[发明专利]反应器

说明书

本发明涉及一种反应器，包括外筒、径向框及换热结构，径向框设于外筒内，且径向框包括反应区域，换热结构包括若干换热管，若干换热管以径向框的中轴线为基准自内向外呈阵列式排布，换热管的横向截面呈椭圆状，每根换热管的中轴线与径向框的中轴线共面于第一平面，经过每根换热管横向截面长轴的纵向截面为第二平面；其中，同一根换热管对应的第一平面与第二平面呈夹角设置。在反应过程中，在换热管沿长轴方向的两椭圆面的导向作用下，从径向框外周向径向框的中轴线流动的气流会与径向方向(换热管的中轴线与径向框的中轴线之间的连线方向)呈一定角度。如此，延长了气流的流动路径，增加了气流的停留时间，使换热效果更佳，满足工业生产的要求。

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CO变换的反应器。

背景技术

煤气、天然气转化气、焦炉气转化气、电石炉尾气、高炉煤气等，这些气体均含有大量的CO，例如电石尾气含有CO为80％，煤气中的CO含量为30％～68％。一般地，CO可变化为有用的H₂，具体反应式为：

CO+H₂O(汽)＝CO₂+H₂+Q；

该变化反应为放热可逆反应，必须有催化剂和过量的H₂O按反应式过量，才能使反应向生成H₂的方向进行。该反应中的催化剂的活性有一定的温度范围，低于一定温度反应速度很慢，需要加大催化剂用量，而温度过高，会严重影响催化剂的活性。此外，当CO浓度较高，进入反应器内，大量CO立即反应，温度迅速升高，特别是未反应气自身带有大量水蒸汽时，更促进了反应，使温度升高，发生所谓的飞温现象。因此，需要将反应产生的热量移走，使反应床层温度恒定，达到保护催化剂，提高反应效率的目的。

一般地，通过在反应器内设置径向床结构，将换热器置于反应器内部，实现移运反应热的目的。但传统的换热结构因结构受限，达不到较佳的传热效果，无法满足工业生产的要求。

发明内容

基于此，有必要针对传统的反应器传热效果不佳，无法满足工业生产要求的问题，提供一种传热效果佳、触媒反应效果好的反应器。

反应器，包括外筒、径向框及换热结构，所述径向框设于所述外筒内，且所述径向框包括反应区域，所述换热结构包括若干换热管，若干所述换热管以所述径向框的中轴线为基准自内向外呈阵列式排布，所述换热管的横向截面呈椭圆状，每根所述换热管的中轴线与所述径向框的中轴线共面于第一平面，经过每根所述换热管横向截面长轴的纵向截面为第二平面；

其中，同一根所述换热管对应的所述第一平面与所述第二平面呈夹角设置。

上述反应器，在反应过程中，在换热管沿长轴方向的两椭圆面的导向作用下，从径向框外周向径向框的中轴线流动的气流会与径向方向(换热管的中轴线与径向框的中轴线之间的连线方向)呈一定角度。如此，延长了气流的流动路径，增加了气流的停留时间，使换热效果更佳，满足工业生产的要求。

在其中一实施例中，所述第一平面与所述第二平面之间的夹角为1～89度，优选2～45度。

在其中一实施例中，所述换热管横向截面的长轴与短轴之间的比例为1～20。

在其中一实施例中，所述换热管与所述径向框的中轴线相互平行。

在其中一实施例中，若干所述换热管以所述径向框的中轴线为基准呈环形阵列式排布。

在其中一实施例中，若干所述换热管位于以所述径向框的中轴线为基准的多个同心圆上。

在其中一实施例中，位于同一个同心圆上的所述换热管的中轴线与所述径向框的中轴线共面的第一平面，与经过所述换热管横向截面长轴的纵向截面的第二平面之间的夹角相同。