一种管式反应器制造技术

本发明专利技术提供一种管式反应器，其包括：反应管(2)，能够容纳反应流体从中通过并在其中进行反应，所述反应管(2)包括多个螺旋管(21)，且多个所述螺旋管(21)以螺旋的方式缠绕、或者多个所述螺旋管(21)以螺旋阵列的方式布置，且多个所述螺旋管(21)顺次串联而形成所述反应管。通过本发明专利技术能够使得反应流体在其中停留时间大大加长，有效解决了现有技术中反应速率很低时管道需要加工得过长、工业上不易实现的问题，有效地减小了占地面积、能够很好地实现，且换热效果有所提高，增加了流体的流动长度，保证了反应停留时间，适合较大停留时间的反应。

A tubular reactor

The present invention provides a tubular reactor comprising a reaction tube (2) capable of accommodating and reacting with reaction fluids passing through it, the reaction tube (2) comprising a plurality of helical tubes (21), and a plurality of helical tubes (21) wound in a helical manner, or a plurality of helical tubes (21) arranged in a helical array, and A plurality of spiral tubes (21) are connected in series to form the reaction tube. The invention can greatly prolong the residence time of the reaction fluid in the pipeline, effectively solve the problems that the pipeline needs to be machined too long and is not easy to realize in industry when the reaction rate is very low in the prior art, effectively reduce the area occupied, can be well realized, and has improved the heat transfer effect, and increases the flow of the fluid. The dynamic length ensures the residence time of reaction and is suitable for large residence time.

