带冷却水管的高温反应器及化工系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种带冷却水管的高温反应器及化工系统。化工系统包括带冷却水管的高温反应器、汽包和循环泵，带冷却水管的高温反应器包括外壳，外壳的内部设有内筒，内筒的外壁与外壳的内壁之间设有间隙气流通道及水冷管；内筒的内部由上至下设有催化剂床层和换热管，内筒的壁上设有与内筒的内部连通的内筒进气口和内筒出气口，内筒进气口的所在高度高于催化剂床层的底部的所在高度，内筒出气口的所在高度低于换热管的底部的所在高度；外壳的底部设有外壳进气口和外壳出气口，外壳进气口通过所述间隙气流通道与所述内筒进气口连通，外壳出气口与所述内筒出气口连通。带冷却水管的高温反应器的体积小、结构简单、安全性高、成本低。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种带冷却水管的高温反应器及化工系统。化工系统包括带冷却水管的高温反应器、汽包和循环泵，带冷却水管的高温反应器包括外壳，外壳的内部设有内筒，内筒的外壁与外壳的内壁之间设有间隙气流通道及水冷管；内筒的内部由上至下设有催化剂床层和换热管，内筒的壁上设有与内筒的内部连通的内筒进气口和内筒出气口，内筒进气口的所在高度高于催化剂床层的底部的所在高度，内筒出气口的所在高度低于换热管的底部的所在高度；外壳的底部设有外壳进气口和外壳出气口，外壳进气口通过所述间隙气流通道与所述内筒进气口连通，外壳出气口与所述内筒出气口连通。带冷却水管的高温反应器的体积小、结构简单、安全性高、成本低。【专利说明】带冷却水管的高温反应器及化工系统
本技术涉及化工技术，尤其涉及一种带冷却水管的高温反应器及化工系统。
技术介绍
在化工领域中，很多化学反应是需要在高温环境下进行的强放热反应(强放热反应通常是指焓值大于200kJ/mol的反应)，例如:甲烷化反应。由于这些强放热反应通常具有反应剧烈、放热量大、反应温度高等特点，因此现有技术中这些强放热反应大多在具有耐火衬里的高温反应器中进行。但是，现有技术中的高温反应器至少存在如下缺点: (I)为了避免强放热反应损伤高温反应器，现有高温反应器的耐火衬里通常具有相当大的厚度，这就使得现有高温反应器的整体体积很大，不利于安装、拆卸。 (2)在经受设备震动和/或温度剧烈变动后，现有高温反应器的耐火衬里容易出现龟裂、脱落等损伤；一旦耐火衬里出现损伤，强放热反应将会直接损坏高温反应器的外壳，进而可能引发安全事故。 (3)由于高温反应器在进行强放热反应时的温度过高，因此配合高温反应器使用的后续加工流程中的生产设备(例如:高温反应器的出口管道、用于回收热量的废热锅炉等)也需要具有相当强的耐高温性能，这就给后续加工流程中生产设备的选型和加工制造带来很多困难，同时也增加了投资和运行成本。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种结构简单、安全可靠、成本低的带冷却水管的高温反应器及化工系统。 本技术的目的是通过以下技术方案实现的: 本技术的带冷却水管的高温反应器，包括外壳，所述外壳的内部设有内筒，所述内筒的外壁与外壳的内壁之间设有间隙气流通道及水冷管； 所述内筒的内部由上至下设有催化剂床层和换热管，所述内筒的壁上设有与内筒的内部连通的内筒进气口和内筒出气口，所述内筒进气口的所在高度高于所述催化剂床层的底部的所在高度，所述内筒出气口的所在高度低于所述换热管的底部的所在高度； 所述外壳的底部设有外壳进气口和外壳出气口，所述外壳进气口通过所述间隙气流通道与所述内筒进气口连通，所述外壳出气口与所述内筒出气口连通。 本技术的化工系统，包括上述的带冷却水管的高温反应器、汽包和循环泵； 所述带冷却水管的高温反应器的换热管进水口分别与所述循环泵的出水口和汽包的出水口连通，该带冷却水管的高温反应器的换热管出水口与汽包的进水口连通，所述循环泵的进水口与汽包的出水口连通； 所述换热管进水口与所述汽包的出水口之间设有补水用入水口和/或所述循环泵的进水口与汽包的出水口之间设有补水用入水口。 由上述本技术提供的技术方案可以看出，本技术实施例提供的带冷却水管的高温反应器及化工系统，由于高温反应器设有间隙气流通道和水冷管，通过采用气冷壁和水冷管换热相结合的复合换热技术可有效降低反应器内筒外壁的温度，使反应器内筒无需使用耐火材料，外壳不承受高温，缩小了高温反应器的体积，避免了传统反应器因耐火材料脱落或损伤而对反应器造成的损坏及可能引起的安全事故。同时，通过复合换热能有效保证进入催化剂床层原料气温度的恒定，使反应温度更易控制，操作简单易行，安全可靠。