[发明专利]通气结构及径向反应器

说明书

技术领域

本发明涉及化工技术领域，特别是涉及一种应用于氨合成、甲醇合成生产中的通气结构及径向反应器。

背景技术

甲醇合成反应为强放热可逆反应，主要反应式

CO+2H₂＝CH₃OH+ΔH_R1

CO₂+3H₂＝CH₃OH+H₂O+ΔH_R2

ΔH_R1＝-76519.5-49.2909T----------P132

ΔH_R2＝-37858.2-22.666T-------P132

反应是在装有催化剂的反应器中进行的，现代甲醇催化剂为低压低温铜锌铝系，其压力为4.0MPa～8.5MPa，210℃～280℃。由上可知，未反应气必需先预热至210℃，反应过程中放热量大，温度上升大，例如每反应1％CO温升32℃，温升不能过高，应控制在280℃以内。

甲醇合成工艺技术的核心是甲醇合成反应器的设计。CO与H₂生成甲醇的反应是强放热反应，与H₂、N₂气体合成氨比较，生成1mol甲醇比生成1mol氨放出的热量几乎要多一倍，而合成甲醇的铜系催化剂的使用温度范围只有50℃左右，合成氨的铁系催化剂使用温度范围有120℃～150℃，反应过程需要快速移走反应热。如果反应器内的各部分的反应气体分布不均，就会造成有的地方反应不充分，且局部温度过高。

发明内容

基于此，有必要提供一种能使反应气体分布均匀的通气结构及径向反应器。

一种通气结构，包括筒体和透气板，所述通气结构上开设有通气孔，所述通气孔包括贯通所述筒体的第一通气孔和贯通所述透气板的第二通气孔，所述第二通气孔与所述第一通气孔相互连通，且所述第二通气孔的总截面积大于所述第一通气孔的总截面。

在上述通气结构中，由于通气孔包括贯通筒体的第一通气孔和贯通透气板的第二通气孔，且第二通气孔的总截面积大于第一通气孔的总截面积，因此，气体先进入第一通气孔，气体分散后再经过截面积更大的第二通气孔将气体进一步分散，对气体起到了很到的分散的作用，使气体均匀分布，使反应更加均匀和充分。

在其中一个实施例中，所述筒体的所述第一通气孔包括敞开孔和收拢孔，所述敞开孔大于所述收拢孔，所述收拢孔较所述敞开孔靠近所述透气板。

在其中一个实施例中，所述透气板的所述第二通气孔包括上孔和下孔，所述上孔较所述下孔靠近所述筒体，且所述上孔的尺寸小于所述下孔。

在其中一个实施例中，所述透气板包括基板和设于所述基板上的多个相互间隔的凸起，所述上孔开设于所述凸起，所述下孔开设于所述基板。

在其中一个实施例中，所述筒体和所述透气板间隔设置从而在其间形成缝隙，所述缝隙连通所述第一通气孔和所述第二通气孔。

在其中一个实施例中，所述通气结构还包括间隔环，所述间隔环密封地设于所述筒体和所述透气板之间，将所述筒体和所述透气板之间的所述缝隙间隔成多个区间。

在其中一个实施例中，所述通气结构还包括所述筛网，所述筛网设置在所述透气板远离所述筒体的一侧。

在其中一个实施例中，所述通气结构为径向反应筐或第一集气管。

一种径向反应器，包括外筒、径向反应筐和第一集气管，所述径向反应筐设于所述外筒内，并于所述外筒和所述径向反应筐之间形成间隙，所述第一集气管部分设置于所述径向反应筐内，且一端伸出所述径向反应筐和所述外筒外；所述外筒上开设有气口，且所述径向反应筐和所述第一集气管侧壁上均开设有通气孔；所述径向反应筐和/或所述第一集气管均包括筒体和透气板，所述通气孔包括贯通所述筒体的第一通气孔和贯通所述透气板的第二通气孔，所述第二通气孔与所述第一通气孔相互连通，且所述第二通气孔的总截面积大于所述第一通气孔的总截面，所述径向反应筐的所述筒体较所述透气板靠近所述外筒，所述第一集气管的所述筒体较所述透气板远离所述径向反应筐的所述筒体。

在上述径向反应器中，由于通气孔包括贯通筒体的第一通气孔和贯通透气板的第二通气孔，且第二通气孔的总截面积大于第一通气孔的总截面积，因此，气体先进入第一通气孔，气体分散后再经过截面积更大的第二通气孔将气体进一步分散，对气体起到了很到的分散的作用，使气体在径向反应筐内均匀分布，使反应更加均匀和充分。