一种新型浆态床反应器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种新型浆态床反应器，该反应器包括反应器壳体、换热组件、气体分布装置和固液分离器，所述的换热组件设置在反应器壳体内，其底部设有气体分布装置，顶部设有固液分离器，所述的换热组件可以由多个换热板对束组合而成，各组换热板对束上下设置。换热板对束由多对换热板对平行排布形成圆柱体状，或按扇形、螺旋形或同心圆形式排布形成圆柱体状；上下相邻换热板对束中的换热板对排布方式和方向根据反应特点进行调整变化。与现有技术相比，本实用新型专利技术具有换热效率高、温度分布均匀、无气体短路、反应选择性高、气液固三相分布均匀和结构紧凑等优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种三相反应器，尤其是涉及一种新型浆态床反应器。
技术介绍
浆态床反应器广泛用于如煤制油费托合成反应等三相反应过程中，有些反应放热强烈，需要内部取热，另外，浆态床反应器放大过程中，往往会出现温度分布不均匀，导致局部温升过高、催化剂积碳或失活、以及反应选择性下降等不利后果，影响放大效果，因此浆态床反应器结合换热效率高效且均匀的换热元件才能解决上述问题。目前浆态床反应器中的换热元件形式包括:列管式、套管式、盘管式、蛇形管式、排管式和针型翅片管式等。排管式、绕管式、列管式及套管式换热系数不高，换热强度高时需要换热元件的数量多且占用空间大；同时垂直列管易造成“烟囱”效应，加速流体的轴向流动与循环，使速度梯度和气含率梯度都随列管密度和空塔气速的增加而显著增大，使流体返混加剧并形成气体短路隐患；而针型翅片管虽然增加了横向阻尼作用，削弱“烟囱”效应，但同时增加了流体阻力，且针型翅片管制造工艺复杂。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种换热效率高、温度分布均匀、结构简单的新型浆态床反应器。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现:一种新型浆态床反应器，包括反应器壳体、换热组件、气体分布装置和固液分离器，所述的换热组件设置在反应器壳体内，其底部设有气体分布装置，顶部设有固液分离器，其特征在于，所述的换热组件由多组换热板对束组合而成。所述的换热板对束可以设置多组，各组换热板对束上下设置。所述的换热板对束由多对换热板对平行排布形成圆柱体状，或按扇形、螺旋形或同心圆形式排布形成圆柱体状；上下相邻换热板对束中的换热板对排布方式相同或不同，不同组板对之间夹角变化范围为0?90度。所述的换热板对由两张板片通过焊接形成一个密闭的腔体，腔体内部设有规则排布的焊接触点，两张板片在焊接触点处接触，使板片形成凹凸不平的表面，对冷却或给热介质产生扰动；各换热板对内为板程，相邻换热板对之间装填催化剂，为壳程；冷却或给热介质走板程，反应物系走壳程。各换热板对的入口通过对应的分配支管与分配总管连接，各换热板对的出口通过对应的收集支管与收集总管连接，所述的分配总管与冷却或给热介质入口连接，所述的收集总管与冷却或给热介质出口连接。各组换热板对束的换热板对的间距可根据放热量的变化和换热要求调整，所述的各换热板对之间通过板对定距件定位。该板对定距件可以为设有多个卡口的长条形卡槽，换热板对顶部或底部插入卡口中定位，相邻换热板对之间的距离，可通过调节换热板对插入不同间距的卡口中来调节板对间的间距。所述的多对换热板对平行排布形成圆柱体状的换热板对束，换热板对宽度按照反应器横截面弦长依次变化。该换热板对束中的多对换热板对高度相当、宽度不同，平行竖直排列，由两侧向中间换热板对的宽度逐渐增加形成截面呈圆形的换热板对束，各换热板对顶部和底部留有至少一个通口，各通口分别通过各自的垂直设置的分配总管或收集总管连接至其上方或下方的分配总管或收集总管，所述的分配总管和收集总管呈圆弧状，设置在圆形换热板对束两端，分别与冷却或给热介质入口和冷却或给热介质出口连接，冷却或给热介质入口和冷却或给热介质出口的上下位置可对换，根据反应需要设置。换热板对束的板对定距件与板对垂直设置，平行排列，长度按照与换热板对束相同的规律变化，截面形成圆面。