管道式气固相反应器的制造方法_5

文档序号:9655088阅读:来源:国知局
能实现批量制造,且固相反应物或者催化剂颗粒的装填和卸除可以在工厂完成,极大降低管道式气固相反应器的制造难度、维护难度,也相应降低管道式气固相反应器的制造成本、使用成本和维护成本;更换固相床层时,仅对失去活性成分的反应模块6进行换新,极大提高固相反应物或者催化剂颗粒的使用效率,降低浪费,也大幅提高固相床层更换效率。相较于单管式管道式反应器主体1,本第二优选实施方式的管道式气固相反应器,更适用于需要不间断或者短间断处理的气体反应物进行处理,如对天然气井喷出的天然气的脱硫处理。
[0092]在固相床层外周侧,也即反应物容置腔601腔体侧流动的气体反应物,其和固相反应物或者催化剂颗粒表面接触的几率较少,无法实现充分转换。
[0093]为了使在固相床层外周侧流动的气体反应物,流回到固相床层内,本发明在第二优选实施方式的基础上作进一步改进,如图7所示,本发明的第三优选实施方式为,反应模块6的反应物容置腔601为具有缩径结构607的圆筒状内腔,缩径结构607为向内筒腔体内突出的环形台阶状壁体。
[0094]本第三优选实施方式设计和制造时,如图7所示,在反应模块6的内筒腔体上,设置向内筒腔体内突出的环形台阶状壁体,也即缩径结构607。缩径结构607的数量可以是一个,也可以是多个;缩径结构607的设置位置,可以在反应物容置腔601的两端部,也可以在反应物容置腔601的中间部位;缩径结构607的实现方式为,通常采用一体成型结构,当然如果反应模块6的管腔足够大,可以采用焊接连接。
[0095]具有缩径结构607的反应物容置腔601,其内装填的固相床层,在缩径结构607处向反应管中部内凹。在固相床层外周侧流动的气体反应物气流,流动到缩径结构607处后,向固相床层芯部汇聚。通过该方式,反应物容置腔601内流动的气体反应物气流实现了重新分布,更多的气体反应物气流从固相床层内向前流动,使气体反应物和固相反应物或者催化剂颗粒表面产生充分接触,进行充分转换,从而得到质量更好、纯度更高的气体反应产物,如对天然气井喷出的天然气脱硫处理时,可将天然气中更多的硫成分脱去,从而极大降低天然气的硫含量。
[0096]管道式气固相反应器,如果其每一个反应模块6的反应物容置腔601均具有缩径结构607,那么在固相床层外周侧流动的气体反应物气流,可以反复汇聚到固相床层芯部,使气体反应物气流以接近于平推流方式在固相床层内推进,从整体上,增加气体反应物和和固相反应物或者催化剂颗粒表面接触的几率,从而进一步提高管道式气固相反应器的气固相反应质量,相应提高气体反应产物的品质。
[0097]本第三优选实施方式,通过优化反应物容置腔601的结构,使气体反应物气流在固相床层中以接近于平推流方式推进,增加气体反应物和和固相反应物或者催化剂颗粒表面接触几率,从而进一步提高气体反应物的转换效率和转换质量。
[0098]为了使气体反应物气流在整个固相床层内形成接近于平推流流型,本发明在第三优选实施方式的基础上作进一步改进,如图7所示,本发明的第四优选实施方式为,反应模块6的反应物容置腔601的进气口段和出气口段均具有缩径结构607。
[0099]本第四优选实施方式设计和制造时,如图7所示,在反应模块6的反应物容置腔601的进气口段和出气口段均设置缩径结构607,当然还可以在反应物容置腔601的中间部位设置缩径结构607。缩径结构607的制造方式和第三优选实施方式相同。
[0100]反应模块6的反应物容置腔601的进气口段和出气口段均设置缩径结构607,则该反应物容置腔601内的固相床层,其进气口段和出气口段向固相床层中部内凹。气体反应物气流,进入固相床层后,就开始以接近于平推流流型在固相床层内推进,气体反应物气流流动过程中,即使有部分气体反应物,在气压的作用下,流动到中间段床层的边部,但由于出气口段缩径结构607阻挡,无法实现流动,只能回到中间段床层的中部,然后从出气口段床层流出。因此,能确保气体反应物气流在固相床层中流动具有最大平推流流程。
