催化反应器制造技术

本实用新型专利技术提供了催化反应器。该催化反应器包括：T层催化反应单元，T≥1，每层催化反应单元包括：反应器本体，由结构框架支撑的金属板所围成；催化剂床层，竖直设置于反应器本体内，催化剂移动方向被设置为竖直方向；换热管，水平设置于催化剂床层内，其进口端和出口端设置于所述反应器本体的侧面。本实用新型专利技术中，催化剂进、出料和换热管进、出口的连接相互错开，在操作和维修上都比较方便。在操作和维修上都比较方便。在操作和维修上都比较方便。

【技术实现步骤摘要】
催化反应器


[0001]本技术涉及化工、能源、环保等领域，尤其涉及一种催化反应器。

技术介绍

[0002]随着我国大气污染防治工作的不断深入，常规大气污染物都得到了有效治理，环境质量得以改善。与此同时，一些非常规污染物的排放(如：CO、逃逸氨、VOCs等)也逐渐引起关注。一氧化碳(CO)因其极易与血液中运载氧的血红蛋白相结合，在极低浓度时能使人或动物遭到缺氧性伤害，甚至窒息死亡，因此成为重点关注的对象。
[0003]在现有干熄焦工艺中，预存室常用放散烟气中CO浓度平均达3％(37500mg/Nm3)，有时高达7％(87500mg/Nm3)。根据唐山市生态环境局颁布的《关于进一步加强一氧化碳排查整治的通知》，要求增上治理设施后外排烟气CO排放浓度低于2500mg/Nm3。故需要对干熄焦炉预存室常用放散烟气进行CO治理。
[0004]当前，烟气中CO的末端治理技术主要有：直接燃烧法、深冷分离法、溶液吸收法、吸附法和催化氧化燃烧法等。除催化氧化燃烧法外，上述技术存在起燃温度高，难以被直接燃烧，不能有效分离CO和N2，处理成本高，能耗高，能量损失等问题。催化氧化燃烧法是目前处理CO最高效节能的处理方法。
[0005]催化氧化燃烧法最大的难题是反应撤热。干熄焦常用放散烟气中的CO的催化氧化燃烧会释放大量热量，使催化剂床层温度升高。最大工况下，催化氧化燃烧后床层温度可达700～800℃，高温会造成设备选材难、催化剂高温失活、排烟温度高等问题。
[0006]在实现本技术的过程中，申请人发现传统催化氧化燃烧设备结构设计不合理，各种功能相互干涉，造成操作和维修上的不便。

