一种用于实验装置的氨反应器的制作方法

1.本实用新型属于氨反应器，具体用在实验室对新型催化剂测试的一种设备。


背景技术：

2.以化石能源为基础的灰氢制氨工艺——在工艺、核心氨反应器、催化剂等技术非常成熟，相关技术的配合及运用，使得氨合成装置的运行压力大幅度降低，氨净值大幅度提高，总体能耗越来越接近吨氨能耗理论值；因此在此化石能源的基础上，基本无再提升可能；
3.目前国际和国内在“双碳政策”上的倾斜，加上科研单位在氨燃料电池的技术开发日趋成熟，未来将以清洁能源的绿氨工业蓬勃发展。且会淘汰一部分以灰氢为原料的液氨产能；由于绿色氨产业刚刚兴起，特别是风光为清洁能源的不稳定性，是否会对产氢和下游的氨反应器在气源高频率、宽幅波动下正常操作或者非正常操作下能否快速消缺；再有就是一些科研单位研制的新型催化剂，需要无限接近操作工况下进行测试，才能得到最准确的测试数据。


技术实现要素：

4.本实用新型是针对上述存在的技术问题提供一种用于实验装置的氨反应器。
5.本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种用于实验装置的氨反应器，该反应器包括高压外壳大盖和高压外壳筒体，在高压外壳大盖和高压外壳筒体所围成区域的内部装有氨反应器；
7.所述氨反应器的内腔中部设有若干竖直布置的换热管，氨反应器的上部设有第一催化剂层，换热管所在氨反应器的内腔设有第二催化剂层，第一催化剂层的上方设有上部丝网压盖，所述上部丝网压盖的上方设有内件小盖，换热管的第二催化剂层的底部设有下部丝网压盖，所述下部丝网压盖位于氨反应器底部的上端；
8.在氨反应器的中心还设有中心管，所述的中心管为套管结构且中心管的上部延伸至反应器出口，中心管的外层管的进口位于下部丝网压盖的上方，中心管的内管的进口穿出下部丝网压盖；
9.氨反应器的上端至少设有两个引流管，该引流管穿过上部丝网压盖和内件小盖与换热管连通。
10.本实用新型的技术方案中：氨反应器的内腔中设有热电偶套管。
11.本实用新型的技术方案中：所述高压外壳筒体的底部设置有主反应气进口。
12.本实用新型的技术方案中：位于高压外壳大盖外部的中心管的外观上设有冷激气进口。
13.本实用新型的技术方案中：热电偶套管上设置有信号线且信号线延伸至高压外壳大盖的上方。
14.本实用新型的技术方案中：上部丝网压盖和内件小盖之间的中心管的外管上设有
气体出口。
15.本实用新型的有益效果：
16.与现有的技术相比，此氨反应器优点：n1为冷激气进口，控制第一床层温度；n2为主反应气进口，沿反应器外壳和反应器内件环隙，可以使得外壳使用q345r材料，降低外壳制造成本，气体进入换热段换热，将反应热移出，增加反应气在催化剂床层的反应推动力，同时将未反应的气体温度提高到催化剂活性温度；反应后的气体在下部腔内收集沿中心管从n3离开氨反应器；
17.本氨合成反应器采用一轴两段设计结构，整体结构简单合理，工艺流程简单。
附图说明
18.图1为本实用新型装置的示意图。
19.其中，1为高压外壳大盖，2为高压外壳筒体，3为氨反应器内件，4为主反应气进口， 5为下部丝网压盖，6为换热管，7为催化剂层，8为上部丝网压盖，9为内件小盖，10为热电偶套管，11为中心管，12为冷激气进口，13为反应气出口。
具体实施方式
20.下面结合实施例对本实用新型做进一步说明，但本实用新型的保护范围不限于此：
21.如图1，一种用于实验装置的氨反应器，该反应器包括高压外壳大盖1和高压外壳筒体2，在高压外壳大盖1和高压外壳筒体2所围成区域的内部装有氨反应器3；
22.所述氨反应器3的内腔中部设有若干竖直布置的换热管6，氨反应器的上部设有第一催化剂层，换热管6所在氨反应器3的内腔设有第二催化剂层，第一催化剂层的上方设有上部丝网压盖8，所述上部丝网压盖8的上方设有内件小盖9，换热管的第二催化剂层的底部设有下部丝网压盖5，所述下部丝网压盖5位于氨反应器3底部的上端；
23.在氨反应器的中心还设有中心管11，所述的中心管11为套管结构且中心管11的上部延伸至反应器出口13，中心管的外层管的进口位于下部丝网压盖5的上方，中心管的内管的进口穿出下部丝网压盖5；
24.氨反应器3的上端至少设有两个引流管，该引流管穿过上部丝网压盖8和内件小盖9 与换热管6连通。
25.氨反应器3的内腔中设有热电偶套管10。所述高压外壳筒体2的底部设置有主反应气进口4。位于高压外壳大盖1外部的中心管11的外观上设有冷激气进口12。热电偶套管上设置有信号线且信号线延伸至高压外壳大盖1的上方。上部丝网压盖8和内件小盖(9) 之间的中心管的外管上设有气体出口。
26.具体的工作过程为：气体(氢气和氮气)从n2进入，沿环隙流入到反应器上端，并通过引伸管直接穿过第一段催化剂床层，进入第二段催化剂床层壳程，气体由上而下与管内反应器并流换热，以降低管内反应温度，提高反应推动力，增加转化率；经过换热的气体由中心套管返到反应器第一催化剂床层，与n1进来的气体(氢气和氮气)混合，调整第一段催化剂进口温度后，直接在催化剂床层反应，气体边反应边下移，依次通过第一段和第二段催化剂床层后，从中心管引到n3口，出反应器。