【技术实现步骤摘要】
一种管式反应器
本专利技术属于化工、医药机械
，具体涉及一种管式反应器。
技术介绍
管式反应器一种呈管状、长径比很大的连续操作反应器。这种反应器可以很长，如丙烯二聚的反应器管长以公里计。反应器的结构可以是单管，也可以是多管并联；可以是空管，如管式裂解炉，也可以是在管内填充颗粒状催化剂的填充管，以进行多相催化反应。传统的管式反应器有以下缺点：1)占地面积较大，通过支架进行固定；2)反应速率很低时所需管道过长，工业上不易实现；3)加热和冷却需要设置套管或夹套换热，换热效率不高，换热效果不佳。由于现有技术中的管式反应器存在占地面积大，管道过长工业上不易实现及换热效果不佳等技术问题，因此本专利技术研究设计出一种管式反应器。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的管式反应器存在占地面积大，管道过长工业上不易实现及换热效果不佳的缺陷，从而提供一种管式反应器。本专利技术提供一种管式反应器，其包括：反应管，能够容纳反应流体从中通过并在其中进行反应，所述反应管包括多个螺旋管，且多个所述螺旋管以螺旋的方式缠绕、或者多个所述螺旋管以螺旋阵列的方式布置，且多个所述螺旋管顺次串联而形成所述反应管。优选地，当多个所述螺旋管以螺旋的方式缠绕时，还包括芯轴，且多个所述螺旋管缠绕在所述芯轴的外周，且在所述芯轴的外周沿径向方向从内至外地排布成两层以上的结构形式。优选地，在每一层内也包括多个所述螺旋管；和/或，在相邻的层之间的螺旋管的缠绕方向相反；和/或，在垂直于流体流动方向的截面内、所述螺旋管被截为圆形、椭圆形或多边形；和/或，所述螺旋管的材料是钢材、哈氏合金、钛材中的至少一种；和/或，所述螺旋管的内壁和/或外壁上设置有沟槽。优选地，当所述螺旋管为圆管时：相邻的两层螺旋管之间的最小间隙小于或等于所述螺旋管的直径的5倍，和/或，同层的两螺旋管之间的最小间隙也小于等于所述螺旋管的直径的5倍；和/或，相邻两层螺旋管之间还设置有隔板；和/或，所述螺旋管的管径在φ3mm-φ32mm之间，所述螺旋管的厚度在0.6mm～1mm之间。优选地，所述反应管还包括弯头，所述弯头设置于所述螺旋管的轴线方向的一侧或两侧，且将两个所述螺旋管进行连通。优选地，所述反应器还包括壳体，所述反应管设置于所述壳体中，还包括设置在所述壳体内的位于所述螺旋管轴向一侧的第一多孔板和位于所述螺旋管轴向另一侧的第二多孔板，所述第一多孔板、所述第二多孔板均固定于所述壳体的内壁上，使得所述第一多孔板、所述第二多孔板和所述壳体之间形成供换热流体流动且能与所述螺旋管之间换热的换热通道，所述第一多孔板和所述第二多孔板上均设置有多个贯穿区域、所述多个贯穿区域中的部分能够允许所述螺旋管从中穿过；优选另外部分贯穿区域能够允许换热流体从中流过，所述贯穿区域优选为孔。优选地，所述壳体上连接设置有至少一个反应流体进口接管和一个反应流体出口接管，且所述螺旋管能与所述反应流体进口接管接通、且所述螺旋管能与所述反应流体出口接管接通；和/或，所述壳体上连接设置有一个换热流体进口接管和一个换热流体出口接管，通过所述换热流体进口接管能够将换热流体通入所述壳体中，通过所述换热流体出口接管能够将所述壳体中的换热流体导出。优选地，当包括芯轴时：所述第一多孔板上的用于供换热流体通过的贯穿区域在第一多孔板上均匀分布，且供换热流体通过的贯穿区域位于所述芯轴的径向外侧、且位于所述第一多孔板径向外边缘的径向内侧；和/或，所述第二多孔板上的用于供换热流体通过的贯穿区域在第二多孔板上均匀分布，且供换热流体通过的贯穿区域位于所述芯轴的径向外侧、且位于所述第二多孔板径向外边缘的径向内侧；和/或，所述第一多孔板上用于供换热流体通过的贯穿区域的总面积大于或等于换热流体进口接管的截面积；和/或，所述第二多孔板上用于供换热流体通过的贯穿区域的总面积大于或等于换热流体进口接管的截面积。优选地，还包括设置在所述壳体内且将所述反应流体进口接管和所述换热流体进口接管进行分隔的第一管板、和设置在所述壳体内且将所述反应流体出口接管和所述换热流体出口接管进行分隔的第二管板，所述第一管板上设置有贯穿的第一通孔、能够允许所述螺旋管从中穿过而与所述反应流体进口接管之间连通，所述第二管板上设置有贯穿的第二通孔、能够允许所述螺旋管从中穿过而与所述反应流体出口接管之间连通，所述第一管板与所述第一多孔板之间具有第一管箱，所述换热流体进口接管与所述第一管箱内部相连通；所述第二管板与所述第二多孔板之间形成第二管箱，所述换热流体出口接管与所述第二管箱内部相连通。且所述第一管板和所述第二管板分别固定连接在所述壳体内壁上。优选地，所述芯轴包括圆管、封盖和圆柱，所述封盖设置于所述圆管的一端处，且所述圆柱的一端设置在所述封盖上、所述圆柱的另一端朝背离所述封盖(12)的一侧凸出，且所述封盖上还设置有圆孔、能够允许换热流体穿过所述封盖而进入所述圆管内部；和/或，当同时包括弯头、多孔板和管板时：所述螺旋管和弯头之间的连接为涨接、焊接、涨焊和卡套接头连接中的至少一种；和/或，所述螺旋管和多孔板之间的连接为涨接、焊接、涨焊和卡套接头连接中的至少一种；和/或，所述螺旋管与所述管板之间的连接为涨接、焊接和涨焊中的至少一种。本专利技术提供的一种管式反应器具有如下有益效果：1.本专利技术的管式反应器，通过采用螺旋管在芯体上螺旋缠绕的结构、且多个螺旋管顺次串联成一整管，能够使得反应流体在其中停留时间大大加长，有效解决了现有技术中反应速率很低时管道需要加工得过长、工业上不易实现的问题，有效地减小了占地面积、能够很好地实现，且换热效果有所提高，增加了流体的流动长度，保证了反应停留时间，适合较大停留时间的反应；当工业上需要较长的管路时，也能保证有较小的体积，便于工业化的实现；2.本专利技术的管式反应器，换热介质穿过螺旋管之间以及螺旋管与壳体之间的间隙进行换热，对流传热系数高，换热效果好，克服了夹套或者套管换热效果不佳的缺点；多孔板上的孔不仅起到固定螺旋缠绕管的作用，更有一部分供换热流体通过的孔，保证反应器的换热效果；螺旋缠绕管层和层之间的间隙及同层的间隙保证了换热流体的通过，同时又保证了换热系数，提高了换热效果。附图说明图1是本专利技术的管式反应器的第一种实施方式的内部剖视截面图；图2是本专利技术的管式反应器的第二种实施方式的内部剖视截面图；图3是本专利技术的管式反应器的第三种实施方式的内部剖视截面图；图4是本专利技术的管式反应器的多个螺旋管螺旋缠绕的第一种实施方式的立体结构示意图；图5是图4中的正面结构示意图；图6是本专利技术的管式反应器的多个螺旋管螺旋缠绕的第二种实施方式的正面结构示意图；图7是图6中的单根螺旋管的立体结构示意图；图8是本专利技术的管式反应器的芯轴的内部剖视结构示意图；图9是本专利技术的管式反应器的多孔板的侧视结构示意图。图中附图标记表示为：1、芯轴；11、圆管；12、封盖；13、圆柱；14、圆孔；2、反应管；21、螺旋管；22、弯头；3、壳体；41、第一多孔板；42、第二多孔板；43、固定螺旋管的孔；44、供换热流体通过的孔；51、反应流体进口接管；52、反应流体出口接管；61、换热流体进口接管；62、换热流体出口接管；71、第一管板；72、第二管板；81、第一管箱；82、第二管箱；9、封头。具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管式反应器，其特征在于：包括：反应管(2)，能够容纳反应流体从中通过并在其中进行反应，所述反应管(2)包括多个螺旋管(21)，且多个所述螺旋管(21)以螺旋的方式缠绕、或者多个所述螺旋管(21)以螺旋阵列的方式布置，且多个所述螺旋管(21)顺次串联而形成所述反应管(2)。

