一种高温反应器及应用该高温反应器的化工系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种高温反应器及应用该高温反应器的化工系统，包括：内筒（2）设于外壳（1）的内部，并且内筒（2）的外壁与外壳（1）的内壁之间设有间隙气流通道（3）；内筒（2）的内部由上至下设有催化剂床层（5）和换热管（6）；外壳进气口（11）通过间隙气流通道（3）与内筒进气口（21）连通；外壳出气口（12）与内筒出气口（22）连通。本实用新型专利技术通过将用于强放热反应的部件和用于冷却的部件都集成到内筒（2）中，不仅缩小了高温反应器的体积，减少了设备用材，降低了系统阻力降，实现了节能，而且能够使高温反应器所排出物质的温度大幅下降，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。（*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】本技术公开了一种高温反应器及应用该高温反应器的化工系统，包括：内筒（2）设于外壳（1）的内部，并且内筒（2）的外壁与外壳（1）的内壁之间设有间隙气流通道（3）；内筒（2）的内部由上至下设有催化剂床层（5）和换热管（6）；外壳进气口（11）通过间隙气流通道（3）与内筒进气口（21）连通；外壳出气口（12）与内筒出气口（22）连通。本技术通过将用于强放热反应的部件和用于冷却的部件都集成到内筒（2）中，不仅缩小了高温反应器的体积，减少了设备用材，降低了系统阻力降，实现了节能，而且能够使高温反应器所排出物质的温度大幅下降，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。【专利说明】一种高温反应器及应用该高温反应器的化工系统
本技术涉及化工
，尤其涉及一种高温反应器及应用该高温反应器的化工系统。
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
为了解决上述现有技术中的问题，本技术提供了一种高温反应器及应用该高温反应器的化工系统，不仅缩小了高温反应器的体积，而且能够使高温反应器所排出物质的温度大幅下降，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。本技术的目的是通过以下技术方案实现的:一种高温反应器,包括:夕卜壳I和内筒2 ;内筒2设于外壳I的内部，并且内筒2的外壁与外壳I的内壁之间设有间隙气流通道3 ；内筒2的内部由上至下设有催化剂床层5和换热管6 ;内筒2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 ;内筒进气口 21的所在高度高于催化剂床层5的底部的所在高度；内筒出气口 22的所在高度低于换热管6的底部的所在高度；外壳I的底部设有外壳进气口 11和外壳出气口 12 ;外壳进气口 11通过间隙气流通道3与内筒进气口 21连通；外壳出气口 12与内筒出气口 22连通；原料气体依次流经外壳进气口 11、间隙气流通道3和内筒进气口 21后进入内筒2的内部，并在催化剂床层5的催化作用下生成反应后的产品气；反应后的产品气流经换热管6进行热量交换，并依次穿过内筒出气口 22和外壳出气口 12后排出。优选地，内筒2的内部设有封头4 ;该封头4将内筒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上设有将内筒上部腔体23和内筒下部腔体24连通的气体连通管41 ；催化剂床层5设于内筒上部腔体23中；换热管6设于内筒下部腔体24中。优选地，外壳I的侧壁上设有换热管进水口 61 ;该换热管进水口 61依次穿过外壳I和内筒2，并与设于内筒下部腔体24中的换热管6连通；外壳I的顶部设有换热管出水口 62 ;所述的封头4为水夹套结构；设于内筒下部腔体24中的换热管6与封头4连通，并且通过封头4与换热管出水口 62连通。优选地，外壳I的内部设有支撑件13 ;内筒2通过支撑件13设置于外壳I的内部。优选地，还包括:测温装置7 ;该测温装置7由外壳I的顶部伸入到内筒2的内部，以测量该高温反应器的反应温度。优选地，所述的内筒进气口 21包括多个进气孔；这些进气孔分布在内筒2的顶部，和/或，与内筒上部腔体23相对应的内筒2的侧壁上。优选地，所述的气体连通管41上设有多个通气孔；这些通气孔分布在气体连通管41的两端及侧壁上，并且至少一个通气孔位于内筒上部腔体23、至少一个通气孔位于内筒下部腔体24 ；该气体连通管41的顶部所在高度高于催化剂床层5的底部所在高度，并且低于催化剂床层5的顶部所在高度；该气体连通管41的顶部与催化剂床层5的顶部之间至少存在IOmm的高度差；该气体连通管41的底部所在高度高于换热管6的顶部所在高度。优选地，还包括:加热体8 ;该加热体8由外壳I的顶部伸入到设于内筒2内部的加热区9 ;该加热区9位于催化剂床层5的上方；所述的内筒进气口 21设于内筒2的顶部。优选地，所述的气体连通管41上设有至少两个通气孔，并且至少一个通气孔位于内筒上部腔体23、至少一个通气孔位于内筒下部腔体24 ；该气体连通管41的顶部伸入到催化剂床层5的长度至多为300mm ；该气体连通管41的底部所在高度高于换热管6的顶部所在高度。—种化工系统，包括:上述技术方案中所述的高温反应器A、汽包B和循环泵C ;所述的高温反应器A包括外壳进气口 11、外壳出气口 12、换热管进水口 61和换热管出水口 62 ;原料气101通过外壳进气口 11流入该高温反应器A，反应后的产品气102通过外壳出气口 12由该高温反应器A流出；该高温反应器A的换热管进水口 61分别与循环泵C的出水口和汽包B的出水口连通；该高温反应器A的换热管出水口 62与汽包B的进水口连通；循环泵C的进水口与汽包B的出水口连通；换热管进水口 61与汽包B的出水口之间设有补水用入水口，和/或，循环泵C的进水口与汽包B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，本技术实施例所提供的高温反应器将催化剂床层5和换热管6均设置在了内筒2的内部，并且未使用法兰、垫片、紧固件等部件，还能够使内筒进气口 21和内筒出气口 22的温度均在100?300°C之间，因此该高温反应器能够缩小高温反应器的体积，而且能够使高温反应器所排出物质的温度大幅下降，从而为后续加工流程中生产设备的产品选型和加工制造创造了有利条件。同时，该高温反应器通过气冷来降低内筒2的外壁的温度，使外壳I不受高温，因此外壳I无需使用耐火材料，节约了成本。【专利附图】【附图说明】为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本技术实施例提供的高温反应器的结构示意图一；图2为本技术实施例提供的高温反应器的结构示意图二 ；图3为本技术实施例提供的应用该高温反应器的化工系统的结构示意图。【具体实施方式】下面结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温反应器，其特征在于，包括：外壳（1）和内筒（2）；内筒（2）设于外壳（1）的内部，并且内筒（2）的外壁与外壳（1）的内壁之间设有间隙气流通道（3）；内筒（2）的内部由上至下设有催化剂床层（5）和换热管（6）；内筒（2）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）；内筒进气口（21）的所在高度高于催化剂床层（5）的底部的所在高度；内筒出气口（22）的所在高度低于换热管（6）的底部的所在高度；外壳（1）的底部设有外壳进气口（11）和外壳出气口（12）；外壳进气口（11）通过间隙气流通道（3）与内筒进气口（21）连通；外壳出气口（12）与内筒出气口（22）连通；原料气体依次流经外壳进气口（11）、间隙气流通道（3）和内筒进气口（21）后进入内筒（2）的内部，并在催化剂床层（5）的催化作用下生成反应后的产品气；反应后的产品气流经换热管（6）进行热量交换，并依次穿过内筒出气口（22）和外壳出气口（12）后排出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王志远，赵正绪，刘延斌，彭良华，兰玉顺，张欢迎，李会，
申请(专利权)人：北京华福工程有限公司，
类型：实用新型
国别省市：