技术特征：
1.一种用于实验装置的氨反应器，其特征在于：该反应器包括高压外壳大盖(1)和高压外壳筒体(2)，在高压外壳大盖(1)和高压外壳筒体(2)所围成区域的内部装有氨反应器(3)；所述氨反应器(3)的内腔中部设有若干竖直布置的换热管(6)，氨反应器的上部设有第一催化剂层，换热管(6)所在氨反应器(3)的内腔设有第二催化剂层，第一催化剂层的上方设有上部丝网压盖(8)，所述上部丝网压盖(8)的上方设有内件小盖(9)，第二催化剂层的底部设有下部丝网压盖(5)，所述下部丝网压盖(5)位于氨反应器(3)底部的上端；在氨反应器的中心还设有中心管(11)，所述的中心管(11)为套管结构且中心管(11)的上部延伸至反应器出口(13)，中心管的外层管的进口位于下部丝网压盖(5)的上方，中心管的内管的进口穿出下部丝网压盖(5)；氨反应器(3)的上端至少设有两个引流管，该引流管穿过上部丝网压盖(8)和内件小盖(9)与换热管(6)连通。2.根据权利要求1所述的用于实验装置的氨反应器，其特征在于：氨反应器(3)的内腔中设有热电偶套管(10)。3.根据权利要求1所述的用于实验装置的氨反应器，其特征在于：所述高压外壳筒体(2)的底部设置有主反应气进口(4)。4.根据权利要求1所述的用于实验装置的氨反应器，其特征在于：位于高压外壳大盖(1)外部的中心管(11)的外观上设有冷激气进口(12)。5.根据权利要求2所述的一种用于实验装置的氨反应器，其特征在于：热电偶套管上设置有信号线且信号线延伸至高压外壳大盖(1)的上方。6.根据权利要求1所述的一种用于实验装置的氨反应器，其特征在于：上部丝网压盖(8)和内件小盖(9)之间的中心管的外管上设有气体出口。

技术总结
本实用新型公开了一种用于实验装置的氨反应器，该反应器包括高压外壳大盖和高压外壳筒体，在高压外壳大盖和高压外壳筒体所围成区域的内部装有氨反应器，所述氨反应器的内腔中设有若干竖直布置的换热管，在氨反应器的中心还设有中心管，所述中心管的上部延伸至反应器出口；氨反应器的剩余空间设有催化剂层，催化剂层的上部依次设有催化剂压盖和内件小盖，催化剂压盖和内件小盖上设有若干气体进口。本氨合成反应器采用一轴两段设计结构，整体结构简单合理，工艺流程简单。工艺流程简单。工艺流程简单。


技术研发人员：袁慕康 潘月松
受保护的技术使用者：南京凯普索工程有限公司
技术研发日：2022.08.22
技术公布日：2023/2/2