CN205398571U - 焦炉煤气甲烷化反应装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种焦炉煤气甲烷化反应装置，包括反应壳体（1），所述反应壳体（1）由位于上段的等温段反应器和位于下段的绝热段反应器构成；所述等温段反应器顶部设置原料气进口（2），所述等温段反应器内设置与原料气进口（2）联通的气体分布器（3）和膨胀管束（4），所述膨胀管束（4）通过冷媒降温，且等温段反应器上设置冷媒进口（5）和冷媒出口（6）；所述绝热段反应器内设置绝热床层（7）和其底部设置气体出口（8）。本实用新型设计合理，提供了焦炉煤气甲烷化反应的新方式，降低了反应装置的换热面积，提高了甲烷化反应装置的使用效率，具有较好的经济效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及焦炉煤气的处理装置，具体是一种焦炉煤气在等温管束内反应换热后再膨胀降温、未反应的组分进入绝热层继续反应的焦炉煤气甲烷化装置。
背景技术
焦炉煤气合成天然气为焦炉煤气综合利用开辟了新途径，由于焦炉煤气甲烷化反应是强放热反应，合理移走甲烷化反应释放的热量，使反应器温度控制在一定范围具有重要意义。目前焦炉煤气合成天然气反应装置主要有等温式和绝热式两种，等温反应装置所需换热面积大，投资成本较高，制约了等温反应装置在工业过程中的应用；目前工业中应用较为广泛的是绝热式反应装置，通过循环压缩机使部分甲烷化后的气体重新回到反应器以降低原料气的碳含量，达到控制催化剂床层温度的目的，绝热式反应装置存在能耗高、反应器使用效率低的问题。
针对目前焦炉煤气甲烷化反应装置高能耗、低效率的问题，开发一种低能耗、高效率的反应装置对我国节能减排战略的实施具有重要意义。
发明内容
本实用新型为了解决目前焦炉煤气甲烷化反应装置效率低、能耗高的问题，提供了一种可行的利用反应管束换热并膨胀制冷以减少换热面积、避免循环气使用的反应装置。
本实用新型是采用如下技术方案实现的：
一种焦炉煤气甲烷化反应装置，包括反应壳体，所述反应壳体由位于上段的等温段反应器和位于下段的绝热段反应器构成；所述等温段反应器顶部设置原料气进口，所述等温段反应器内设置有与原料气进口联通的气体分布器和膨胀管束，所述膨胀管束通过冷媒降温，且等温段反应器上设置冷媒进口和冷媒出口；所述绝热段反应器内设置绝热床层和其底部设置气体出口。
该焦炉煤气甲烷化反应装置通过气体分布器使焦炉煤气均匀进入反应装置上段的膨胀管束，焦炉煤气在装有催化剂的膨胀管束内反应过程中，通过连续通入冷媒进行换热降温，换热后的气体在膨胀管束出口进一步膨胀降温，二级降温后的气体进入反应装置绝热段充分反应。气体经膨胀管束换热、膨胀二级降温后可以大幅降温，膨胀降温减少了管束的换热面积，降温后的气体再进入绝热段反应，能够有效防止床层飞温，为反应装置的长期应用提供了安全保障，有效延长了催化剂的使用寿命。
本实用新型的优点如下：
1、该焦炉煤气甲烷化的反应装置为焦炉煤气甲烷化反应提供了一种新途径，解决了焦炉煤气甲烷化反应装置换热面积大、高能耗、低效率的问题。
2、该甲烷化反应装置利用通过冷媒和膨胀管束分级降温，使得反应后的气体温度维持在合理范围。
3、该甲烷化反应装置，充分利用了膨胀管束膨胀制冷的特点，减少了反应装置的换热面积，降温后的气体可以在绝热段进一步进行甲烷化反应，节约了反应装置投资成本。
具体实施时，在焦炉煤气甲烷化的反应装置的上段（等温段）一部分热量通过冷媒移走，另一部分热量通过膨胀移走，减少了管束的换热面积，降低了投资成本，具有较大的推广应用空间。
本实用新型设计合理，提供了焦炉煤气甲烷化反应的新方式，降低了反应装置的换热面积，提高了甲烷化反应装置的使用效率，具有较好的经济效益。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中：1-反应壳体，2-原料气进口，3-气体分布器，4-膨胀管束，5-冷媒进口，6-冷媒出口，7-绝热床层，8-气体出口。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细说明。
一种焦炉煤气甲烷化反应装置，如图1所示，包括反应壳体1，所述反应壳体1由位于上段的等温段反应器和位于下段的绝热段反应器构成；所述等温段反应器顶部（即反应壳体1的顶部）设置原料气进口2，所述等温段反应器内设置与原料气进口2联通的气体分布器3和膨胀管束4，所述膨胀管束4通过冷媒降温，且等温段反应器上设置冷媒进口5和冷媒出口6，冷媒采用下进上出的方式；所述绝热段反应器内设置绝热床层7和其底部（即反应壳体1的底部）设置气体出口8。
该甲烷化装置特点是由上段（等温段）和下段（绝热段）两段反应器组成，原料气在上段装有催化剂的膨胀管束内反应过程中通过冷媒连续降温、膨胀分级降温，降温后的气体进入反应装置下段继续甲烷化反应，甲烷化装置的反应壳体1用来隔绝反应装置与外界，原料气从原料气进口2进入反应装置，经气体分布器3均匀分布后进入膨胀管束4反应，冷媒从反应装置上段的冷媒进口5进入，冷媒出口6流出，经冷媒降温后的气体在膨胀管出口进一步膨胀降温。甲烷化反应释放的热量一部分通过冷媒移走，另一部分通过膨胀移走，该反应器减少了等温段的换热面积，降低了投资成本。尚未完全反应的气体二级降温后进入绝热床层7继续反应，充分反应后经气体出口8进入下一工序。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照本实用新型实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型的技术方案的精神和范围，其均应涵盖本实用新型的权利要求保护范围中。
Claims (1)
1.一种焦炉煤气甲烷化反应装置，其特征在于：包括反应壳体（1），所述反应壳体（1）由位于上段的等温段反应器和位于下段的绝热段反应器构成；所述等温段反应器顶部设置原料气进口（2），所述等温段反应器内设置有与原料气进口（2）联通的气体分布器（3）和膨胀管束（4），所述膨胀管束（4）通过冷媒降温，且等温段反应器上设置冷媒进口（5）和冷媒出口（6）；所述绝热段反应器内设置绝热床层（7）和其底部设置气体出口（8）。
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