一种隔断式固定床反应器的制作方法

本发明涉及固定床反应器，尤其涉及一种隔断式固定床反应器。

背景技术：

1、固定床反应器指在反应器内装填颗粒状固体催化剂或固体反应物，形成一定高度的堆积床层，气体或液体物料通过颗粒间隙流过静止固定床层的同时，实现反应过程，固定床反应器根据内部反应物以及反应环境的不同分为绝热式固定床反应器、换热式固定床反应器、列管式固定床反应器和多级固定床反应器，在针对氨合成、甲醇合成和酯化反应等放热反应时，由于反应过程中会产生大量的热量，如果不及时排出，热量囤积在催化剂处，极易对催化剂内部晶格形变，出现裂解，导致催化剂无法对后续反应进行催化，所以需要应用换热式固定床反应器将其内部所产生的热量排出，现有的换热式固定床反应器在反应时，反应物沿装有催化剂的容器向下流动并反应时，位于容器内侧的催化剂难以与将热量散发出去，导致内侧催化剂的温度升高出现损伤。

技术实现思路

1、为了克服上述背景技术中所提到的缺点，本发明提供了一种隔断式固定床反应器。

2、技术方案：一种隔断式固定床反应器，包括有底座，所述底座固定连接有外壳，所述外壳内侧的上部固定连接有上隔板，所述外壳内侧的下部固定连接有下隔板，所述上隔板和所述下隔板将所述外壳划分为进料腔、换热腔和出料腔，所述外壳的外部固定连接有与其内部换热腔连通的出液管和进液管，所述上隔板和所述下隔板之间固定连接有均匀分布的列管通道，所述列管通道的两端分别与所述外壳内部的进料腔和出料腔连通，所述列管通道由直线阵列的催化筒和若干组环形阵列的换热管组成，直线阵列的所述催化筒和若干组环形阵列的所述换热管交替分布，且所述催化筒与相邻环形阵列的所述换热管连通，直线阵列的所述催化筒内部均设置有支撑栅板，所述支撑栅板的上方放置有催化剂，所述外壳的顶部和底部分别固定连接有进料管和出料管，所述进料管与进料腔连通，所述出料管和出料腔连通，所述外壳内设置有用于加快催化剂散热的散热组件，所述外壳外部设置有用于改变换热介质流动方向的换向组件。

3、优选地，所述散热组件包括有均匀分布的滑动筒，所述换热管的中部呈球形，均匀分布的所述滑动筒分别固定连接于相邻所述换热管的中部，所述滑动筒固定连接且连通有位于相邻所述换热管中部的内球壳，所述内球壳设置有均匀分布的对冲孔，所述滑动筒内部滑动连接有活塞轴，所述滑动筒与相邻的所述活塞轴之间设置有第一弹性元件，所述外壳内部设置有用于推动所有所述活塞轴的触发组件。

4、优选地，所述触发组件包括有第一伺服电机，所述第一伺服电机固定连接于所述外壳的顶部，所述第一伺服电机的输出轴固定连接有转轴，所述转轴与所述外壳转动连接，所述转轴固定连接有位于所述外壳进料腔内的齿环，位于相同所述列管通道上直线阵列的所述催化筒共同转动连接有触发轴，所述触发轴固定连接有位于所述外壳进料腔内的第一齿轮，均匀分布的所述第一齿轮均与所述齿环啮合，所述触发轴固定连接有直线且环形阵列的第一挤压块，直线且环形阵列的所述第一挤压块分别与相邻所述活塞轴挤压配合。

5、优选地，所述第一挤压块为直角三角形，且所述第一挤压块的短直角边与相邻的所述触发轴贴合。

6、优选地，所述换向组件包括有第二伺服电机，所述第二伺服电机固定连接于所述底座，所述第二伺服电机的输出轴固定连接有第二齿轮，所述外壳的外部转动连接有转动环，所述转动环与所述外壳配合形成进水腔和出水腔，所述出液管与出水腔连通，所述进液管与进水腔连通，所述转动环的上部和下部分别设置有出水孔和进水孔，且所述出水孔和所述进水孔于所述转动环上为对角分布，所述出水孔均与出水腔和所述外壳内的换热腔连通，所述进水孔均与进水腔和所述外壳内的换热腔连通，所述转动环的外部固定连接有环形阵列的齿牙，所述转动环通过环形阵列的齿牙与所述第二齿轮传动连接。