[0101]为了提尚提尚气体反应物气流在固相床层中流动的整体均勾性,还可以在反应物容置腔601的中间部位设置缩径结构607,该缩径结构607能促使将流动到固相床层外侧的气体反应物,及时汇集到固相床层的中部,从而进一步确保气体反应物气流在固相床层中流动的整体均匀性,也即进一步提高气体反应物的转换效率和转换质量。
[0102]管道式气固相反应器,如果其每一个反应模块6的反应物容置腔601的进气口段和出气口段均具有缩径结构607,气体反应物在每一个固相床层内流动最大程度地接近于平推流流型,气体反应物整个管道式气固相反应器流动也最大程度地接近于平推流流型,气体反应物和和固相反应物或者催化剂颗粒表面也最大程度地接触,从而进一步提高管道式气固相反应器的气固相反应质量和气固相反应效率。
[0103]本第四优选实施方式,通过优化缩径结构607设置位置,使反应物容置腔601中的气体反应气流重新聚流,使气体反应物气流在固相床层中流动最大程度地接近于平推流流型,气体反应物和和固相反应物或者催化剂颗粒表面最大程度地接触,从而进一步提高管道式气固相反应器的气固相反应质量和气固相反应效率。
[0104]可实现将前后两个反应模块6紧固连接的紧固连接件605,有很多实现方式,但是绝大多数紧固连接件605要么结构复杂,要么操作繁琐,不利于管道式反应器主体1的快速装配和分离。
[0105]为了便于通过紧固连接件605将前后两个反应模块6紧固连接在一起,本发明在第二至第四优选实施方式中任意一个实施方式的基础上作进一步改进,如图5所示,同时参照图1、图2、图3、图8所示,本发明的第五优选实施方式为,紧固连接件605为具有锁体6052和扣体6051的锁扣。
[0106]实施时,采用具有锁体6052和扣体6051的锁扣作为紧固连接件605,沿着反应模块6轴线方向,在反应模块6母套接头603外周和反应模块6靠近公插接头602的管体外周对应设置锁体6052和扣体6051,就可完成紧固连接件605的设置。
[0107]当前后两个反应模块6相互插套在一起后,本领域的技术人员,仅需扳动扣体6051,将扣体6051和锁体6052结合,就能实现前后两个反应模块6的紧固连接;当要对反应模块6的反应物容置腔601内的固相反应物或者催化剂颗粒进行更换时,扳动扣体6051,将锁体6052和扣体6051分离,就能解除前后两个反应模块6的紧固连接。
[0108]为了便于实现锁体6052和扣体6051的结合和分离,提高紧固连接操作的简单性,可以采用搭扣作为锁扣。搭扣紧固连接件605,使用时,只需将扣体6051搭接锁体6052,扣紧就可以实现紧固连接,将扣体6051扳离锁体6052,就可以解除紧固连接,操作简单,紧固连接的有效性好。
[0109]相较于采用其他紧固连接件605,本第五优选实施方式,采用具有锁体6052和扣体6051的锁扣作为紧固连接件605,其具有结构简单,使用方便,紧固性强,防振动性好,可以重复使用多次,从而进一步提高紧固连接实现的简单性和有效性。
[0110]为了便于密封件的设置,及提高密封效果,本发明在第二至第五优选实施方式中任意一个实施方式的基础上作进一步改进,如图2、图4、图6、图7所示,本发明的第六优选实施方式为,密封件为设置在反应模块6的公插接头602外圈的至少一个0型密封圈606。
[0111]实施时,采用0型密封圈606为密封件,将其设置在反应模块6的公插接头602外圈,设置数量为至少一个。本第六优选实施方式采用的0型密封圈606,为压力容器所采用的0型密封圈606,其材料可以是橡胶,也可以是硅胶。
