外电极a (31)的前端和外电极b(35)的前端,电离室a (VII)通过离子气通道(34)连通到合成室(VI),电离室b (VID直接连通到合成室(VI);合成室(VI)的前部呈渐缩的倒喇叭口结构,合成室(VI)的前端有混合气输出接口(23)接出;合成室(VI)嵌入在外壁(24)的内空间中,外壁(24)为圆筒体结构,夕卜壁(24)的两端有封头进行封闭,合成室(VI)的壳体(43)与外壁(24)之间的空间构成热交换室(V ),热交换室(V)R有螺旋肋板(25 ),螺旋肋板(25 )焊接在合成室(VI)的壳体(43 )上;在热交换室前端的外壁(24)上有输入端口(44)接入,在在热交换室后端的外壁(24)上有输出端口(42)接出。反应室(I )、上气室(X)、下降通道(IX)和下气室(II)设置在外壳(9 )的内空间中,反应室(I )由壁体(7 )的内空间构成,壁体(7 )呈圆筒侧壁圆弧底结构,壁体(7)通过上支撑件(5)和下支撑件(50)连接在外壳(9)的内侧面上,壁体(7)的下部或圆弧底上有循环气输入口(12)接入和催化剂卸料出口(11)接出,循环气输入口(12)上连接有循环气连通管(13),循环气连通管(13)从下气室部位的外壳(9)穿出后连接到未反应气输入口(48)上;上气室(X)由上端头(3)和外壳(9)上段围护的空间构成,上端头(3)呈圆盘体结构,上端头(3)上有催化剂加料口(XI),催化剂加料口(XI)由顶盖(I)进行封闭;下降通道(IX)由壁体(7)与外壳(9)中段之间的空间构成,下降通道(IX)中有冷却盘管(51),冷却盘管(51)的下端从外壳(9)的下部穿出后连接到冷却水进口(49)上,冷却盘管(51)的上端从外壳(9)的上部穿出后连接到冷却水出口( 52)上;下气室(II)由下端头(21)和外壳(9)下段围护的空间构成,下气室(II)中有集气罩(16),集气罩(16)的内空间构成集气室(III),集气室(III)的顶上有集气管(15)接出,集气管(15)从下气室部位的外壳(9)穿出后连接到未反应气输出口( 47 )上;反应室(I )连通到上气室(X ),上气室(X )通过下降通道(IX)连通到下气室(II)。下气室(II)的下部为集液区(IV),集液区(IV)的底部有产物出口(19)接出;下气室(II)的中部有混合气输入接口(22)接入,下气室(II)的混合气输入接口(22)连接到合成室(VI)的混合气输出接口(23);集气管(15)上的未反应气输出口(47)通过连接管b (46)连接到热交换室(V)的输入端口(44)上;循环气连通管(13)上的未反应气输入口(48)连接到热交换室(V)的输出端口(42)上。本技术中,电离室a (VII)的后端有原料气输入接口 a (26)以切线方向接入,离子气通道(34)以切线方式连通到合成室(VI)中,离子气通道(34)连通到合成室(VI)的角度与电离室b (VID连通到合成室(VI)的角度呈相互垂直;电离室b (VID的后端有原料气输入接口 b (41)以切线方式接入,电离室a (VII)通过离子气通道(34)进入合成室(VI)的切线方向与电离室b (VID进入合成室(VI)的切线方向相反;伸进电离室a (VII)中的中心电极a (32)上有石英套管a (27)进行封装,中心电极a (32)的后端有电极接口 a (28),使用电极紧固件a (29)把中心电极a (32)固定在绝缘端头a (30)上;伸进电离室b (VID)中的中心电极b (39)上有石英套管b (40)进行封装,中心电极b (39)的后端有电极接口b (38),使用电极紧固件b (37)把中心电极b (39)固定在绝缘端头本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种静电协同催化的合成反应器,其特征是反应器主要由电离室a(Ⅶ)、电离室b(Ⅷ)、合成室(Ⅵ)、反应室(Ⅰ)、上气室(Ⅹ)、下降通道(Ⅸ)和下气室(Ⅱ)组成,其中,电离室a(Ⅶ)由外电极a(31)的内空间构成,外电极a(31)为圆筒体结构,电离室a(Ⅶ)内有中心电极a(32),中心电极a(32)的后端通过绝缘端头a(30)连接在外电极a(31)的后端;电离室b(Ⅷ)由外电极b(35)的内空间构成,外电极b(35)为圆筒体结构,电离室b(Ⅷ)内有中心电极b(39),中心电极b(39)的后端通过绝缘端头b(36)连接在外电极b(35)的后端;合成室(Ⅵ)由壳体(43)的内空间构成,壳体(43)为圆筒体结构,壳体(43)的后端通过绝缘连接件(33)分别连接到外电极a(31)的前端和外电极b(35)的前端,电离室a(Ⅶ)通过离子气通道(34)连通到合成室(Ⅵ),电离室b(Ⅷ)直接连通到合成室(Ⅵ);合成室(Ⅵ)的前部呈渐缩的倒喇叭口结构,合成室(Ⅵ)的前端有混合气输出接口(23)接出;合成室(Ⅵ)嵌入在外壁(24)的内空间中,外壁(24)为圆筒体结构,外壁(24)的两端有封头进行封闭,合成室(Ⅵ)的壳体(43)与外壁(24)之间的空间构成热交换室(Ⅴ),热交换室(Ⅴ)内有螺旋肋板(25),螺旋肋板(25)焊接在合成室(Ⅵ)的壳体(43)上;在热交换室前端的外壁(24)上有输入端口(44)接入,在在热交换室后端的外壁(24)上有输出端口(42)接出;反应室(Ⅰ)、上气室(Ⅹ)、下降通道(Ⅸ)和下气室(Ⅱ)设置在外壳(9)的内空间中,反应室(Ⅰ)由壁体(7)的内空间构成,壁体(7)呈圆筒侧壁圆弧底结构,壁体(7)通过上支撑件(5)和下支撑件(50)连接在外壳(9)的内侧面上,壁体(7)的下部或圆弧底上有循环气输入口(12)接入和催化剂卸料出口(11)接出,循环气输入口(12)上连接有循环气连通管(13),循环气连通管(13)从下气室部位的外壳(9)穿出后连接到未反应气输入口(48)上;上气室(Ⅹ)由上端头(3)和外壳(9)上段围护的空间构成,上端头(3)呈圆盘体结构,上端头(3)上有催化剂加料口(Ⅺ),催化剂加料口(Ⅺ)由顶盖(1)进行封闭;下降通道(Ⅸ)由壁体(7)与外壳(9)中段之间的空间构成,下降通道(Ⅸ)中有冷却盘管(51),冷却盘管(51)的下端从外壳(9)的下部穿出后连接到冷却水进口(49)上,冷却盘管(51)的上端从外壳(9)的上部穿出后连接到冷却水出口(52)上;下气室(Ⅱ)由下端头(21)和外壳(9)下段围护的空间构成,下气室(Ⅱ)中有集气罩(16),集气罩(16)的内空间构成集气室(Ⅲ),集气室(Ⅲ)的顶上有集气管(15)接出,集气管(15)从下气室部位的外壳(9)穿出后连接到未反应气输出口(47)上;反应室(Ⅰ)连通到上气室(Ⅹ),上气室(Ⅹ)通过下降通道(Ⅸ)连通到下气室(Ⅱ);下气室(Ⅱ)的下部为集液区(Ⅳ),集液区(Ⅳ)的底部有产物出口(19)接出;下气室(Ⅱ)的中部有混合气输入接口(22)接入,下气室(Ⅱ)的混合气输入接口(22)连接到合成室(Ⅵ)的混合气输出接口(23);集气管(15)上的未反应气输出口(47)通过连接管b(46)连接到热交换室(Ⅴ)的输入端口(44)上;循环气连通管(13)上的未反应气输入口(48)连接到热交换室(Ⅴ)的输出端口(42)上。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:周开根
申请(专利权)人:衢州昀睿工业设计有限公司
类型:实用新型
国别省市:

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