[实用新型]一种合成气制甲烷的流化床反应器内构件

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种合成气制甲烷流化床反应器的内构件，属于化工技术及设备技术领域。

背景技术

合成气催化合成甲烷是煤制天然气过程中的关键技术，流化床工艺和装置是不同于传统固定床工艺和装置的新工艺和装置。

流化床反应器相比于固定床具有更好的传热、传质等特点，从而广泛应用于能源、化工、生化等领域，尤其是强放热的反应体系。传质、传热和混合是决定流化床反应器性能的重要技术指标，直接影响转化率、操作强度和产品质量。对于气固流化床反应体系，传质和传热往往是决定反应器效率的关键。

气固流化床随表观气速的增加，床层从均匀鼓泡、过渡态到湍动态逐步转变，在床径较小时还会出现柱塞状态。在湍动和柱塞状态时会出现一定数量球帽形大气泡，由于大气泡和小气泡相比，比表面积非常小，从而严重影响了气固两相的接触，同时，由于大气泡上升更快，使部分气体形成一定程度的短路。流化床内设置内构件，可以达到抑制气泡聚并长大或破碎气泡的目的，从而改善流化质量。

目前，国内外已报道的流化床内构件主要有水平构件、垂直构件和复合构件三种类型。常见的水平内构件有多孔板、单旋或多旋导向等形式。垂直构件主要为兼做换热管的垂直管束，虽然具有结构简单的优点，但是只具有限制气泡长大的作用，而对破碎气泡作用非常有限。水平构件和垂直构件适于在较低的表观气速下使用，当超过一定气速后，在水平构件下方会出现“气垫”，而在垂直内构件间会出现“气节”。“气垫”和“气节”的出现会降低反应器的生产强度，对传质、传热等有一定的不利影响。

实用新型内容

本实用新型的目的提供一种合成气制甲烷的流化床反应器内构件，该内构件不仅可以有效破碎气泡、抑制气泡的聚并，提高传质效率，提高反应的转化率和选择性，同时还具有通量大、不易堵塞、阻力小的优点，而且具有加工和安装简单。

本实用新型所述的合成气制甲烷流化床反应器内构件，该反应器内构件由至少一层水平格栅组成，每层水平格栅由一个或多个构件单元平行排列或环形排列组成，每个构件单元由交错排布的导流板和隔板构成，导流板和水平方向的锐角夹角呈25-80°角焊接在隔板上，相邻的两个导流板方向相反，相邻构件单元的导流板设置方向相反，上下相邻两层水平格栅中相对应的构件单元内导流板互为反向设置，隔板垂直设置，高度为导流板高度的1-1.5倍；相邻的导流板垂直投影间距为2-30mm；导流板宽度为2-40mm，相邻两层水平格栅间距为0-10倍格栅高度；或构件单元不设置隔板，通过相邻构件单元内相交错对应的导流板连接处进行连接。

应用本内构件于合成气甲烷化流化床中，在反应进行中相邻构件单元内反向安装的导流板能够使气固两相在经过格栅时产生交错流动，而上下相邻格栅间相对应的构件单元内反向设置的导流板会使气固两相在垂直方向上形成更加曲折的流动，这样的流动方式不仅能够达到破碎气泡和抑制气泡聚并的作用，增强了气固两相间的接触效果，且有助于气固两相在水平方向的混合接触，从而可大大增强气固间的传质、传热效果，操作性能。

本内构件与现有技术相比，在流化床操作中可以破碎气泡和抑制气泡聚并，阻力小，不易堵塞，通量大，且加工和安装方便的优点。

附图说明

图1a和1b为内构件中构件单元的结构示意图。

图2a和2b为合成气制甲烷流化床反应器内构件的实施例结构示意图。

图3为合成气制甲烷流化床反应器内构件的实施例结构示意图。

图中1—导流板；2—隔板；W—导流板宽度；H—导流板高度；D—导流板垂直投影间距；h—水平格栅间距；a—锐角夹角。

具体实施方式

本实用新型所述的合成气制甲烷流化床反应器内构件，该反应器内构件由至少一层水平格栅组成，每层水平格栅由一个或多个构件单元平行排列或环形排列组成，每个构件单元由交错排布的导流板1和隔板2构成，导流板和水平方向的锐角夹角a呈25-80°角焊接在隔板2上，相邻的两个导流板方向相反，相邻构件单元的导流板设置方向相反，上下相邻两层水平格栅中相对应的构件单元内导流板互为反向设置，隔板垂直设置，高度为导流板高度H的1-1.5倍；相邻的导流板垂直投影间距D为2-30mm；导流板宽度W为2-40mm，相邻两层水平格栅间距h为0-10倍格栅高度；或构件单元不设置隔板，通过相邻构件单元内相交错对应的导流板连接处进行连接。