[0112]为了便于设置0型密封圈606,提高0型密封圈606在公插接头602外圈的结构稳定性,可以在公插接头602外圈的壁体上开设与0型密封圈606相适配的环形沟槽,环形沟槽的数量与需要设置的0型密封圈606数量一致,在公插接头602外圈设置0型密封圈606时,直接将0型密封圈606套设在环形沟槽中,从而确保0型密封圈606在后续使用中的结构稳定性,进一步提高连接处的密封效果。
[0113]在管道式反应器主体1装配时,直接将设置有0型密封圈606的后反应模块6的公插接头602,插接前反应模块6的母套接头603,就可以在实现前后两个反应模块6串接的同时实现连接处的密封连接。管道式气固相反应器使用时,0型密封圈606能提供足够的密封预紧力,具有良好的自密封作用,确保气体反应物或者气体反应产物不从前后反应模块6的连接处泄露。在需要对反应模块6进行固相反应物或者催化剂颗粒更换时,直接拉拔就可以将反应模块6从管道式反应器主体1上拆卸下来,不需要对0型密封圈606做其他处理。
[0114]本第六优选实施方式,采用0型密封圈606为密封件,将其设置在反应模块6的公插接头602外圈,实现在插接或套接的同时实现密封连接,密封效果好,同时,反应模块6的拆卸操作,不会影响到0型密封圈606的后续使用;使用时,0型密封圈606提供密封预紧力和其具有的良好的自密封作用,从而进一步提高密封连接实现的简单性,和提高密封连接的有效性。
[0115]本发明的管式反应器可以设置在室内工作环境中,但绝大多数时候设置在室外工作环境中,如设置在酸性天然气田中。恶劣的外界环境,容易造成管道式反应器主体1发生腐蚀性损耗,该腐蚀性损耗,会极大降低管道式反应器主体1的结构强度,造成管道式反应器主体1报废。
[0116]为了将管道式反应器主体1和恶劣的工作环境隔开,本发明在基础实施方式、第一至第六优选实施方式中任意一个实施方式的基础上作进一步改进,如图8、图9、图10、图11所示,本发明的第七优选实施方式为,管道式气固相反应器,还包括套设在管道式反应器主体1上的保护套管7,保护套管7两端部分别集成有进气套头结构和出气套头结构,保护套管7的进气套头结构部设置有进气管4,保护套管7的出气套头结构部设置有出气管5。
[0117]本第七优选实施方式设计时,如图8、图9、图10、图11所示,在管道式反应器主体1外周设置保护套管7,将进气套头2和出气套头3集成在保护套管7的两端,在实现对管道式反应器主体1保护的同时,也实现防止气体反应物泄露到工作环境中。
[0118]将进气套头2和出气套头3集成在保护套管7的两端为,进气套头2和出气套头3,可以是可拆卸地密封连接保护套管7体;也可以是其中一个和保护套管管体701 —体成型,另外一个可拆卸地密封连接保护套管7体;还可以是两个都和保护套管管体701 —体成型,但其中的一个具有可密封的开口部,通过该开口部将管道式反应器主体1放置到保护套管7中。其中,保护套管7的材料为压力容器制作材料,如工程塑料、碳纤维、玻璃钢、结构陶瓷、碳钢、合金钢、钛材等相关工程材料。
[0119]本第七优选实施方式设计和制造时,如图8、图9、图10、图11所示,本领域的技术人员,根据管道式反应器主体1的规格尺寸,同时结合进气套头2和出气套头3的规格尺寸,确定保护套管7的规格尺寸。保护套管7的规格尺寸,包括套设在管道式反应器主体1外周的保护套管7体的规格尺寸,和设置在管道式反应器主体1两端的进气套头2和出气套头3的规格尺寸。
[0120]本第七优选实施方式的管道式气固相反应器投入使用时,即使将其设置在恶劣的工作环境中,如酸性较高的天然气田中,保护套管7将管道式反应器主体1和工作环境隔开,恶劣的工作环境不会对管道式反应器主体1产生腐蚀性损耗,管道式反应器主体1可以长期保持良好的结构强度,
当前第5页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1