技术实现思路

[0007](一)要解决的技术问题
[0008]有鉴于此，本技术期望至少部分解决上述技术问题中的其中之一。
[0009](二)技术方案
[0010]为了实现如上目的，本技术提供了一种催化反应器。该催化反应器包括：T层催化反应单元，T≥1，每层催化反应单元包括：反应器本体，由结构框架支撑的金属板所围成；催化剂床层，竖直设置于反应器本体内，催化剂移动方向被设置为竖直方向；换热管，水平设置于所述催化剂床层内，其进口端和出口端设置于所述反应器本体的侧面。
[0011]在本技术的一些实施例中，催化反应单元还包括：保护剂床层，竖直设置于反应器本体内，催化剂床层的上游侧。
[0012]在本技术的一些实施例中，催化反应单元包括：沿气体流动方向依次设置的第一结构层、第二结构层、第三结构层，三者固定于反应器本体内，气体进口和气体出口之间，三结构层两两相互平行设置；其中，第一结构层和第二结构层之间形成保护剂床层；第二结构层和第三结构层之间形成催化剂床层；其中，第一结构层、第二结构层、第三结构层
由百叶窗、板网或孔板制成，其被设置为气体可通过，而内部的固体物料不可通过。
[0013]在本技术的一些实施例中，T≥2；T层催化反应单元在竖直方向上叠置，相邻催化反应单元的反应器本体和催化剂床层相互对齐，T层的催化剂床层上下连通为一整体的催化剂床层。
[0014]在本技术的一些实施例中，在运输状态，T层催化反应单元中的每层催化反应单元分离设置；在工作状态，T层催化反应单元在竖直方向上叠置，相邻催化反应单元的反应器本体的结构框架通过焊接、栓接或铆接方式固定。
[0015]在本技术的一些实施例中，换热管为U型管；在同一催化反应单元中，换热管的两端穿出反应器本体的同一侧；在T层催化反应单元中，相邻催化反应单元换热管两端的朝向相反。
[0016]在本技术的一些实施例中，同一催化反应单元的换热管在反应器本体内呈长方形排列；T层催化反应单元的换热管在竖直方向上对齐。
[0017]在本技术的一些实施例中，还包括：气液分离器；催化反应单元还包括：自上而下的N层换热管，每层换热管包括M根换热管，N≥1，M≥2；M个竖向布置的下降集箱，对于一下降集箱而言，其上游侧通过冷却液下降管连接至气液分离器，其下游侧连接至相应换热管的进口端；M个竖向布置的上升集箱，对于一上升集箱而言，其上游侧连接至相应换热管的出口端，其下游侧通过汽水混合物上升管连接至气液分离器。
[0018]在本技术的一些实施例中，同一催化反应单元中，M根下降集箱合并为一根下降主管，气液分离器通过同一根冷却液下降管连接至下降主管。
[0019]在本技术的一些实施例中，同一催化反应单元中，M根上升集箱合并为一根上升主管，上升主管通过同一根汽水混合物上升管连接至气液分离器。
[0020]在本技术的一些实施例中，催化反应单元还包括：循环泵，设置于汽水混合物上升管或冷却液下降管的管路中。
[0021]在本技术的一些实施例中，反应器本体呈长方体形状。
[0022]在本技术的一些实施例中，T层催化反应单元的催化剂床层相互连通，最上层催化剂床层的上方设置有催化剂进料口，最下层催化剂床层的下方设置有催化剂出料口；催化剂进料口上方设置有电动葫芦，催化剂出料口设置出料锥与旋转阀。
[0023]在本技术的一些实施例中，在T层催化反应单元其中之一的催化剂床层上游侧设置有气体进口，在T层催化反应单元其中之一的催化剂床层下游侧设置有气体出口，催化反应单元的结构框架为金属材质，气体进口和气体出口均具有金属加固结构，该金属加固结构与相应催化反应单元反应器本体的金属结构框架焊接固定。
[0024]在本技术的一些实施例中，催化反应器用于CO的催化氧化燃烧，或CO和H2的同时催化燃烧。
[0025](三)有益效果
[0026]从上述技术方案可知，本技术相对于现有技术至少具有以下有益效果之一：
[0027](1)将反应器本体设置为长方体形状，催化剂床层竖直设置，换热管水平设置，其进口端和出口端设置在反应器本体的侧面。
[0028]如此设置，催化剂进、出料和换热管进、出口的连接相互错开，避免干涉，在操作和维修上都比较方便。同时，反应器本体上方更可作为装剂平台，方便了用户操作。
[0029](2)在催化剂床层的上游侧设置有保护剂床层，保护剂对烟气进行预处理，去除烟气中对催化剂有影响的成分，以延长催化剂的使用寿命。
[0030](3)通过反应器本体内的百叶窗、板网或者孔板形成容置催化剂、保护剂的床层，结构简单、成本低廉。
[0031](4)由T≥两层的催化反应单元叠置组装形成催化反应器，避免了单个催化反应器体积过于庞大而造成的制作、运输和维修上的不便，并且可以根据需要来确定或者调整催化反应单元的数目，在生产上更加的灵活和方便。
[0032](5)换热管采用U型管，其进口端和出口端穿出反应器本体，处于反应器本体的同一侧。换热管端部集箱置于反应器外部，不易损坏，便于检修。
[0033]相邻催化反应器单元的换热管朝向不同的方向，更有利于设备组装时管路的连接，后续运行阶段的故障排除也较为容易。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种催化反应器，其特征在于，包括：T层催化反应单元，T≥1，每层催化反应单元包括：反应器本体，由结构框架支撑的金属板所围成；催化剂床层，竖直设置于所述反应器本体内，催化剂移动方向被设置为竖直方向；换热管，水平设置于所述催化剂床层内，其进口端和出口端设置于所述反应器本体的侧面。2.根据权利要求1所述的催化反应器，其特征在于，所述催化反应单元还包括：保护剂床层，竖直设置于所述反应器本体内，所述催化剂床层的上游侧。3.根据权利要求2所述的催化反应器，其特征在于，所述催化反应单元包括：沿气体流动方向依次设置的第一结构层、第二结构层、第三结构层，三者固定于所述反应器本体内，气体进口和气体出口之间，三结构层两两相互平行设置；其中，所述第一结构层和第二结构层之间形成所述保护剂床层；所述第二结构层和第三结构层之间形成所述催化剂床层；其中，所述第一结构层、第二结构层、第三结构层由百叶窗、板网或孔板制成，其被设置为气体可通过，而内部的固体物料不可通过。4.根据权利要求1所述的催化反应器，其特征在于，T≥2；T层催化反应单元在竖直方向上叠置，相邻催化反应单元的反应器本体和催化剂床层相互对齐，T层的催化剂床层上下连通为一整体的催化剂床层。5.根据权利要求4所述的催化反应器，其特征在于，在运输状态，所述T层催化反应单元中的每层催化反应单元分离设置；在工作状态，所述T层催化反应单元在竖直方向上叠置，相邻催化反应单元的反应器本体的结构框架通过焊接、栓接或铆接方式固定。6.根据权利要求4所述的催化反应器，其特征在于，所述换热管为U型管；在同一催化反应单元中，换热管的两端穿出反应器本体的同一侧；在T层催化反应单元中，相邻催化反应单元换热管两端的朝向相反。7.根据权利要求6所述的催化反应器，其特征在于，同一催化反应单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍强，于春林，张军，马奉瑞，王卫，安淑凤，
申请(专利权)人：北京予知环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：