一種板式換熱反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種板式換熱反應(yīng)器，尤其是涉及一種新型高效板式換熱反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的熱效應(yīng)一般會(huì)對(duì)反應(yīng)結(jié)果產(chǎn)生較大的影響，特別是強(qiáng)放熱和強(qiáng)吸熱反應(yīng)，所以在反應(yīng)進(jìn)行的同時(shí)要進(jìn)行換熱，以便很好的控制反應(yīng)，得到較好的結(jié)果。目前化工行業(yè)中，特別是煤化工行業(yè)，產(chǎn)品裝置的規(guī)模都有最低限制并且越來(lái)越大，所以如何優(yōu)化反應(yīng)器內(nèi)的換熱網(wǎng)絡(luò)并且擴(kuò)大化成為很關(guān)鍵的過(guò)程因素。目前，關(guān)于各類反應(yīng)器中，換熱系統(tǒng)的設(shè)置一般根據(jù)反應(yīng)物系的狀態(tài)進(jìn)行分類。如氣-固相反應(yīng)中，固定床反應(yīng)器一般將催化劑置于直管內(nèi)，殼程通換熱流體進(jìn)行換熱；流化床反應(yīng)器一般在反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置通有換熱流體的直管或繞管進(jìn)行換熱；氣_液兩相或者氣-液-固三相反應(yīng)中，通常內(nèi)置接觸式直管或繞管換熱元件；常見的反應(yīng)釜采用釜外半管、夾套等形式進(jìn)行換熱。
[0003]以上這些反應(yīng)器的換熱形式，由于常規(guī)的換熱管內(nèi)流體為層流，能達(dá)到的傳熱系數(shù)較低，并不能真正有效解決換熱需求，特別是在一些強(qiáng)吸熱及強(qiáng)放熱反應(yīng)中，這種傳熱面設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)在有限的時(shí)間和空間內(nèi)傳熱效果并不理想，同時(shí)也會(huì)限制反應(yīng)催化劑的高產(chǎn)性能，并且不利于放大；另一方面，由于管子數(shù)量較多，制造工藝比較復(fù)雜，使用過(guò)程中檢修與維護(hù)比較困難。
[0004]中國(guó)專利ZL 201210407063.X公開了一種工業(yè)板式反應(yīng)器，所述反應(yīng)器的催化劑床層內(nèi)設(shè)氣體再分布器，將催化反應(yīng)床層分為外反應(yīng)區(qū)和內(nèi)反應(yīng)區(qū)；所述反應(yīng)器的換熱裝置為預(yù)制成組的換熱板和冷管；換熱板組在催化劑床層內(nèi)的排列方式為:沿催化劑床層徑向放置并且沿著同心的扇形排開，或者垂直于催化劑床層徑向近似于同心圓排列；該反應(yīng)器用于羰化耦聯(lián)生產(chǎn)草酸酯，可以克服其單臺(tái)反應(yīng)器催化劑裝填量小，壓降大、大規(guī)模生產(chǎn)需要臺(tái)數(shù)多等缺點(diǎn)。且可以提高催化劑利用系數(shù)和反應(yīng)器容積利用率、增大了催化劑裝填量、提高反應(yīng)器生產(chǎn)能力、節(jié)省裝置設(shè)備投資，降低運(yùn)行費(fèi)用。但是該反應(yīng)器存在以下不足:
[0005]I)設(shè)備構(gòu)造較多，導(dǎo)致影響因素較多，不利于控制換熱對(duì)反應(yīng)的影響；
[0006]2)換熱設(shè)備為換熱板和冷管組合，且換熱板上有翅片，物料流動(dòng)區(qū)域變化較大，相對(duì)于本新型板式換熱反應(yīng)器單獨(dú)采用較通透的新型板片，壓降必然較大；
[0007]3)板和冷管組成的換熱空間裝填催化劑，催化劑裝卸不方便且裝填量有限；
[0008]4)制造工藝復(fù)雜，維修不方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種結(jié)構(gòu)調(diào)整靈活、換熱效率高、成本低、清洗方便的板式換熱反應(yīng)器。
[0010]本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):一種板式換熱反應(yīng)器，該反應(yīng)器包括反應(yīng)器殼體、物料分布器、板式換熱元件組成；所述的反應(yīng)器殼體包括至少一個(gè)反應(yīng)物料進(jìn)口和一個(gè)反應(yīng)產(chǎn)物出口、至少一個(gè)換熱介質(zhì)進(jìn)口和換熱介質(zhì)出口，所述的物料分布器根據(jù)反應(yīng)性質(zhì)設(shè)置在反應(yīng)器頂部或者底部，其特征在于，所述的板式換熱元件包括換熱板對(duì)、換熱介質(zhì)進(jìn)出盤管和分配管，所述的換熱板對(duì)設(shè)有多對(duì)，每對(duì)換熱板對(duì)兩端分別通過(guò)分配管連接換熱介質(zhì)進(jìn)出盤管，所述的換熱介質(zhì)進(jìn)盤管連接換熱介質(zhì)進(jìn)出口，所述的換熱板對(duì)內(nèi)形成介質(zhì)流通的板程腔體，相鄰換熱板對(duì)及其與反應(yīng)器殼體之間形成流通反應(yīng)物的殼程腔體。
