本申请涉及能源及化工反应设备,具体涉及一种列管式反应器。
背景技术:
1、列管式反应器是化学工业中常用的设备,被广泛应用于对二氧化碳加氢制取甲醇,也可以用于氨合成、一氧化碳变换、有机化合物加氢、二甲醚合成、液体燃料合成、环氧乙烷合成等可逆放热催化反应中。
2、相关技术中,二氧化碳和氢可以在列管式反应器的换热管内与催化剂发生反应,以生成甲醇和水。然而,二氧化碳和氢与催化剂的反应不够充分,化学反应动力学速率较低,容易导致甲醇的转化率较低。
技术实现思路
1、本申请提供一种列管式反应器,可以解决现有技术中甲醇转化率较低的问题。
2、本申请提供一种列管式反应器,其包括:
3、沿竖直方向向下,依次设置有上管箱、绝热管箱、立式筒体和下管箱,所述上管箱、绝热管箱、立式筒体和下管箱相互连通,所述绝热管箱内设有预反应催化剂,所述立式筒体内设有合成催化剂;
4、其中,原料气自所述上管箱进入并依次经过所述绝热管箱和所述立式筒体,所述原料气与所述预反应催化剂在所述绝热管箱内预反应后进入所述立式筒体,所述原料气在所述立式筒体内与所述合成催化剂反应。
5、本申请提供的列管式反应器,列管式反应器可以设有绝热管箱。二氧化碳和氢可以在绝热管箱内先进行预反应而生成部分甲醇,然后再进入立式筒体内进行反应以生成甲醇和水,从而可以在预反应阶段先生成部分甲醇以提高甲醇的制取率。
6、根据本申请的一个实施例,沿竖直方向,所述绝热管箱与所述立式筒体之间具有匀气空间,所述原料气在所述绝热管箱预反应后生成的混合气在所述匀气空间内填充均匀并进入所述立式筒体。
7、根据本申请的一个实施例,所述绝热管箱包括支撑栅板,所述支撑栅板用于支撑所述预反应催化剂,且所述支撑栅板设有多个通气孔。
8、根据本申请的一个实施例,所述立式筒体内设有换热管,所述换热管内设有所述合成催化剂,所述换热管与所述匀气空间相连通,所述匀气空间内的所述混合气在所述换热管内与所述合成催化剂反应。
9、根据本申请的一个实施例,沿竖直方向,所述换热管具有靠近所述下管箱的第一开口,所述换热管内设有支撑件,所述支撑件位于所述换热管的所述第一开口。
10、根据本申请的一个实施例,所述支撑件为锥形弹簧,沿所述竖直方向,所述锥形弹簧的大半径端靠近所述换热管设有所述第一开口的端部。
11、根据本申请的一个实施例,所述换热管的数量为多个,多个所述换热管的外壁和所述立式筒体的内壁之间形成壳程,所述壳程内设有移热介质。
12、根据本申请的一个实施例,所述立式筒体包括外壳,所述外壳设有介质入口和介质出口,沿竖直方向,所述介质出口位于所述介质入口的上方,所述移热介质通过所述介质入口将所述换热管产生的热量通过所述介质出口释放。
13、根据本申请的一个实施例,所述立式筒体还包括上管板和下管板,沿所述竖直方向,所述上管板与所述支撑栅板之间具有所述匀气空间,所述换热管的一端设有第二开口,所述换热管设有所述第二开口的一端与所述上管板相连,所述换热管设有所述第一开口的一端与所述下管板相连。
14、根据本申请的一个实施例,所述上管板设有多个第一通孔,所述换热管设有所述第二开口的一端与所述第一通孔相对应,且与所述第一通孔相连通;
15、所述下管板设有多个第二通孔,所述换热管设有所述第二开口的一端与所述第二通孔相对应,且与所述第二通孔相连通。
16、除了上面所描述的本实用新型实施例解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外,本实用新型实施例提供的列管式反应器所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果,将在具体实施方式中作进一步详细的说明。
1.一种列管式反应器,其特征在于,包括:沿竖直方向向下,依次设置有上管箱、绝热管箱、立式筒体和下管箱,所述上管箱、绝热管箱、立式筒体和下管箱相互连通,所述绝热管箱内设有预反应催化剂,所述立式筒体内设有合成催化剂;
2.根据权利要求1所述的列管式反应器,其特征在于,沿竖直方向,所述绝热管箱与所述立式筒体之间具有匀气空间,所述原料气在所述绝热管箱预反应后生成的混合气在所述匀气空间内填充均匀并进入所述立式筒体。
3.根据权利要求2所述的列管式反应器,其特征在于,所述绝热管箱包括支撑栅板,所述支撑栅板用于支撑所述预反应催化剂,且所述支撑栅板设有多个通气孔。
4.根据权利要求3所述的列管式反应器,其特征在于,所述立式筒体内设有换热管,所述换热管内设有所述合成催化剂,所述换热管与所述匀气空间相连通,所述匀气空间内的所述混合气在所述换热管内与所述合成催化剂反应。
5.根据权利要求4所述的列管式反应器,其特征在于,沿竖直方向,所述换热管具有靠近所述下管箱的第一开口,所述换热管内设有支撑件,所述支撑件位于所述换热管的所述第一开口。
6.根据权利要求5所述的列管式反应器,其特征在于,所述支撑件为锥形弹簧,沿所述竖直方向,所述锥形弹簧的大半径端靠近所述换热管设有所述第一开口的端部。
7.根据权利要求4所述的列管式反应器,其特征在于,所述换热管的数量为多个,多个所述换热管的外壁和所述立式筒体的内壁之间形成壳程,所述壳程内设有移热介质。
8.根据权利要求7所述的列管式反应器,其特征在于,所述立式筒体包括外壳,所述外壳设有介质入口和介质出口,沿竖直方向,所述介质出口位于所述介质入口的上方,所述移热介质通过所述介质入口将所述换热管产生的热量通过所述介质出口释放。
9.根据权利要求5所述的列管式反应器,其特征在于,所述立式筒体还包括上管板和下管板,沿所述竖直方向,所述上管板与所述支撑栅板之间具有所述匀气空间,所述换热管的一端设有第二开口,所述换热管设有所述第二开口的一端与所述上管板相连,所述换热管设有所述第一开口的一端与所述下管板相连。
10.根据权利要求9所述的列管式反应器,其特征在于,所述上管板设有多个第一通孔,所述换热管设有所述第二开口的一端与所述第一通孔相对应,且与所述第一通孔相连通;