所述的多对换热板对还可扇形排布，形成圆柱体状的换热板对束，各换热板对形状相同，沿反应器横截面半径方向均匀排布，换热板对束横截面为放射状，并在换热板对底部设有圆环状支撑件，顶部设有圆环状换热板定距件。各换热板对顶部和底部留有至少一个通口，各通口分别通过各自的垂直设置的分配支管或收集支管连接至其上方或下方的分配总管或收集总管，所述的分配总管和收集总管呈圆弧状，设置在圆形换热板对束两端，分别与冷却或给热介质入口和冷却或给热介质出口连接，冷却或给热介质入口和冷却或给热介质出口的上下位置可对换，根据反应需要设置。所述的换热板对束与搅拌器结合使用，该搅拌器的长柄穿过扇形换热板对束的轴心空隙，搅拌器的叶片位于扇形换热板对束底部，通过搅拌作用，以使催化剂径向上均匀分布，同时有利于大气泡破碎，形成小气泡且小气泡均匀分布。所述的多对换热板对还可同心圆形式排布，形成圆柱体状的换热板对束，多对换热板对的直径不同，层层包覆。各换热板对顶部和底部留有至少一个通口，各通口分别通过各自的垂直设置的分配支管或收集支管连接至其上方或下方的分配总管或收集总管，所述的分配总管和收集总管上下平行，设置在圆形换热板对束两端截面直径位置，分别与冷却或给热介质入口和冷却或给热介质出口连接，所述的冷却或给热介质入口和冷却或给热介质出口的上下位置可对换，根据反应需要设置。该换热板对束也与搅拌器结合使用，搅拌器的长柄通过同心圆换热板对束的中心空隙，搅拌器的叶片位于同心圆换热板对束底部。上述反应器中的工作原理如下:气体通过气体分布装置进入气液固三相反应区，整个换热板对束浸没在气液固三相反应区内，换热板对将整个反应系统空间均匀分隔成若干个通道，由于换热板对起到了有效的导流作用，使得流体均匀分布在整个空间中；此外，反应系统空间的分隔也很大程度减少了液体物料的返混，大大提高了反应结果的选择性。新型换热板两侧同时加强换热。冷却或给热介质走换热元件板程，通过焊接触点连接处和凹凸的板程表面，加强了流体扰动，使其处于湍流，强化了移热或给热效率；反应物系相当于处于反应器的壳程，同样由于板对间的凹凸表面，加强了流体扰动，强化了换热和传质。另一方面，气体通过分布器进入反应系统后，由于换热元件表面的不平整性，能在一定程度上使大气泡破碎，形成小气泡，由此增加了气液相接触表面积，同时强化了反应过程和换热过程。结合搅拌器使用时，从反应器底部进料的气体和再生催化剂可以在新型板式组件下面的反应器空间内混合均匀，然后向上运动进入不同的新型板式板对间进行反应与换热，由于提前混合均匀，使得不同板对间，单位换热面积承载的换热量基本一致，整个反应器内热量和浓度分布均匀，有利于保证稳定的生产及设备向大型化发展。当采用轴向上多段换热板束时，换热板束的板对间距可根据反应器不同高度热负荷的不同进行调整，在反应剧烈区域，板对排列紧密，使得热量快速移走，在反应末期时，板对排列稀疏，以节省反应器空间；各段换热板束的类型可以相同或者不同；相邻段换热板束的排列方向可以交叉，夹角变化范围为0-90度，由于流道的改变，流体在两段板束中间实现流体再混合，实现热量和浓度的再分配，相当于两组或多组方向交叉的换热板对束起到静态混合器的效果，有利于反应器径向上传热和传质的均匀，进而提高反应的选择性和保证广品性质稳定。与现有技术相比，本技术具有以下优点:(1)换热效率高、温度分布均匀触点和凹凸不平的表面强化了两侧流体的扰动，使其流动方式由层流变为湍流，提高对流传热系数，减小换热板占用空间；且等间距的排列形式使反应器内温度分布均匀，有利于提尚反应的选择性，保持催化剂的活性。...

【技术保护点】
一种新型浆态床反应器，包括反应器壳体(1)、换热组件、气体分布装置(13)和固液分离器(14)，所述的换热组件设置在反应器壳体(1)内，其底部设有气体分布装置(13)，顶部设有固液分离器(14)，其特征在于，所述的换热组件由多组换热板对束组合而成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李凤清，孙苑洱，傅建敏，
申请(专利权)人：德艾柯工程技术上海有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31