CN209557075U - 一种热集成式钯炭催化还原反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热集成式钯炭催化还原反应器，反应器筒体内沿着内腔内壁分布有导热油盘管，反应器筒体底部水平设有气体分布器，反应器筒体的下部设有锥形筒体，筒体上法兰与筒体下法兰之间设有一层带有布支撑板的滤布，布支撑板处均匀分布有滤孔，锥形筒体的底部设有出液口，出液口的一侧设有出液口旁通，反应器筒体内设有搅拌桨，搅拌桨由设置在盖板上方的电机驱动。反应器对多种功能进行集成，反应效率高；能根据温度、压力传感器反馈实现自动控制；催化剂未发生转移，减少催化剂的消耗。

Description

一种热集成式钯炭催化还原反应器

技术领域

本实用新型涉及催化还原反应器的技术领域，尤其是一种热集成式钯炭催化还原反应器，特别涉及其机械连接结构。

背景技术

随着IMO和各国政府日益严格的船舶尾气排放限制标准的颁布，不断扩大的ECA区域涵盖了全球主要贸易国家和港口，对全球航运界产生了极大的影响。为了更好地发挥船舶在全球经济及贸易中的重要作用，降低船舶发动机尾气对港口、海峡和一些航线密集、船舶流量大的海区的污染，船舶柴油机尾气必须经过处理，达到相关标准后排放。SCR脱硝工艺是目前主流的船用处理NOx的技术，但是目前工业化生产的SCR催化剂对尾气温度要求较敏感，分为高温、中温、低温三个区间，没有一种催化剂能涵盖柴油机尾气所有的温度区间。

与SCR技术共存的还有一种络合脱硝技术，该技术不受发动机尾气温度的干扰，常用的络合剂有Fe-EDTA、Co-EDTA、钴氨溶液等，络合吸收的NOx经过催化反应器处理，络合液又可继续回用。但是，在络合吸收过程中，络合剂中心金属离子会被氧化，因此还需要一个还原反应器对中心金属离子进行还原。

基于此，本实用新型将还原反应器与催化反应器加以集成，一器两功能，并且将加热***也集成到反应器中，大大缩减了工艺流程和总设备体积。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种热集成式钯炭催化还原反应器，针对现有反应器功能性不足、工艺流程繁琐的问题，加之安全性考虑，本实用新型设计了一种热集成式钯炭催化还原反应器，对多种功能进行集成，反应效率高，能根据温度、压力传感器反馈实现自动控制。克服了现有技术中存在的缺陷和不足。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种热集成式钯炭催化还原反应器，所述还原反应器包括反应器筒体，所述反应器筒体的顶部设置有盖板，盖板处分布有加料口、进液口、放气口，反应器筒体内腔呈中空状，反应器筒体内沿着内腔内壁分布有导热油盘管，导热油盘管呈螺旋状均匀分布在靠近反应器筒体内腔内壁处，导热油盘管呈螺旋状向下延伸至靠近反应器筒体底部，反应器筒体侧壁上设置有与导热油盘管连通的导热油进出口，反应器筒体底部水平设有气体分布器，反应器筒体的下部设有锥形筒体，反应器筒体下缘处形成筒体上法兰，锥形筒体上缘处形成与筒体上法兰配合的筒体下法兰，筒体上法兰与筒体下法兰之间设有一层带有布支撑板的滤布，布支撑板支撑在滤布下方，布支撑板处均匀分布有滤孔，锥形筒体的底部设有出液口，出液口的一侧设有出液口旁通，反应器筒体内设有搅拌桨，搅拌桨由设置在盖板上方的电机驱动。

吸收NOx后的络合液进入催化还原反应器，通过导热油炉加热的导热油流经盘管对络合液进行加热，温度达到后加入甲酸、甲酸钠开始反应；启动搅拌器，打开压缩空气和放气阀，压缩空气通过气体分布器打入反应器，使物料与催化剂充分混合，反应后的气体随压缩空气从放气口排出；反应完成后，关闭放气阀，使反应器加压，然后打开出液阀，过滤出再生好的络合液；络合液过滤完成后，打开放气阀泄压，本批次反应完成。

