[发明专利]用于等温化学反应器的具有径向布置的元件的热交换器

权利要求书

1.一种等温化学反应器(1)，包含大体上圆柱形的壳体并设有大体上环形的反应空间(Q)，所述反应器包含设置在所述反应空间中的热交换器(10)，该热交换器(10)包含一系列环绕着所述反应器(1)的中心轴线(A-A)径向设置的热交换元件(11)，其中每个所述热交换元件在径向方向(r)上延伸穿过所述反应空间(Q)，并且每个热交换元件(11)包含用于加热流体或冷却流体的多个通道(12)，所述通道大体上平行于所述反应器的所述轴线(A-A)，其特征在于：

所述通道(12)在与所述反应器(1)的所述轴线(A-A)相垂直的平面上具有细长的横截面，该横截面具有长轴(20)和短轴(21)；

每个所述热交换元件(11)具有通道(12)的至少第一子通道(S1)和至少第二子通道(S2、S3)，所述第一子通道(S1)位于所述反应空间的内部区域(Qi)并且被设置成所述长轴(20)与所述径向形成大于或等于0°的第一角度，所述第二子通道(S2、S3)位于所述反应空间的外部区域(Qo)并且被设置成所述长轴(20)与所述径向形成第二角度，所述第二角度大于所述第一角度。

2.根据权利要求1所述的反应器，其中所述第一角度在0°至15°的范围，所述第二角度在30°至90°的范围。

3.根据权利要求1或2所述的反应器，其中每个热交换元件(11)包含位于所述第一子通道(S1)和所述至少第二子通道(S3)之间的至少一个中间子通道(S2)，其中所述中间子通道的通道被设置成所述长轴与所述径向形成在所述第一角度和所述第二角度的范围之间的中间角度。

4.根据权利要求3所述的反应器，其中每个所述热交换元件(11)包含：通道(12)的第一内部子通道S1、至少一个中间子通道(S2)和外部子通道(S3)，所述第一内部子通道S1被设置成所述长轴(20)与所述反应器(1)的径向相平行，所述至少一个中间子通道(S2)被设置成所述长轴(20)与所述径向形成在30°至60°之间的角度，所述外部子通道被设置成所述长轴(20)与所述径向形成90°的角度。

5.根据前述任一权利要求所述的反应器，其中所述热交换元件的所述通道(12)由具有细长横截面的导管(15)所形成。

6.根据权利要求5所述的反应器，其中每个热交换元件(11)包含用于热交换介质的进料管(13)和收集管(14)，所述进料管(13)和收集管(14)形成热交换元件(11)的上侧和下侧，所述导管(15)的相对的两个端部被分别固定到所述进料管和所述收集管上。

7.根据权利要求6所述的反应器，其中每个热交换元件(11)的所述进料管(13)和所述收集管(14)的横截面从位于环形热交换器(10)的外周的外端(13a、14a)朝着位于所述热交换器的内周的内端(13b、14b)方向减小。

8.根据权利要求7所述的反应器，其中所述进料管和所述收集管为具有较宽部分的大体上三角形的或者梯形的形状，在该较宽部分并排支撑有两个或更多个的外部导管，以便增加有效热交换面积。

9.根据前述任一权利要求所述的反应器，所述反应器(1)为甲醇转换器。

10.一种板状热交换元件(11)，该板状热交换元件具有全宽(W)和全高(H)，并包含用于热交换介质的至少进料管(13)和收集管(14)，所述进料管(13)和收集管(14)被设置在所述元件(11)的宽度方向(W)上并形成所述板状元件(11)的相对的两侧，多个平行的导管(15)限定热交换介质的通道(12)，所述导管(15)在高度方向(H)上延伸并且其相对的两端分别与进料管和收集管液体连通，其特征在于：

所述导管(15)具有细长的横截面，该横截面具有长轴(20)和短轴(21)；

所述热交换元件包含连续的导管(15)的至少第一子导管和至少另一个子导管，所述至少第一子导管被布置成所述长轴(20)与所述宽度方向形成大于或等于0°的第一角度，所述至少另一个子导管被布置成所述长轴(20)与所述宽度方向形成更大的第二角度。