[发明专利]带有绝热催化床和轴向流的化学反应器

权利要求书

1.用于进行放热或吸热化学反应的反应器，包括：

沿轴向堆叠的催化床，至少包括以轴向流串联操作的第一催化床(3)和第二催化床(4)，所述催化床在所述反应器的轴向方向上彼此堆叠，其中，离开所述第一催化床的气流在所述第二催化床中经受进一步的反应步骤；

至少一个热交换器(5)，位于所述堆叠的催化床旁边，所述热交换器布置成在离开所述第一催化床的所述流进入所述第二催化床之前通过与加热或冷却介质的间接热交换来冷却或加热离开所述第一催化床的所述流；其特征在于：

所述第一催化床具有收集器底部(6)，其具有箱状结构，所述箱状结构包括彼此间隔开且平行的第一壁(10)和第二壁(11)、以及限定在所述第一壁和所述第二壁之间的多个平行通道；

所述第一壁暴露于离开所述第一催化床的所述流，所述第二壁与所述第二催化床的气体入口连通，且所述第一壁和所述第二壁在其表面的至少一部分(17、18)上是透气的，

所述多个平行通道包括多个第一通道(15)和多个第二通道(16)，所述第一通道(15)与所述第一壁直接连通以便收集离开所述第一催化床并穿过所述第一壁的气流，所述第二通道(16)与所述第二壁直接连通以通过所述第二壁在所述第二催化床中分布气流；

所述至少一个热交换器(5)为间接热交换器，其具有由离开所述第一催化床的气流穿过的第一侧和由热交换流体穿过的第二侧，所述第一侧具有与所述收集器底部(6)的第一通道(15)连通的入口和与其第二通道(16)连通的出口，以便加热或冷却由所述第一通道收集的气流并将其在加热或冷却后供给至所述第二通道；

所述收集器底部包括夹在所述第一壁和所述第二壁之间的芯元件(12)，所述芯元件具有波状结构，所述波状结构的波峰与所述第一壁和所述第二壁交替接合，在所述壁之间限定所述平行通道。

2.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述第一壁包括平坦金属板，所述第二平坦壁包括另一平坦金属板，并且所述芯元件包括波纹状或瓦楞状的金属板。

3.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述收集器底部的第一通道和第二通道彼此交替。

4.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述芯元件为所述收集器底部的承载元件。

5.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述收集器底部的第一壁和第二壁由于孔、或者由于存在可选地被网状物覆盖的狭缝而具有透气性。

6.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述收集器底部的所述平行通道具有基本上呈三角形或梯形的横截面。

7.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述收集器底部的所述平行通道沿位于垂直于所述反应器的轴线的平面上的纵向方向延伸。

8.根据权利要求7所述的反应器，其特征在于，所述反应器具有竖直轴线，并且所述平行通道位于所述反应器内部的相同高度处。

9.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述收集器底部(6)具有模块化结构，每个模块(6.1、6.2)包括给定数量的所述平行通道，并且组合的所述收集器底部由两个或更多个所述模块并排布置形成。

10.根据权利要求9所述的反应器，其特征在于，所述收集器底部的相邻模块通过一个或多个平坦元件固定在一起，所述平坦元件形成所述第一壁或所述第二壁的一部分。

11.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述收集器底部包括用于收集或分布所述第一和/或第二通道内的气体的穿孔管(25)。

12.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述至少一个热交换器位于所述反应器的内部。

13.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述至少一个热交换器是管式的或板式的。

14.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述反应器为轴向流或基本上轴向流反应器；所述第一催化床和所述第二催化床竖直布置成柱体，所述第一催化床位于所述第二催化床的上方，使得这两个催化床依次被轴向流穿过，所述收集器底部设置在这两个催化床之间。