[实用新型]一种用于氨合成催化剂活性检验的五槽反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于氨合成催化剂活性检验的五槽反应器，该装置主要应用于实验室氨合成催化剂的活性检验及评价。

背景技术

氨合成反应器是合成氨生产的关键设备之一，性能优越的氨合成反应器对提高氨的产率、降低系统能耗等方面发挥了关键的作用。反应器大致分为连续换热式、多段间接换热式和多段冷激式三种塔型。不论何种塔型，在工艺上对氨合成塔的要求是共同的，主要有：气体在催化剂床层内分布均匀，塔的压降小；催化剂床层温度分布合理，充分利用催化剂的活性；高压容器空间利用率高：生产稳定，调节灵活，具有较大的操作弹性；结构简单可靠，各部件连接与保温合理，内件在塔内有自由伸缩的余地以减少热应力等优点。一个性能良好的氨合成反应器，对于氨合成的生产有重大的意义，国内合成氨工业反应器塔型较多，如冷管冷却型(单管并流、双套管、三套管等)、冷激型、中问换热型等。冷管冷却型氨合成塔发展较早，随着新型氨合成塔(多层泠激式、中间换热型、轴径向)开发成功，传统的冷管冷却型合成塔逐渐淘汰，目前国内中、小型氮肥厂应用比较普遍的合成塔有南京国昌化工科技有限公司、湖南安淳高新技术有限公司氨合成塔，目前国内外氨合成塔主要类型有Kellogg、Topsze、Casale、Uhde、Braun、GC、IIIJ等。现有主要为大型反应塔服务于大规模工业合成，而未有应用于实验室活性评价的小型反应器，各公司提供技术主要服务于工业应用，特点是大反应器、大催化剂装填量、高产能，该类反应器设计以规模化为前提，不适宜用来作为实验室反应器评价催化剂活性优异。

发明内容

本实用新型主要解决问题是实验室氨合成催化剂活性优劣评价，提供一种小型氨合成催化剂活性检验反应器设备，通过模拟氨合成工业流程，控制与工厂相近的反应温度、空速、压力等条件进行检验，从而得到催化剂活性检验数据。该反应器具有体积小、原料气预热路径长，预热充分、催化剂装卸方便等优点，其新型的五槽设计可以在相同条件下一次同时完成四个样品的检验，较大的节约检验成本、提高了工作效率。

本实用新型的技术解决方案：用于氨合成催化剂活性检验的五槽反应器，其特征在于五槽反应器由反应管、耐压蓄热体、电加热体、中间保温层和外壳体组成；反应器的耐压蓄热体中心插有一根中心管，中心管内插有一根热电偶套管，以中心管为圆心均布四根反应管，耐压蓄热体外装配电加热体、中间保温层，反应器通过支架固定于混凝土地面。

上述中心管内芯供原料气体进行预热、合成反应用，其处于高温、高压及氨气、氢气的腐蚀，选用耐腐蚀、耐热、高强度的特种合金钢；外壳体温度较低，腐蚀性少，采用一般材料的不锈钢，螺栓、螺帽也采用一般材料的不锈钢，抛光处理，外形美观。

上述反应器中间槽上端连接原料气，周围四槽为氨气合成气出口，上端接口连接检验装置的分析系统，反应管通过螺帽与耐热耐压蓄热体连接。

上述反应管中间装填催化剂，两端填充石英砂，下端有孔洞，以便原料气进入催化剂床层进行反应。

上述耐热耐压蓄热体尺寸为140×465mm，最高使用温度为650℃，压力为20MP，通过螺帽与反应管连接。

上述电加热体为加热筒体和缠绕于筒体上的电炉丝，电炉丝以陶瓷碗与筒体绝缘，通过温度控制系统对五槽反应器进行程序控温；

上述保温层厚度为30cm，填充耐高温保温材料。

上诉外层壳体内置核心反应器，中间填充保温材料，通过螺栓与地面支架固定。

本实用新型的技术优点为：

1、该反应器为固定床反应器，催化剂填装方便，密封性能好。

2、该反应器温度、压力稳定，易于控制，床层阻力较小。

3、原料气的空速和反应温度控制范围大，准确度高，有利于催化剂样品的复现性，使得检验数据更具有科学性。

4、反应管采用不锈钢材质，传热好，更有利于反应管内轴向温度平衡。

5、独特的五槽设计有四根反应管，能一次同时检测四个样品，能有效保证反应管之间温度、压力保持一致，为氨合成催化剂样品检验的及时性提供了保证，较大的提高了工作效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例反应器剖面结构示意图，1—原料气进气口，2—合成气出口。

图2为反应器俯视示意图。

图3为反应器样式示意图。

具体实施方式

下面结合实施方式和附图对本实用新型做进一步说明。