CN215586434U - 一种新型列管式气液均流反应器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种新型列管式气液均流反应器，包括反应箱和设置于反应箱内的反应管，所述反应箱内依次设置有均气室、均液室和容纳室，所述反应管一端位于均气室内且与均气室连通，反应管另一端位于容纳室外且与外界连通，所述反应管的外壁与均液室连通，所述反应管内位于容纳室的位置填充有催化剂，所述反应箱上设置有与均气室连通的进气口以及与均液室连通的进液口。本申请具有实现气‑液‑固三相反应，满足实际生产的需求的优点。

Description

一种新型列管式气液均流反应器

技术领域

本申请涉及催化反应用设备的领域，尤其是涉及一种新型列管式气液均流反应器。

背景技术

目前，催化反应是利用催化剂改变反应物的活化能，以达到控制反应的速率的化学反应，在化工生产中具有广泛的应用。固定床反应器是指流体通过由固体催化剂形成的固定不动的床层从而进行化学反应的装置，是催化反应中最常用的反应器之一，列管式反应器是固定床反应器的一种。

在相关技术中，列管式反应器主要包括多根并排设置的反应管，催化剂填充于反应管内，在反应管的两端分别开设有流体进口和流体出口。在进行催化反应时，反应流体从流体进口进入反应管，跟催化剂充分接触后反应，产物从流体出口排出。

针对上述的相关技术，发明人认为：在实际进行化工生产时，有时需要进行气-液-固三相反应，相关技术中的列管式反应器只能进行气-固或者液-固两相反应，难以满足实际生产的需求。

实用新型内容

为了实现气-液-固三相反应，满足实际生产的需求，本申请提供一种新型列管式气液均流反应器。

本申请提供的一种新型列管式气液均流反应器采用如下的技术方案：

一种新型列管式气液均流反应器，包括反应箱和设置于反应箱内的反应管，所述反应箱内依次设置有均气室、均液室和容纳室，所述反应管一端位于均气室内且与均气室连通，反应管另一端位于容纳室外且与外界连通，所述反应管的外壁与均液室连通，所述反应管内位于容纳室的位置填充有催化剂，所述反应箱上设置有与均气室连通的进气口以及与均液室连通的进液口。

通过采用上述技术方案，在实际进行化学反应时，首先将加热介质通入容纳室内，为反应提供所需的温度，然后将原料气从进气口处通入均气室内，原料液从进液口通入均液室内，原料气和原料液同时进入反应管内，并在催化剂处进行反应，反应生成物反应管内排出。通过设置反应管、均气室和均液室，原料气和原料液可以同时进入反应管进行反应，从而实现气-液-固三相反应，满足实际生产的需求。

可选的，所述反应管有多个，所述反应箱内还设置有汇集室，所述反应管远离均气室的一端位于均气室内，所述均气室上设置有产品出口。

通过采用上述技术方案，在实际进行化学反应时，将原料气从进气口通入均气室，将原料液从进液口通入均液室内，原料气和原料液同时进入多个反应管内进行反应，反应完成后，多个反应管内的生成物进入汇集室内汇集，并从产品出口排出。通过设置集气室，多个反应管可以同时进行反应，提高催化反应的效率。

可选的，所述反应管包括填充管和设置于填充管端部的液体过滤器，所述液体过滤器与填充管可拆卸连接，所述液体过滤器位于均液室内且外壁与均液室连通，所述液体过滤器远离填充管的一端与均气室连通。

通过采用上述技术方案，所述液体过滤器既可以过滤原料液，减少产物中的杂质，还可以控制反应液渗入反应管内的速率，使反应气和反应液均能流畅地进入反应管内进行反应。

可选的，所述液体过滤器为钛棒滤芯。

通过采用上述技术方案，既可以保证反应液能流畅地渗入反应管内进行反应，还可以提高液体过滤器的强度，提高反应的稳定性。

可选的，所述液体过滤器与均气室之间存在间距，所述液体过滤器远离反应管的一端设置有缓冲管，所述缓冲管远离液体过滤器的一端与均气室连通。

通过采用上述技术方案，缓冲管可以一定程度上隔离反应气和反应液，减小气液之间的相互干扰，阻止反应液向均气室内渗漏，使反应气和反应液均能流畅地进入反应管内反应，提高反应的效率。