[0011]所述的換熱板對(duì)由兩塊金屬板通過(guò)多點(diǎn)焊接形成可供換熱介質(zhì)進(jìn)行換熱的板程腔體的部件，其兩端設(shè)有通口分別連接分配管。
[0012]所述的換熱板對(duì)由兩個(gè)金屬板片通過(guò)多點(diǎn)焊接沖壓后成型，四周滾邊焊密封，僅在兩端各留一通口，兩通口分別通過(guò)分配管連接至換熱介質(zhì)進(jìn)出盤管。
[0013]所述的換熱板對(duì)上均勻設(shè)置了多個(gè)焊接觸點(diǎn)，多個(gè)焊接觸點(diǎn)交錯(cuò)設(shè)置，觸點(diǎn)密度為200?5000個(gè)/ m2，觸點(diǎn)間距為20?100mm。
[0014]多對(duì)換熱板對(duì)平行設(shè)置，其底部設(shè)置在支撐件上，頂部設(shè)有控制各換熱板對(duì)間間距的換熱板定距件。
[0015]所述的多對(duì)換熱板對(duì)高度相當(dāng)、寬度不同，平行排列，由兩側(cè)向中間換熱板對(duì)的寬度逐漸增加形成截面呈圓形的換熱主體，各換熱板對(duì)頂部和底部留有至少一個(gè)通口，該通口連通分配管。
[0016]所述的各換熱板對(duì)頂部和底部?jī)啥烁髁粲幸粋€(gè)通口，各通口分別通過(guò)一垂直設(shè)置的分配管連接至其上方或下方的換熱介質(zhì)進(jìn)出盤管，換熱介質(zhì)進(jìn)出盤管呈圓弧狀，設(shè)置在圓形換熱主體上下兩端。
[0017]所述的圓弧狀換熱介質(zhì)進(jìn)出盤管的圓心角的角度為10?170度，優(yōu)選30?60度，各圓弧狀換熱介質(zhì)進(jìn)出盤管與其側(cè)部和底部對(duì)應(yīng)的圓弧狀換熱介質(zhì)進(jìn)出盤管將換熱主體分成小的換熱組件，便于安裝和拆卸。
[0018]所述的支撐件為設(shè)置在多對(duì)換熱板對(duì)底部的長(zhǎng)條形卡槽a，該卡槽a上設(shè)有多個(gè)卡□ a ;
[0019]所述的換熱板定距件為設(shè)置在多對(duì)換熱板對(duì)頂部的長(zhǎng)條形卡槽b，該卡槽b上設(shè)有對(duì)個(gè)卡口 b ;
[0020]各換熱板對(duì)底部插入卡口 a中，頂部插入對(duì)應(yīng)的卡口 b中，通過(guò)調(diào)整換熱板對(duì)在卡口 a和卡口 b中的位置，調(diào)節(jié)換熱板對(duì)的間距。
[0021]所述的支撐件設(shè)置2?10根，均勻平行設(shè)置在多對(duì)換熱板對(duì)底部；所述的換熱板定距件的數(shù)量多至少I根，均勻平行設(shè)置在多對(duì)換熱板對(duì)頂部。
[0022]所述的板式換熱元件還包括中心集氣管，所述的分配管包括內(nèi)分布筒和外分布筒，所述的內(nèi)分布筒包覆在所述中心集氣管周圍，所述的換熱板對(duì)設(shè)置在內(nèi)分布筒和外分布筒之間，并在換熱板對(duì)底部設(shè)有圓環(huán)狀支撐件，頂部設(shè)有圓環(huán)狀換熱板定距件。
[0023]所述的換熱板對(duì)垂直于中心集氣管設(shè)置，多對(duì)換熱板對(duì)呈射線狀均勻分布在所述內(nèi)分布筒上。
[0024]所述的換熱板對(duì)由兩塊金屬平板或金屬曲線板通過(guò)多個(gè)焊點(diǎn)，焊接沖壓后成型，四周滾邊焊密封，每個(gè)換熱板對(duì)留有兩個(gè)通口通過(guò)接管與上下兩個(gè)分配管連接；當(dāng)換熱板對(duì)由金屬曲線板焊接而成使，多個(gè)換熱板對(duì)沿同一彎曲方向設(shè)置，形成葉輪狀的換熱主體。
[0025]所述的換熱板對(duì)與所述中心集氣管呈同心圓設(shè)置，多對(duì)換熱板對(duì)的直徑不同，層層包覆在所述中心集氣管外。
[0026]所述的換熱板對(duì)由兩塊環(huán)形金屬板或者圓弧形金屬板通過(guò)多個(gè)焊點(diǎn)，焊接沖壓后成型，四周滾邊焊密封，每個(gè)換熱板對(duì)留有兩個(gè)通口通過(guò)接管與上下兩個(gè)分配管連接。
[0027]所述的反應(yīng)器殼體上反應(yīng)物料進(jìn)口和反應(yīng)產(chǎn)物出口根據(jù)反應(yīng)特性以及物料組成相態(tài)確定個(gè)數(shù)和分布，換熱介質(zhì)進(jìn)口和換熱介質(zhì)出口的數(shù)量根據(jù)換熱單元的個(gè)數(shù)而定。
[0028]所述的物料分布器根據(jù)參與反應(yīng)的物料相態(tài)而定，當(dāng)反應(yīng)物料有氣相參與時(shí)，分布器型式為多孔板、噴嘴或多孔管。
[0029]所述的板式換熱元件上設(shè)有防止震動(dòng)的斜穿構(gòu)