[实用新型]电催化合成反应器

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种化工设备，特别涉及到一种化学合成反应器。

背景技术

当前，能源紧张，甲醇、二甲醚代替能源引起人们的兴趣，近几年来在甲醇、二甲醚代替能源用途方面的耗量已显著增加，促进了甲醇、二甲醚工业的发展。目前广泛应用的合成氨、甲醇、二甲醚的合成设备都需要很高的操作压力在催化剂存在的情况下进行合成目标产物，如合成氨的操作压力在8MPa以上，合成甲醇的操作压力在3～15MPa之间，合成气直接合成二甲醚的操作压力在2～5MPa之间，要获得上述的操作压力，必须采取多级压缩才能实现，使得能耗很高，还存在设备庞大及造价高、催化剂易失活、运行和维护费用高的缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的是要克服现有技术和设备的缺点，提供一种能耗低、运行和维护费用低、投资小的合成反应器，包括氨合成装置、甲醇合成装置、二甲醚合成装置。为了达到上述的目的，本实用新型采用电催化方法来使原料气合成为目标产物，其特征是电催化合成反应器主要由原料气进口(18)、分气室(3)、列管式电催化室(16)、集合室(8)、产物出口(10)、冷却剂室(5)、壳体(6)组成，其中：原料气进口(18)从分气室(3)的侧面接入；分气室(3)通过列管式电催化室(16)与集合室(8)连通；产物出口(10)从集合室(8)的底部接出；列管式的每个电催化室(16)由外电极管束(15)的内空间构成，每个电催化室(16)内有中心电极(14)；外电极管束(15)的外围为冷却剂室(5)。所述的外电极管束(15)用不锈钢圆管制作，外电极管束(15)的两端分别焊接在隔板(11)、隔板(17)上，隔板(11)、隔板(17)焊接在圆筒壳体(6)内；壳体(6)通过连接导线进行电气接地，并连接到工作电源。所述的中心电极(14)为不锈钢圆棒，中心电极(14)穿过分气室封头(21)上的绝缘塞(2)伸出反应器，通过高压导线连接到工作电源。在中心电极(14)的表面沉积催化剂层，沉积在中心电极(14)表面的催化剂层还兼作电催化室(16)内的放电阻挡介质。所述的工作电源为12KV以上的直流或交流电源，工作电源施加在中心电极(14)与外电极管束(15)之间。在外电极管束(15)内还有同心度定位件(7)，同心度定位件(7)上有气流通孔，同心度定位件(7)把中心电极(14)定位在外电极管束(15)的轴心。

本实用新型的另一种电催化合成反应器，其特征是反应器主要由原料气进口(18)、分气室(3)、列管式电催化室(16)、中心电极(14)、石英套管(22)、外电极管束(15)、集合室(8)、产物出口(10)、冷却剂室(5)、壳体(6)组成，其中：原料气进口(18)从分气室(3)的侧面接入；分气室(3)通过列管式电催化室(16)与集合室(8)连通；产物出口(10)从集合室(8)的底部接出；列管式的每个电催化室(16)由外电极管束(15)的内空间构成，每个电催化室(16)内有石英套管(22)，每个石英套管(22)内有中心电极(14)，石英套管(22)作为电催化室(16)内的放电阻挡介质；中心电极(14)为不锈钢圆棒，中心电极(14)穿过分气室封头(21)上的绝缘塞(2)伸出反应器，通过高压导线连接到工作电源；外电极管束(15)用不锈钢圆管制作，外电极管束(15)的两端分别焊接在隔板(11)、隔板(17)上，隔板(11)、隔板(17)焊接在圆筒壳体(6)内；壳体(6)通过连接导线进行电气接地，并连接到工作电源；工作电源为12KV以上直流或交流电源，工作电源施加在中心电极(14)与外电极管束(15)之间；外电极管束(15)的外围为冷却剂室(5)。在外电极管束的每个管(15)内安装有催化剂环(23)，催化剂环(23)用具有催化活性的金属材料或非金属材料制作。