可选的，所述缓冲管远离液体过滤器的一端可拆卸连接有第一气体过滤器，所述第一气体过滤器位于均气室内且与均气室连通。

通过采用上述技术方案，可以过滤反应气，提高进入反应管内反应气的纯度，减少产品中的杂质。

可选的，所述反应管远离液体过滤器的一端可拆卸连接有第二气体过滤器。

通过采用上述技术方案，可以过滤生成的产品，提高产品的纯度。

可选的，所述反应箱包括可拆卸连接的箱本体、第一隔板、第二隔板、连接框、第三隔板、上盖和下盖；所述容纳室由箱本体、第一隔板和第二隔板围成，所述均液室由连接框、第一隔板和第三隔板围成，所述均气室由上盖和第三隔板围成，所述汇集室由下盖和第二隔板围成；在所述反应管上设置有用于夹紧第一隔板的第一穿板螺母、用于夹紧第二隔板的第二穿板螺母和用于夹紧第三隔板的第三穿板螺母。

通过采用上述技术方案，当经过一段时间需要更换反应管内的催化剂时，首先将下盖拆下，拧下第二穿板螺母，将第二隔板拆下，然后将上盖拆下，拧下第三穿板螺母，将第三隔板取下，将连接框从箱本体上拆下，向上提拉第一隔板将反应管从容纳腔中取出，拆下液体过滤器和第一气体过滤器，拧下第一穿板螺母将反应管从第一隔板上拆下，拧下第二气体过滤器，使用铁丝等工具将催化剂从填充管内取出，然后填充新的催化剂。

催化剂填充完成后，首先将第二气体过滤器固定到填充管上，拧上第一穿板螺母将填充管固定到第一隔板上，然后将连接框和第一隔板固定到箱本体上，将液体过滤器固定到填充管上，将第一气体过滤器固定到缓冲管上，然后将上盖和下盖固定到箱本体上，完成反应管和反应箱的固定。通过设置可拆卸连接的箱本体、第一隔板、第二隔板、连接框、第三隔板、上盖和下盖，并通过第一穿板螺母、第二穿板螺母和第三穿板螺母进行固定，方便反应管的安拆，进而提高填充管内催化剂更换的便捷性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过设置反应管、均气室和均液室，原料气和原料液可以同时进入反应管进行反应，从而实现气-液-固三相反应，满足实际生产的需求；

2.通过设置集气室，多个反应管可以同时进行反应，提高催化反应的效率；

3.通过设置缓冲管，可以一定程度上隔离反应气和反应液，减小气液之间的相互干扰，阻止反应液向均气室内渗漏，使反应气和反应液均能流畅地进入反应管内反应，提高反应的效率；

4.通过设置可拆卸连接的箱本体、第一隔板、第二隔板、连接框、第三隔板、上盖和下盖，并通过第一穿板螺母、第二穿板螺母和第三穿板螺母进行固定，方便反应管的安拆，进而提高填充管内催化剂更换的便捷性。

附图说明

图1是本申请实施例中一种新型列管式气液均流反应器的结构示意图；

图2是本申请实施例中反应箱与反应管配合的结构示意图；

图3是本申请实施例中反应管的结构示意图。

附图标记说明：1、反应箱；10、箱本体；100、液体进口；101、液体出口；11、第一隔板；12、第二隔板；13、连接框；14、第三隔板；15、上盖；16、下盖；2、反应管；20、填充管；200、第一穿板螺母；201、第二穿板螺母；21、液体过滤器；22、第一气体过滤器；23、第二气体过滤器；24、缓冲管；240、第三穿板螺母；3、均气室；30、进气口；4、均液室；40、进液口；5、容纳室；6、汇集室；60、产品出口。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种新型列管式气液均流反应器。参照图1和图2，新型列管式气液均流反应器包括反应箱1和多个设置于反应箱1内的反应管2，反应管2在反应箱1内呈矩阵排列，反应箱1内依次设置有均气室3、均液室4、容纳室5和汇集室6，反应管2一端位于均气室3内且与均气室3连通，反应管2另一端位于汇集室6内且与汇集室6连通，反应管2的外壁与均液室4连通，反应管2内位于容纳室5的位置填充有催化剂，反应箱1上设置有与均气室3连通的进气口30、与均液室4连通的进液口40和与汇集室6连通的产品出口60。