另外，该高温反应器将催化剂床层和换热管均设置在了内筒的内部，从反应器内部进行移热，可使该高温反应器排出物料的温度大幅降低(正常可控制在100?300°C之间)。从而为后续流程中生产设备的选型和加工制造创造了有利条件，并能有效减少设备投资。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术实施例一提供的带冷却水管的高温反应器的结构示意图； 图2为本技术实施例二提供的带冷却水管的高温反应器的结构示意图； 图3为本技术实施例提供的化工系统的结构示意图。 【具体实施方式】 下面将对本技术实施例作进一步地详细描述。 首先需要说明的是，本申请文件中所述的“上”、“下”、“顶”、“底”等表示方位的词语，仅是为了清楚描述出本技术实施例的各部件之间的相对位置关系，是基于本技术实施例在采用附图1和附图2中所示的放置方位时的一种表述形式，并不是本技术所有实施例的绝对位置关系，因此这并不构成对本技术的限制，本领域普通技术人员可以理解的，当本技术实施例的放置方位发生改变时，相应的绝对位置关系也将发生变化，但这仍属于本技术的保护范围。本申请文件中所述的术语“和/或”是指包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。本技术所提供的高温反应器主要用于气体之间进行强放热反应，例如:可以用于温度高达750°C的甲烷化反应。 本技术的带冷却水管的高温反应器，其较佳的【具体实施方式】如图1、图2所示: 包括外壳I,所述外壳I的内部设有内筒2,所述内筒2的外壁与外壳I的内壁之间设有间隙气流通道3及水冷管7 ； 所述内筒2的内部由上至下设有催化剂床层5和换热管6，所述内筒2的壁上设有与内筒2的内部连通的内筒进气口 21和内筒出气口 22，所述内筒进气口 21的所在高度高于所述催化剂床层5的底部的所在高度，所述内筒出气口 22的所在高度低于所述换热管6的底部的所在高度； 所述外壳I的底部设有外壳进气口 11和外壳出气口 12，所述外壳进气口 11通过所述间隙气流通道3与所述内筒进气口 21连通，所述外壳出气口 12与所述内筒出气口 22连通。 所述内筒2的内部设有封头4或支撑管或支撑板，所述封头4或支撑管或支撑板将所述内筒2的内部分隔为内筒上部腔体23和内筒下部腔体24，并且该封头4或支撑管或支撑板上设有将所述内筒上部腔体23与内筒下部腔体24连通的气体连通管41 ； 所述催化剂床层5设于所述内筒上部腔体23中，所述换热管6设于所述内筒下部腔体24中。 外壳I的侧壁上设有换热管进水口 61，该换热管进水口 61穿过所述外壳I与水冷管7及设于所述内筒下部腔体24中的换热管6连通； 所述外壳I的顶部设有换热管出水口 62，所述的封头4或支撑管或支撑板为水夹套结构，设于所述内筒下部腔体24中的换热管6与所述封头4或支撑管或支撑板连通，并且通过封头4或支撑管或支撑板与所述换热管出水口 62连通,所述水冷管7的冷却水出口也与所述换热管出水口 62连通。 所述外壳I的内部设有支撑件13，所述内筒2通过支撑件13固定于所述外壳I的内部。 还包括测温装置8，该测温装置8由所述外壳I的顶部伸入到所述内筒2的内部。 所述的内筒进气口 21包括多个进气孔，这些进气孔分布在所述内筒2的顶部和/或与所述内筒上部腔体23相对应的内筒2的侧壁上。 所述的气体连通管41上设有多个通气孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带冷却水管的高温反应器，其特征在于，包括外壳(1)，所述外壳(1)的内部设有内筒(2)，所述内筒(2)的外壁与外壳(1)的内壁之间设有间隙气流通道(3)及水冷管(7)；所述内筒(2)的内部由上至下设有催化剂床层(5)和换热管(6)，所述内筒(2)的壁上设有与内筒(2)的内部连通的内筒进气口(21)和内筒出气口(22)，所述内筒进气口(21)的所在高度高于所述催化剂床层(5)的底部的所在高度，所述内筒出气口(22)的所在高度低于所述换热管(6)的底部的所在高度；所述外壳(1)的底部设有外壳进气口(11)和外壳出气口(12)，所述外壳进气口(11)通过所述间隙气流通道(3)与所述内筒进气口(21)连通，所述外壳出气口(12)与所述内筒出气口(22)连通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汪勤亚，刘廷斌，王志远，赵正绪，陈兆文，兰玉顺，彭良华，李会，张欢迎，
申请(专利权)人：北京华福工程有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11