一種新型漿態(tài)床反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種三相反應(yīng)器，尤其是涉及一種新型漿態(tài)床反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]漿態(tài)床反應(yīng)器廣泛用于如煤制油費托合成反應(yīng)等三相反應(yīng)過程中，有些反應(yīng)放熱強烈，需要內(nèi)部取熱，另外，漿態(tài)床反應(yīng)器放大過程中，往往會出現(xiàn)溫度分布不均勻，導(dǎo)致局部溫升過高、催化劑積碳或失活、以及反應(yīng)選擇性下降等不利后果，影響放大效果，因此漿態(tài)床反應(yīng)器結(jié)合換熱效率高效且均勻的換熱元件才能解決上述問題。
[0003]目前漿態(tài)床反應(yīng)器中的換熱元件形式包括:列管式、套管式、盤管式、蛇形管式、排管式和針型翅片管式等。排管式、繞管式、列管式及套管式換熱系數(shù)不高，換熱強度高時需要換熱元件的數(shù)量多且占用空間大；同時垂直列管易造成“煙囪”效應(yīng)，加速流體的軸向流動與循環(huán)，使速度梯度和氣含率梯度都隨列管密度和空塔氣速的增加而顯著增大，使流體返混加劇并形成氣體短路隱患；而針型翅片管雖然增加了橫向阻尼作用，削弱“煙囪”效應(yīng)，但同時增加了流體阻力，且針型翅片管制造工藝復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實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換熱效率高、溫度分布均勻、結(jié)構(gòu)簡單的新型漿態(tài)床反應(yīng)器。
[0005]本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0006]一種新型漿態(tài)床反應(yīng)器，包括反應(yīng)器殼體、換熱組件、氣體分布裝置和固液分離器，所述的換熱組件設(shè)置在反應(yīng)器殼體內(nèi)，其底部設(shè)有氣體分布裝置，頂部設(shè)有固液分離器，其特征在于，所述的換熱組件由多組換熱板對束組合而成。
[0007]所述的換熱板對束可以設(shè)置多組，各組換熱板對束上下設(shè)置。
[0008]所述的換熱板對束由多對換熱板對平行排布形成圓柱體狀，或按扇形、螺旋形或同心圓形式排布形成圓柱體狀；上下相鄰換熱板對束中的換熱板對排布方式相同或不同，不同組板對之間夾角變化范圍為0?90度。
[0009]所述的換熱板對由兩張板片通過焊接形成一個密閉的腔體，腔體內(nèi)部設(shè)有規(guī)則排布的焊接觸點，兩張板片在焊接觸點處接觸，使板片形成凹凸不平的表面，對冷卻或給熱介質(zhì)產(chǎn)生擾動；各換熱板對內(nèi)為板程，相鄰換熱板對之間裝填催化劑，為殼程；冷卻或給熱介質(zhì)走板程，反應(yīng)物系走殼程。
[0010]各換熱板對的入口通過對應(yīng)的分配支管與分配總管連接，各換熱板對的出口通過對應(yīng)的收集支管與收集總管連接，所述的分配總管與冷卻或給熱介質(zhì)入口連接，所述的收集總管與冷卻或給熱介質(zhì)出口連接。
[0011]各組換熱板對束的換熱板對的間距可根據(jù)放熱量的變化和換熱要求調(diào)整，所述的各換熱板對之間通過板對定距件定位。該板對定距件可以為設(shè)有多個卡口的長條形卡槽，換熱板對頂部或底部插入卡口中定位，相鄰換熱板對之間的距離，可通過調(diào)節(jié)換熱板對插入不同間距的卡口中來調(diào)節(jié)板對間的間距。
[0012]所述的多對換熱板對平行排布形成圓柱體狀的換熱板對束，換熱板對寬度按照反應(yīng)器橫截面弦長依次變化。該換熱板對束中的多對換熱板對高度相當(dāng)、寬度不同，平行豎直排列，由兩側(cè)向中間換熱板對的寬度逐漸增加形成截面呈圓形的換熱板對束，各換熱板對頂部和底部留有至少一個通口，各通口分別通過各自的垂直設(shè)置的分配總管或收集總管連接至其上方或下方的分配總管或收集總管，所述的分配總管和收集總管呈圓弧狀，設(shè)置在圓形換熱板對束兩端，分別與冷卻或給熱介質(zhì)入口和冷卻或給熱介質(zhì)出口連接，冷卻或給熱介質(zhì)入口和冷卻或給熱介質(zhì)出口的上下位置可對換，根據(jù)反應(yīng)需要設(shè)置。換熱板對束的板對定距件與板對垂直設(shè)置，平行排列，長度按照與換熱板對束相同的規(guī)律變化，截面形成圓面。