7、优选地，还包括有均匀分布且用于加速相邻所述支撑栅板上催化剂温度排出的抖料组件，所述抖料组件设置于相邻所述催化筒的内部，所述抖料组件包括有抖料壳，所述抖料壳固定连接于相邻的所述支撑栅板，所述支撑栅板与相邻的所述催化筒滑动连接，所述支撑栅板与相邻的所述催化筒之间设置有第二弹性元件，所述抖料壳的内部设置有滑槽，所述触发轴固定连接有卡块，所述卡块与相邻所述抖料壳内的所述滑槽滑动连接。

8、优选地，所述滑槽由螺旋槽和直槽首尾相接组成。

9、优选地，还包括有均匀分布且用于使催化剂均匀反应的搅动组件，所述搅动组件设置于相邻的所述催化筒内部，所述搅动组件包括有固定架，所述固定架固定连接于相邻的所述触发轴外部，所述固定架铰接有镜像分布的搅拌轴，所述搅拌轴与相邻的所述固定架之间设置有第三弹性元件，所述催化筒的内侧顶部固定连接有固定套环，所述固定套环内侧固定连接环形阵列的第二挤压块，环形阵列的所述第二挤压块均与相邻镜像分布的所述搅拌轴挤压配合，所述催化筒的内部设置有用于使催化剂振动的振动组件。

10、优选地，所述振动组件包括有环形阵列的第三挤压块，环形阵列的所述第三挤压块均固定连接于相邻的所述固定套环上，所述搅拌轴内部固定连接有直线阵列的固定环，所述搅拌轴滑动连接有推杆，所述推杆固定连接有直线阵列的撞击盘，直线阵列的所述撞击盘分别与相邻的所述固定环接触配合，直线阵列的所述固定环与直线阵列的所述撞击盘交替分布，所述撞击盘与相邻的所述固定环之间设置有第四弹性元件，环形阵列的所述第三挤压块均与相邻镜像分布的所述推杆挤压配合。

11、优选地，所述第二挤压块为等腰三角形，所述第二挤压块的底与相邻所述固定套环贴合，所述第三挤压块设置有v形弧面。

12、本发明的有益效果为：1、通过将列管通道内的催化剂隔断为若干段，并将其内部的混合物反复分散和重聚，并与换热腔内的冷水进行热交换，提高对反应所生成热量的散热速率，避免温度囤积在催化剂内部无法排出，导致催化剂温度升高出现损伤。

13、2、通过不断抽吸换热管内的混合物，使其与换热管内流动的混合物产生对冲，延缓且流动速度的同时，改变混合物与换热管内壁的接触位置，使混合物均匀与外壳换热腔中的冷水进行热交换，进一步将反应产生的热量排出，防止催化剂高温出现损伤。

14、3、通过不断改变出水孔和下部的进水孔的位置，使注入外壳换热腔内的冷水的流动方向始终处于动态变化中，避免由于出液管和进液管的位置固定，导致冷水在外壳换热腔内的流动方向处于固定状态，进而出现流动死角，降低冷水吸收反应所生成热量的速率。

15、4、通过使支撑栅板带动催化剂向上运动，并使其复位速度快于催化剂的掉落速度，使催化剂短时间处于滞空状态，使混合物在向下运动时将反应产生的热量带走更多，保护催化剂不受损伤。