本实用新型公开了一种热集成式钯炭催化还原反应器，反应器对多种功能进行集成，反应效率高；能根据温度、压力传感器反馈实现自动控制；催化剂未发生转移，减少催化剂的消耗；再生前络合液c(Fe²⁺)=0.012mol/L，络合吸收NOx的效率仅有30%左右，再生后络合液c(Fe²⁺)=0.058mol/L，络合吸收NOx的效率可达85%以上。

附图说明

图1为本实用新型总体结构示意图。

图2为本实用新型反应器的搅拌器与盖板安装连接示意图。

图3为本实用新型反应器的盖板俯视图。

图4为本实用新型反应器的气体分布器结构示意图。

图5为本实用新型原反应器的滤布支撑板结构示意图。

图6为本实用新型反应器的气体分布器、滤布、滤布支撑板和法兰安装连接示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型公开了一种热集成式钯炭催化还原反应器，如图1中所示，其区别于现有技术在于：所述还原反应器包括反应器筒体7，所述反应器筒体7的顶部设置有盖板13，盖板13处分布有加料口1、进液口11、放气口12，反应器筒体7内腔呈中空状，反应器筒体7内沿着内腔内壁分布有导热油盘管14，导热油盘管14呈螺旋状均匀分布在靠近反应器筒体内腔内壁处，导热油盘管14呈螺旋状向下延伸至靠近反应器筒体7底部，反应器筒体7侧壁上设置有与导热油盘管14连通的导热油进出口2，反应器筒体7底部水平设有气体分布器8，反应器筒体7的下部设有锥形筒体9，反应器筒体7下缘处形成筒体上法兰3，锥形筒体9上缘处形成与筒体上法兰3配合的筒体下法兰6，筒体上法兰3与筒体下法兰6之间设有一层带有布支撑板5的滤布4，布支撑板5支撑在滤布4下方，布支撑板5处均匀分布有滤孔23，锥形筒体9的底部设有出液口10，出液口10的一侧设有出液口旁通16，反应器筒体7内设有搅拌桨19，搅拌桨19由设置在盖板13上方的电机18驱动。

在具体实施时，所述盖板13处设有压力传感器21。

在具体实施时，所述反应器筒体7的侧壁上设置有温度传感器15。

在具体实施时，所述气体分布器8由一根分布器主管道24和分布在分布器主管道24两侧的分布器支管道25构成，分布器主管道24两侧对称分布有若干根分布器支管道25，位于同侧的分布器支管道25呈平行分布，所述分布器主管道24和分布器支管道（25）位于同一水平面，分布器主管道24和分布器支管道25的管道壁上开设有气孔，反应器筒体7侧壁上设置有与分布器主管道24连通的分布器气阀26。

在具体实施时，所述锥形筒体9***设有垂直向下的支脚17，支脚17的上端与锥形筒体9***固定连接，支脚17的下端垂直向下分布

在具体实施时，所述盖板13上表面对称分布有一对吊耳20。

在具体实施时，筒体上法兰3和滤布4之间加装有橡胶垫片，筒体下法兰6和布支撑板5之间加装有橡胶垫片。

在具体实施时，所述气孔的孔径φ为2~4 mm，气体流量0.5~1 m³/min。

在具体实施时，所述滤布4为200~600目滤布。

在具体实施时，所述盖板13处设置有安全阀22，安全阀22的安全压力为0.2~0.3MPa。

反应过程中，加料口1、出液口10、进液口11、出液口旁通16处的阀门全关，放气口12、气体分布器8入口阀开到适当比例；

过滤前打压过程中，加料口1、出液口10、进液口11、放气口12、出液口旁通16处的阀门全关，气体分布器8入口阀开到适当比例；

过滤过程中，加料口1、进液口11、放气口12、出液口旁通16、气体分布器8入口处的阀门全关，出液口10阀开到适当比例；

过滤完成后，加料口1、进液口11、放气口12处的阀门全开，气体分布器8入口、出液口10、出液口旁通16处的阀门全关。

在具体实施时，一种热集成式钯炭催化还原反应器，其操作工艺步骤如下：

1、2.5m³的反应器,以5 m³/h的流量向反应器中加入吸收NOx后的络合液，大概2m³左右的液位；

2、按照13 kg/m³、3 kg/m³的量分别加入甲酸钠和甲酸；

3、以0.8 m³/min的气量通过气体分布器向反应器中鼓气，络合液在温度50~70 ℃下反应大概20~30 min；

4、反应完毕后给反应器打压0.1~0.2 MPa，打开出液口开始过滤，得到再生好络合液；

5、再生前络合液c(Fe²⁺)=0.012mol/L，络合吸收NOx的效率仅有30%左右，再生后络合液c(Fe²⁺)=0.058mol/L，络合吸收NOx的效率可达85%以上。

