徑向氣冷反應器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種應用于氨合成、甲醇合成生產(chǎn)中的徑向氣冷反應器。
【背景技術(shù)】
[0002]甲醇合成反應為強放熱可逆反應，主要反應式
[0003]C0+2H2 = CH 30Η+ Δ Hr1
[0004]C02+3H2 = CH 30Η+Η20+ Δ HR2
[0005]ΔΗΚ1= -76519.5-49.2909T----------P132
[0006]Δ HR2= -37858.2-22.666T-------P132
[0007]反應是在裝有催化劑的反應器中進行的，現(xiàn)代甲醇催化劑為低壓低溫銅鋅鋁系，其壓力為4.0MPa?8.5MPa，210°C?280°C。由上可知，未反應氣必需先預熱至210°C，反應過程中放熱量大，溫度上升大，例如每反應1 % C0溫升32 °C，溫升不能過高，應控制在280 °C以內(nèi)。
[0008]甲醇合成工藝技術(shù)的核心是甲醇合成反應器的設(shè)計。⑶與仏生成甲醇的反應是強放熱反應，與H2、隊氣體合成氨比較，生成lmol甲醇比生成lmol氨放出的熱量幾乎要多一倍，而合成甲醇的銅系催化劑的使用溫度范圍只有50°C左右，合成氨的鐵系催化劑使用溫度范圍有120°C?150°C，因此一方面需要對待反應氣預熱至一定溫度，另一方面又需要快速移走反應熱，現(xiàn)有技術(shù)中需要采用不同的設(shè)備分別進行預熱和冷卻，需要耗費大量能源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]基于此，有必要提供一種能源利用率高、節(jié)能效果明顯的徑向氣冷反應器。
[0010]—種徑向氣冷反應器，包括外筒、氣冷系統(tǒng)、徑向反應筐和第一集氣管，所述徑向反應筐設(shè)于所述外筒內(nèi)，并于所述外筒和所述徑向反應筐之間形成間隙，所述氣冷系統(tǒng)包括進氣管、氣冷管和第二集氣管，所述進氣管和所述第二集氣管穿過所述外筒和所述徑向反應筐，所述氣冷管位于所述徑向反應筐內(nèi)并連通于所述進氣管和所述第二集氣管之間，所述第一集氣管部分設(shè)置于所述徑向反應筐內(nèi)，且一端伸出所述徑向反應筐和所述外筒外；所述外筒上開設(shè)有氣口，且所述徑向反應筐和所述第一集氣管側(cè)壁上均開設(shè)有通氣孔，以將氣體依次沿著基本垂直于所述外筒高度的方向在所述氣口、所述間隙、所述徑向反應筐和所述第一集氣管的方向或相反方向流動。
[0011]在本徑向氣冷反應器中，由于采用徑向反應筐，氣體從外筒和徑向反應筐之間的間隙從徑向反應筐側(cè)壁或從第一集氣管進入徑向反應筐，氣體阻力??；且反應過程中產(chǎn)生的熱量可被氣冷系統(tǒng)的未反應冷氣吸收，一方面對徑向反應筐內(nèi)的溫度冷卻，同時對未反應冷氣進行加熱，能源利用率高，節(jié)能效果明顯。
[0012]在其中一個實施例中，所述外筒包括頂部和底部，所述第一集氣管和所述進氣管穿過所述外筒的所述底部，所述第二集氣管穿過所述外筒的所述頂部。
[0013]在其中一個實施例中，所述氣冷系統(tǒng)包括依次連通的所述進氣管、分氣管、第一連通管、所述氣冷管、第二連通管和所述第二集氣管，所述氣冷管為回形結(jié)構(gòu)，且所述氣冷管包括進口和出口，所述進口和出口均位于所述氣冷管的中部，且相互間隔設(shè)置。
[0014]在其中一個實施例中，所述氣冷管包括上管和下管，所述上管和所述下管分別包括進口和出口，所述上管的進口和所述下管的進口連通，所述上管的出口和所述下管的出口連通。
[0015]在其中一個實施例中，所述上管和所述下管均為U形管，所述上管和所述下管對接形成所述回形結(jié)構(gòu)。
[0016]在其中一個實施例中，所述上管和所述下管為對稱結(jié)構(gòu)，所述上管和所述下管的所述進口和所述出口均位于所述氣冷管的中點處。
[0017]在其中一個實施例中，所述氣冷系統(tǒng)還包括連通于所述第一連通管和所述氣冷管的所述進口之間的第一環(huán)管，多個所述氣冷管連接所述第一環(huán)管。
[0018]在其中一個實施例中，所述氣冷系統(tǒng)還包括連通于所述第二連通管和所述氣冷管的所述出口之間的第二環(huán)管，多個所述氣冷管連接所述第二環(huán)管。
[0019]在其中一個實施例中，所述徑向反應筐中部設(shè)置有容納腔，所述第一環(huán)管和所述第二環(huán)管容納于所述容納腔內(nèi)。