[0013]所述的多對換熱板對還可扇形排布，形成圓柱體狀的換熱板對束，各換熱板對形狀相同，沿反應(yīng)器橫截面半徑方向均勻排布，換熱板對束橫截面為放射狀，并在換熱板對底部設(shè)有圓環(huán)狀支撐件，頂部設(shè)有圓環(huán)狀換熱板定距件。各換熱板對頂部和底部留有至少一個通口，各通口分別通過各自的垂直設(shè)置的分配支管或收集支管連接至其上方或下方的分配總管或收集總管，所述的分配總管和收集總管呈圓弧狀，設(shè)置在圓形換熱板對束兩端，分別與冷卻或給熱介質(zhì)入口和冷卻或給熱介質(zhì)出口連接，冷卻或給熱介質(zhì)入口和冷卻或給熱介質(zhì)出口的上下位置可對換，根據(jù)反應(yīng)需要設(shè)置。所述的換熱板對束與攪拌器結(jié)合使用，該攪拌器的長柄穿過扇形換熱板對束的軸心空隙，攪拌器的葉片位于扇形換熱板對束底部，通過攪拌作用，以使催化劑徑向上均勻分布，同時有利于大氣泡破碎，形成小氣泡且小氣泡均勻分布。
[0014]所述的多對換熱板對還可同心圓形式排布，形成圓柱體狀的換熱板對束，多對換熱板對的直徑不同，層層包覆。各換熱板對頂部和底部留有至少一個通口，各通口分別通過各自的垂直設(shè)置的分配支管或收集支管連接至其上方或下方的分配總管或收集總管，所述的分配總管和收集總管上下平行，設(shè)置在圓形換熱板對束兩端截面直徑位置，分別與冷卻或給熱介質(zhì)入口和冷卻或給熱介質(zhì)出口連接，所述的冷卻或給熱介質(zhì)入口和冷卻或給熱介質(zhì)出口的上下位置可對換，根據(jù)反應(yīng)需要設(shè)置。該換熱板對束也與攪拌器結(jié)合使用，攪拌器的長柄通過同心圓換熱板對束的中心空隙，攪拌器的葉片位于同心圓換熱板對束底部。
[0015]上述反應(yīng)器中的工作原理如下:
[0016]氣體通過氣體分布裝置進入氣液固三相反應(yīng)區(qū)，整個換熱板對束浸沒在氣液固三相反應(yīng)區(qū)內(nèi)，換熱板對將整個反應(yīng)系統(tǒng)空間均勻分隔成若干個通道，由于換熱板對起到了有效的導(dǎo)流作用，使得流體均勻分布在整個空間中；此外，反應(yīng)系統(tǒng)空間的分隔也很大程度減少了液體物料的返混，大大提高了反應(yīng)結(jié)果的選擇性。
[0017]新型換熱板兩側(cè)同時加強換熱。冷卻或給熱介質(zhì)走換熱元件板程，通過焊接觸點連接處和凹凸的板程表面，加強了流體擾動，使其處于湍流，強化了移熱或給熱效率；反應(yīng)物系相當(dāng)于處于反應(yīng)器的殼程，同樣由于板對間的凹凸表面，加強了流體擾動，強化了換熱和傳質(zhì)。
[0018]另一方面，氣體通過分布器進入反應(yīng)系統(tǒng)后，由于換熱元件表面的不平整性，能在一定程度上使大氣泡破碎，形成小氣泡，由此增加了氣液相接觸表面積，同時強化了反應(yīng)過程和換熱過程。
[0019]結(jié)合攪拌器使用時，從反應(yīng)器底部進料的氣體和再生催化劑可以在新型板式組件下面的反應(yīng)器空間內(nèi)混合均勻，然后向上運動進入不同的新型板式板對間進行反應(yīng)與換熱，由于提前混合均勻，使得不同板對間，單位換熱面積承載的換熱量基本一致，整個反應(yīng)器內(nèi)熱量和濃度分布均勻，有利于保證穩(wěn)定的生產(chǎn)及設(shè)備向大型化發(fā)展。
[0020]當(dāng)采用軸向上多段換熱板束時，換熱板束的板對間距可根據(jù)反應(yīng)器不同高度熱負荷的不同進行調(diào)整，在反應(yīng)劇烈區(qū)域，板對排列緊密，使得熱量快速移走，在反應(yīng)末期時，板對排列稀疏，以節(jié)省反應(yīng)器空間；各段換熱板束的類型可以相同或者不同；相鄰段換熱板束的排列方向可以交叉，夾角變化范圍為0-90度，由于流道的改變，流體在兩段板束中間實現(xiàn)流體再混合，實現(xiàn)熱量和濃度的再分配，相當(dāng)于兩組或多組方向交叉的換熱板對束起到靜態(tài)混合器的效果，有利于反應(yīng)器徑向上傳熱和傳質(zhì)的均勻，進而提高反應(yīng)的選擇性和保證廣品性質(zhì)穩(wěn)定。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0022](1)換熱效率高、溫度分布均勻
[0023]觸點和凹凸不平的表面強化了兩側(cè)流體的擾動，使其流動方式由層流變?yōu)橥牧鳎岣邔α鱾鳠嵯禂?shù)，減小換熱板占用空間；且等間距的排列形式使反應(yīng)器內(nèi)溫度分布均勻，有利于提尚反應(yīng)的選擇性，保持催化劑的活性。