在具体实施时，采用导热油盘管加热，避免了加热器与钯炭催化剂的直接接触，降低了安全风险。

在具体实施时，利用温度传感器控制导热油的循环量以及导热油进油温度。

在具体实施时，导热油循环量通过阀门调节，导热油进油温度通过导热油炉的加热功率控制。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施只局限于上述这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种热集成式钯炭催化还原反应器，其特征在于：所述还原反应器包括反应器筒体（7），所述反应器筒体（7）的顶部设置有盖板（13），盖板（13）处分布有加料口（1）、进液口（11）、放气口（12），反应器筒体（7）内腔呈中空状，反应器筒体（7）内沿着内腔内壁分布有导热油盘管（14），导热油盘管（14）呈螺旋状均匀分布在靠近反应器筒体内腔内壁处，导热油盘管（14）呈螺旋状向下延伸至靠近反应器筒体（7）底部，反应器筒体（7）侧壁上设置有与导热油盘管（14）连通的导热油进出口（2），反应器筒体（7）底部水平设有气体分布器（8），反应器筒体（7）的下部设有锥形筒体（9），反应器筒体（7）下缘处形成筒体上法兰（3），锥形筒体（9）上缘处形成与筒体上法兰（3）配合的筒体下法兰（6），筒体上法兰（3）与筒体下法兰（6）之间设有一层带有布支撑板（5）的滤布（4），布支撑板（5）支撑在滤布（4）下方，布支撑板（5）处均匀分布有滤孔（23），锥形筒体（9）的底部设有出液口（10），出液口（10）的一侧设有出液口旁通（16），反应器筒体（7）内设有搅拌桨（19），搅拌桨（19）由设置在盖板（13）上方的电机（18）驱动。

2.根据权利要求1所述的一种热集成式钯炭催化还原反应器，其特征在于：所述盖板（13）处设有压力传感器（21）。

3.根据权利要求1所述的一种热集成式钯炭催化还原反应器，其特征在于：所述反应器筒体（7）的侧壁上设置有温度传感器（15）。

4.根据权利要求1所述的一种热集成式钯炭催化还原反应器，其特征在于：所述气体分布器（8）由一根分布器主管道（24）和分布在分布器主管道（24）两侧的分布器支管道（25）构成，分布器主管道（24）两侧对称分布有若干根分布器支管道（25），位于同侧的分布器支管道（25）呈平行分布，所述分布器主管道（24）和分布器支管道（25）位于同一水平面，分布器主管道（24）和分布器支管道（25）的管道壁上开设有气孔，反应器筒体（7）侧壁上设置有与分布器主管道（24）连通的分布器气阀（26）。

5.根据权利要求1所述的一种热集成式钯炭催化还原反应器，其特征在于：所述锥形筒体（9）***设有垂直向下的支脚（17），支脚（17）的上端与锥形筒体（9）***固定连接，支脚（17）的下端垂直向下分布。

6.根据权利要求4所述的一种热集成式钯炭催化还原反应器，其特征在于：所述气孔的孔径φ为2~4 mm，气体流量0.5~1 m³/min。

7.根据权利要求1所述的一种热集成式钯炭催化还原反应器，其特征在于：所述滤布（4）为200~600目滤布。

8.根据权利要求1所述的一种热集成式钯炭催化还原反应器，其特征在于：所述盖板（13）处设置有安全阀（22），安全阀（22）的安全压力为0.2~0.3 MPa。

9.根据权利要求1所述的一种热集成式钯炭催化还原反应器，其特征在于：所述搅拌桨（19）的转速为70~90 r/min。