[0020]在其中一個實施例中，所述氣冷系統(tǒng)包括多個第一環(huán)管、多個分別與所述多個第一環(huán)管連通的第一連通管、多個第二環(huán)管及多個分別與所述多個第二環(huán)管連通的第二連通管，多個所述第一環(huán)管和多個所述第二環(huán)管同心設(shè)置于容納腔內(nèi)。
[0021]在其中一個實施例中，所述徑向反應筐和/或所述第一集氣管包括筒體和透氣板，所述通氣孔包括貫通所述筒體的第一通氣孔和貫通所述透氣板的第二通氣孔，所述第二通氣孔與所述第一通氣孔相互連通，且所述第二通氣孔的總截面積大于所述第一通氣孔的總截面。
[0022]在其中一個實施例中，所述筒體的所述第一通氣孔包括敞開孔和收攏孔，所述敞開孔大于所述收攏孔，所述收攏孔較所述敞開孔靠近所述透氣板；所述透氣板的所述第二通氣孔包括上孔和下孔，所述上孔較所述下孔靠近所述筒體，且所述上孔的尺寸小于所述下孔。
[0023]在其中一個實施例中，所述筒體和所述透氣板間隔設(shè)置從而在其間形成縫隙，所述縫隙連通所述第一通氣孔和所述第二通氣孔；所述徑向反應筐和/或所述第一集氣管還可以包括間隔環(huán)，所述間隔環(huán)密封地設(shè)于所述筒體和所述透氣板之間，將所述筒體和所述透氣板之間的所述縫隙間隔成多個區(qū)間，所述徑向反應筐和/或所述第一集氣管還可以包括所述篩網(wǎng)，所述篩網(wǎng)設(shè)置在所述透氣板遠離所述筒體的一側(cè)。
【附圖說明】
[0024]圖1為一實施方式的氣冷反應器的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0025]圖2為圖1所示氣冷反應器的氣冷系統(tǒng)的氣冷管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為圖1所不氣冷反應器的外筒和徑向反應筐的局部結(jié)構(gòu)不意圖；
[0027]圖4為圖1所示氣冷反應器的第一集氣管的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖5為另一實施例的第一集氣管的第一通氣孔的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0029]為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳的實施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0030]需要說明的是，當元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。
[0031]請參閱圖1，本發(fā)明一實施例的氣冷反應器包括外筒10、氣冷系統(tǒng)50、徑向反應筐70和第一集氣管80。
[0032]在本具體實施例中，外筒10為中空筒狀，其包括頂部101和底部103。更具體地，外筒10中部為圓筒狀，頂部101和底部103均為半球狀或橢圓狀。外筒10的頂部101設(shè)有裝料孔，外筒10的底部103設(shè)有卸料孔。外筒10上還開設(shè)有氣口 104，以將已預熱的待反應氣輸入外筒10。
[0033]氣冷系統(tǒng)50包括進氣管51、分氣管52、分氣環(huán)53、第一連通管54、第一環(huán)管55、第二環(huán)管56、氣冷管57、第二連通管58和第二集氣管59。
[0034]進氣管51設(shè)于外筒10的底部103，并穿過外筒10和徑向反應筐70內(nèi)，通過進氣管51與其他設(shè)備連通以輸入未反應冷氣。
[0035]分氣管52位于徑向反應筐70內(nèi)，且連通于進氣管51和分氣環(huán)53之間，以將從進氣管51輸入的未反應冷氣輸入分氣環(huán)53。具體地，分氣管52可為多個，多個分氣管52分別與進氣管51連通以將未反應冷氣均勻分散。
[0036]分氣環(huán)53位于徑向反應筐70內(nèi)，且連通于分氣管52和第一連通管54之間，且分氣環(huán)53為環(huán)狀，這樣，即使分氣管52的數(shù)量為一個，由于分氣環(huán)53為環(huán)狀，分氣環(huán)53可與多個第一連通管54連通，將未反應冷氣輸送至多個第一連通管54?？梢岳斫猓謿猸h(huán)53也可省略，使分氣管52和第一連通管54直接連通。
[0037]第一