16、5、通过搅拌轴不断改变对催化剂的搅动幅度，使搅拌轴均匀搅动支撑栅板上的催化剂，提高其与反应物的接触面积，增大反应速率。

技术特征：

1.一种隔断式固定床反应器，包括有底座（1），所述底座（1）固定连接有外壳（2），所述外壳（2）内侧的上部固定连接有上隔板（3），所述外壳（2）内侧的下部固定连接有下隔板（4），所述上隔板（3）和所述下隔板（4）将所述外壳（2）划分为进料腔、换热腔和出料腔，所述外壳（2）的外部固定连接有与其内部换热腔连通的出液管（5）和进液管（6），所述上隔板（3）和所述下隔板（4）之间固定连接有均匀分布的列管通道（7），所述列管通道（7）的两端分别与所述外壳（2）内部的进料腔和出料腔连通，其特征是：所述列管通道（7）由直线阵列的催化筒（8）和若干组环形阵列的换热管（9）组成，直线阵列的所述催化筒（8）和若干组环形阵列的所述换热管（9）交替分布，且所述催化筒（8）与相邻环形阵列的所述换热管（9）连通，直线阵列的所述催化筒（8）内部均设置有支撑栅板（10），所述支撑栅板（10）的上方放置有催化剂，所述外壳（2）的顶部和底部分别固定连接有进料管（11）和出料管（12），所述进料管（11）与进料腔连通，所述出料管（12）和出料腔连通，所述外壳（2）内设置有用于加快催化剂散热的散热组件，所述外壳（2）外部设置有用于改变换热介质流动方向的换向组件。

2.根据权利要求1所述的一种隔断式固定床反应器，其特征是：所述散热组件包括有均匀分布的滑动筒（201），所述换热管（9）的中部呈球形，均匀分布的所述滑动筒（201）分别固定连接于相邻所述换热管（9）的中部，所述滑动筒（201）固定连接且连通有位于相邻所述换热管（9）中部的内球壳（202），所述内球壳（202）设置有均匀分布的对冲孔（203），所述滑动筒（201）内部滑动连接有活塞轴（204），所述滑动筒（201）与相邻的所述活塞轴（204）之间设置有第一弹性元件（205），所述外壳（2）内部设置有用于推动所有所述活塞轴（204）的触发组件。

3.根据权利要求2所述的一种隔断式固定床反应器，其特征是：所述触发组件包括有第一伺服电机（206），所述第一伺服电机（206）固定连接于所述外壳（2）的顶部，所述第一伺服电机（206）的输出轴固定连接有转轴（207），所述转轴（207）与所述外壳（2）转动连接，所述转轴（207）固定连接有位于所述外壳（2）进料腔内的齿环（208），位于相同所述列管通道（7）上直线阵列的所述催化筒（8）共同转动连接有触发轴（209），所述触发轴（209）固定连接有位于所述外壳（2）进料腔内的第一齿轮（210），均匀分布的所述第一齿轮（210）均与所述齿环（208）啮合，所述触发轴（209）固定连接有直线且环形阵列的第一挤压块（211），直线且环形阵列的所述第一挤压块（211）分别与相邻所述活塞轴（204）挤压配合。

4.根据权利要求3所述的一种隔断式固定床反应器，其特征是：所述第一挤压块（211）为直角三角形，且所述第一挤压块（211）的短直角边与相邻的所述触发轴（209）贴合。

5.根据权利要求3所述的一种隔断式固定床反应器，其特征是：所述换向组件包括有第二伺服电机（301），所述第二伺服电机（301）固定连接于所述底座（1），所述第二伺服电机（301）的输出轴固定连接有第二齿轮（302），所述外壳（2）的外部转动连接有转动环（303），所述转动环（303）与所述外壳（2）配合形成进水腔和出水腔，所述出液管（5）与出水腔连通，所述进液管（6）与进水腔连通，所述转动环（303）的上部和下部分别设置有出水孔（304）和进水孔（305），且所述出水孔（304）和所述进水孔（305）于所述转动环（303）上为对角分布，所述出水孔（304）均与出水腔和所述外壳（2）内的换热腔连通，所述进水孔（305）均与进水腔和所述外壳（2）内的换热腔连通，所述转动环（303）的外部固定连接有环形阵列的齿牙，所述转动环（303）通过环形阵列的齿牙与所述第二齿轮（302）传动连接。