参照图3，反应管2包括填充管20、液体过滤器21、第一气体过滤器22和第二气体过滤器23；填充管20内部中空且两端设置有开口，催化剂填充于填充管20内；液体过滤器21呈管状且同轴设置于填充管20的一端，液体过滤器21位于均液室4内且外壁与均液室4连通，具体的，可以在液体过滤器21的外壁上开设通孔，也可以使用透水混凝土等具有渗水特性的材料制得液体过滤器21的外壁，在本实施例中，液体过滤器21采用钛棒滤芯，通过使用高纯钛或钛合金不规则粉末加工制得液体过滤器21外壁，使液体过滤器21的外壁具有渗水功能，并具有较高的强度；为了便于安装，液体过滤器21与填充管20螺纹连接；液体过滤器21远离填充管20的一端同轴设置有缓冲管24，缓冲管24与填充管20连通且与填充管20一体铸造成型；第一气体过滤器22为钛棒滤芯且螺接于缓冲管24远离液体过滤器21的一端，第一气体过滤器22位于均气室3内；第二气体过滤器23为钛棒滤芯且螺接于填充管20远离液体过滤器21的一端，第二气体过滤器23位于均气室3内。

为了便于更换反应管2内的催化剂，参照图2和图3，反应箱1包括箱本体10、第一隔板11、第二隔板12、连接框13、第三隔板14、上盖15和下盖16；箱本体10内部中空且两端设置有开口，第一隔板11设置于箱本体10上端开口处，第二隔板12设置于箱本体10下端开口处，容纳室5由箱本体10、第一隔板11和第二隔板12围成，箱本体10的下侧开设有与容纳室5连通的液体进口100，箱本体10的上侧开设有与容纳室5连通的液体出口101；连接框13内部中空且两端设置有开口，连接框13设置于第一隔板11上，第一隔板11在封闭箱本体10上端开口的同时还可以封闭连接框13的下端开口，第三隔板14设置于连接框13的上端开口处，均液室4由连接框13、第一隔板11和第三隔板14围成，进液口40开设于连接框13的外壁上；上盖15设置于第三隔板14上且朝向第三隔板14的一面为凹面，均气室3由上盖15和第三隔板14围成，进气口30开设于上盖15上；下盖16设置于第二隔板12上且朝向第二隔板12的一面为凹面，汇集室6由下盖16和第二隔板12围成，产品出口60开设于下盖16上。

为了便于反应箱1整体进行的安拆，参照图2，箱本体10与上盖15、箱本体10与连接框13以及连接框13与上盖15通过法兰对接，第一隔板11位于连接框13和箱本体10的法兰之间，第二隔板12位于箱本体10和下盖16的法兰之间，第三隔板14位于连接框13和上盖15的法兰之间，通过螺栓完成法兰之间的固定。为了便于反应管2的固定，在反应管2上设置有两个第一穿板螺母200、两个第二穿板螺母201、两个第三穿板螺母240；两个第一穿板螺母200分别固接于液体过滤器21和填充管20上，当旋拧液体过滤器21使液体过滤器21固定到填充管20上时，两个第一穿板螺母200将第一隔板11夹紧；两个第二穿板螺母201分别固接于第一气体过滤器22和填充管20上，当旋拧第一气体过滤器22使第一气体过滤器22固定到填充管20上时，两个第二穿板螺母201将第二隔板12夹紧；两个第三穿板螺母240分别固接于第二气体过滤器23和缓冲管24上，当旋拧第二气体过滤器23使第二气体过滤器23固定到缓冲管24上时，两个第三穿板螺母201将第三隔板12夹紧，从而完成反应管2整体的固定，可以根据实际情况在第一穿板螺母200、第二穿板螺母201和第三穿板螺母240之间设置密封圈，从而提高反应管2与反应箱1连接处的密封性。

本申请实施例一种新型列管式气液均流反应器的实施原理为：在实际进行化学反应时，首先将加热介质从液体进口100通入容纳室5并从液体出口101排出，为反应提供所需的温度，然后将原料气从进气口30处通入均气室3内，将原料液从进液口40通入均液室4内，原料气通过第一气体过滤器22的过滤，进入缓冲管24，原料液通过液体过滤器21的过滤与原料气同时进入反应管2，并在催化剂处进行反应，多个反应管2内的生成物进入汇集室6内汇集，并从产品出口60排出。