【技术特征摘要】
1.一种管式反应器，其特征在于：包括：反应管(2)，能够容纳反应流体从中通过并在其中进行反应，所述反应管(2)包括多个螺旋管(21)，且多个所述螺旋管(21)以螺旋的方式缠绕、或者多个所述螺旋管(21)以螺旋阵列的方式布置，且多个所述螺旋管(21)顺次串联而形成所述反应管(2)。2.根据权利要求1所述的管式反应器，其特征在于：当多个所述螺旋管(21)以螺旋的方式缠绕时，还包括芯轴(1)，且多个所述螺旋管(21)缠绕在所述芯轴(1)的外周，且在所述芯轴(1)的外周沿径向方向从内至外地排布成两层以上的结构形式。3.根据权利要求2所述的管式反应器，其特征在于：在每一层内也包括多个所述螺旋管(21)；和/或，在相邻的层之间的螺旋管(21)的缠绕方向相反；和/或，在垂直于流体流动方向的截面内、所述螺旋管被截为圆形、椭圆形或多边形；和/或，所述螺旋管的材料是钢材、哈氏合金、钛材中的至少一种；和/或，所述螺旋管的内壁和/或外壁上设置有沟槽。4.根据权利要求3所述的管式反应器，其特征在于：当在垂直于流体流动方向的截面内、所述螺旋管被截为圆形时：相邻的两层螺旋管(21)之间的最小间隙小于或等于所述螺旋管的直径的5倍，和/或，同层的两螺旋管(21)之间的最小间隙也小于等于所述螺旋管的直径的5倍；和/或，相邻两层螺旋管(21)之间还设置有隔板；和/或，所述螺旋管为圆管，且所述螺旋管的管径在φ3mm-φ32mm之间，所述螺旋管的厚度在0.6mm～1mm之间。5.根据权利要求1所述的管式反应器，其特征在于：所述反应管(2)还包括弯头(22)，所述弯头(22)设置于所述螺旋管(21)的轴线方向的一侧或两侧，且将两个所述螺旋管(21)进行连通。6.根据权利要求1-5中任一项所述的管式反应器，其特征在于：所述反应器还包括壳体(3)，所述反应管(2)设置于所述壳体(3)中，还包括设置在所述壳体(3)内的位于所述螺旋管(21)轴向一侧的第一多孔板(41)和位于所述螺旋管轴向另一侧的第二多孔板(42)，所述第一多孔板(41)、所述第二多孔板(42)均固定于所述壳体(3)的内壁上，使得所述第一多孔板(41)、所述第二多孔板(42)和所述壳体(3)之间形成供换热流体流动且能与所述螺旋管(21)之间换热的换热通道，所述第一多孔板(41)和所述第二多孔板(42)上均设置有多个贯穿区域、所述多个贯穿区域中的部分能够允许所述螺旋管(21)从中穿过；优选的另外部分贯穿区域能够允许换热流体从中流过，所述贯穿区域优选为孔。7.根据权利要求6所述的管式反应器，其特征在于：所述壳体(3)上连接设置有至少一个反应流体进口接管(51)和一个反应流体出口接管(52)，且所述螺旋管(21)能与所述反应流体进口接管(51)接通、且所述螺旋管(21)能与所述反应流体出口接管(52)接通；和/或，...

【专利技术属性】
技术研发人员：厉晓英，丁全有，杨茜，魏晓，张恭运，唐立星，魏猛，赵平，
申请(专利权)人：山东豪迈化工技术有限公司，山东豪迈机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37