6.根据权利要求3所述的一种隔断式固定床反应器，其特征是：还包括有均匀分布且用于加速相邻所述支撑栅板（10）上催化剂温度排出的抖料组件，所述抖料组件设置于相邻所述催化筒（8）的内部，所述抖料组件包括有抖料壳（401），所述抖料壳（401）固定连接于相邻的所述支撑栅板（10），所述支撑栅板（10）与相邻的所述催化筒（8）滑动连接，所述支撑栅板（10）与相邻的所述催化筒（8）之间设置有第二弹性元件（402），所述抖料壳（401）的内部设置有滑槽（403），所述触发轴（209）固定连接有卡块（404），所述卡块（404）与相邻所述抖料壳（401）内的所述滑槽（403）滑动连接。

7.根据权利要求6所述的一种隔断式固定床反应器，其特征是：所述滑槽（403）由螺旋槽和直槽首尾相接组成。

8.根据权利要求6所述的一种隔断式固定床反应器，其特征是：还包括有均匀分布且用于使催化剂均匀反应的搅动组件，所述搅动组件设置于相邻的所述催化筒（8）内部，所述搅动组件包括有固定架（501），所述固定架（501）固定连接于相邻的所述触发轴（209）外部，所述固定架（501）铰接有镜像分布的搅拌轴（502），所述搅拌轴（502）与相邻的所述固定架（501）之间设置有第三弹性元件（503），所述催化筒（8）的内侧顶部固定连接有固定套环（504），所述固定套环（504）内侧固定连接环形阵列的第二挤压块（505），环形阵列的所述第二挤压块（505）均与相邻镜像分布的所述搅拌轴（502）挤压配合，所述催化筒（8）的内部设置有用于使催化剂振动的振动组件。

9.根据权利要求8所述的一种隔断式固定床反应器，其特征是：所述振动组件包括有环形阵列的第三挤压块（506），环形阵列的所述第三挤压块（506）均固定连接于相邻的所述固定套环（504）上，所述搅拌轴（502）内部固定连接有直线阵列的固定环（507），所述搅拌轴（502）滑动连接有推杆（508），所述推杆（508）固定连接有直线阵列的撞击盘（509），直线阵列的所述撞击盘（509）分别与相邻的所述固定环（507）接触配合，直线阵列的所述固定环（507）与直线阵列的所述撞击盘（509）交替分布，所述撞击盘（509）与相邻的所述固定环（507）之间设置有第四弹性元件（510），环形阵列的所述第三挤压块（506）均与相邻镜像分布的所述推杆（508）挤压配合。

10.根据权利要求9所述的一种隔断式固定床反应器，其特征是：所述第二挤压块（505）为等腰三角形，所述第二挤压块（505）的底与相邻所述固定套环（504）贴合，所述第三挤压块（506）设置有v形弧面。

技术总结
本发明涉及固定床反应器技术领域，尤其涉及一种隔断式固定床反应器。包括有底座，所述底座固定连接有外壳，所述外壳固定连接有上隔板，所述外壳固定连接有下隔板，所述上隔板和所述下隔板将所述外壳划分为进料腔、换热腔和出料腔，所述上隔板和所述下隔板之间固定连接有均匀分布的列管通道，所述列管通道由直线阵列的催化筒和若干组环形阵列的换热管组成，直线阵列的所述催化筒均设置有支撑栅板，所述支撑栅板放置有催化剂。通过将列管通道内的催化剂隔断为若干段，并将其内部的混合物反复分散和重聚，并与换热腔内的冷水进行热交换，提高反应所生成热量的散热速率，避免温度囤积在催化剂内部无法排出，导致催化剂温度升高出现损伤。

技术研发人员：王磊,林刚,于辉,许磊,孙剑锋,张迎
受保护的技术使用者：泰兴华盛精细化工有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23