当经过一段时间需要更换反应管2内的催化剂时，首先将下盖16拆下，拧下第二穿板螺母201，将第二隔板12拆下，然后将上盖15拆下，拧下第三穿板螺母240，将第三隔板14取下，将连接框13从箱本体10上拆下，向上提拉第一隔板11将反应管2从容纳腔中取出，拆下液体过滤器21和第一气体过滤器22，拧下第一穿板螺母200将反应管2从第一隔板11上拆下，拧下第二气体过滤器23，使用铁丝等工具将催化剂从填充管20内取出，然后填充新的催化剂。

催化剂填充完成后，首先将第二气体过滤器23固定到填充管20上，拧上第一穿板螺母200将填充管20固定到第一隔板11上，然后将连接框13和第一隔板11固定到箱本体10上，将液体过滤器21固定到填充管20上，将第一气体过滤器22固定到缓冲管24上，然后将上盖15和下盖16固定到箱本体10上，完成反应管2和反应箱1的固定。通过设置反应管2、均气室3和均液室4，原料气和原料液可以同时进入反应管2进行反应，从而实现气-液-固三相反应，满足实际生产的需求。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新型列管式气液均流反应器，其特征在于：包括反应箱(1)和设置于反应箱(1)内的反应管(2)，所述反应箱(1)内依次设置有均气室(3)、均液室(4)和容纳室(5)，所述反应管(2)一端位于均气室(3)内且与均气室(3)连通，反应管(2)另一端位于容纳室(5)外且与外界连通，所述反应管(2)的外壁与均液室(4)连通，所述反应管(2)内位于容纳室(5)的位置填充有催化剂，所述反应箱(1)上设置有与均气室(3)连通的进气口(30)以及与均液室(4)连通的进液口(40)。

2.根据权利要求1所述的一种新型列管式气液均流反应器，其特征在于：所述反应管(2)有多个，所述反应箱(1)内还设置有汇集室(6)，所述反应管(2)远离均气室(3)的一端位于均气室(3)内，所述均气室(3)上设置有产品出口(60)。

3.根据权利要求1所述的一种新型列管式气液均流反应器，其特征在于：所述反应管(2)包括填充管(20)和设置于填充管(20)端部的液体过滤器(21)，所述液体过滤器(21)与填充管(20)可拆卸连接，所述液体过滤器(21)位于均液室(4)内且外壁与均液室(4)连通，所述液体过滤器(21)远离填充管(20)的一端与均气室(3)连通。

4.根据权利要求3所述的一种新型列管式气液均流反应器，其特征在于：所述液体过滤器(21)为钛棒滤芯。

5.根据权利要求3或4所述的一种新型列管式气液均流反应器，其特征在于：所述液体过滤器(21)与均气室(3)之间存在间距，所述液体过滤器(21)远离反应管(2)的一端设置有缓冲管(24)，所述缓冲管(24)远离液体过滤器(21)的一端与均气室(3)连通。

6.根据权利要求5所述的一种新型列管式气液均流反应器，其特征在于：所述缓冲管(24)远离液体过滤器(21)的一端可拆卸连接有第一气体过滤器(22)，所述第一气体过滤器(22)位于均气室(3)内且与均气室(3)连通。

7.根据权利要求6所述的一种新型列管式气液均流反应器，其特征在于：所述反应管(2)远离液体过滤器(21)的一端可拆卸连接有第二气体过滤器(23)。

8.根据权利要求1所述的一种新型列管式气液均流反应器，其特征在于：所述反应箱(1)包括可拆卸连接的箱本体(10)、第一隔板(11)、第二隔板(12)、连接框(13)、第三隔板(14)、上盖(15)和下盖(16)；所述容纳室(5)由箱本体(10)、第一隔板(11)和第二隔板(12)围成，所述均液室(4)由连接框(13)、第一隔板(11)和第三隔板(14)围成，所述均气室(3)由上盖(15)和第三隔板(14)围成，所述汇集室(6)由下盖(16)和第二隔板(12)围成；在所述反应管(2)上设置有用于夹紧第一隔板(11)的第一穿板螺母(200)、用于夹紧第二隔板(12)的第二穿板螺母(201)和用于夹紧第三隔板(14)的第三穿板螺母(240)。

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