[发明专利]静电式化学合成器

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工设备，特别涉及到一种化学合成反应器。

背景技术

目前，广泛应用的合成氨、甲醇、二甲醚的合成设备都需要很高的操作压力在催化剂存在的情况下进行合成反应，如生产氨的合成操作压力在8MPa以上，生产甲醇的合成操作压力在3～15MPa之间，合成气直接合成二甲醚的操作压力在2～5MPa之间，要获得上述的操作压力，必须采取多级压缩才能实现，使得能耗很高，还存在设备庞大及造价高、催化剂易失活、运行和维护费用高的缺点。

发明内容

本发明的目的是要克服现有技术和设备的缺点，提供一种能耗低、运行和维护费用低、投资小的静电式化学合成反应器，用来进行合成氨、甲醇、二甲醚生产。

本发明的一种静电式化学合成器，其特征是化学合成器主要由电离室a（Ⅰ）、中心电极a（15）、绝缘端头a（16）、电离室b（Ⅵ）、中心电极b（7）、绝缘端头b（11）、合成室（Ⅱ）、输入接口a（3）、输入接口b（8）和输出接口（5）组成，其中，电离室a（Ⅰ）由外电极a（14）的内空间构成，外电极a（14）为圆筒体结构，外电极a（14）的圆筒体结构构成电离室a（Ⅰ）的壁体，电离室a（Ⅰ）后端的壁体连接在绝缘端头a（16）上，绝缘端头a（16）的中心有通孔，中心电极a（15）安装在绝缘端头a（16）的中心通孔上，中心电极a（15）的前端为圆棒体结构，中心电极a（15）的圆棒体结构伸入到外电极a（14）圆筒体的内空间中；电离室b（Ⅵ）由外电极b（12）的内空间构成，外电极b（12）为圆筒体结构，外电极b（12）的圆筒体结构构成电离室b（Ⅵ）的壁体，电离室b（Ⅵ）后端的壁体连接在绝缘端头b（11）上，绝缘端头b（11）的中心有通孔，中心电极b（7）安装在绝缘端头b（11）的中心通孔上，中心电极b（7）的前端为圆棒体结构，中心电极b（7）的圆棒体结构伸入到外电极b（12）圆筒体的内空间中；合成室（Ⅱ）由壳体（4）的内空间构成，壳体（4）为圆筒体结构，在壳体（4）后端的圆筒体结构上有外电极a（14）的连接口a（17）和外电极b（12）的连接口b（18），电离室a（Ⅰ）的前端壁体连接到壳体（4）的连接口a（17）上，电离室b（Ⅵ）的前端壁体连接到壳体（4）的连接口b（18）上；输入接口a（3）连接在电离室a（Ⅰ）的后部壁体上；输入接口b（8）连接在电离室b（Ⅵ）的后部壁体上；输出接口（5）连接在壳体（4）的前端。

本发明中，输入接口a（3）以切线方向连接在电离室a（Ⅰ）的后部壁体上；输入接口b（8）以切线方向连接在电离室b（Ⅵ）的后部壁体上；中心电极a（15）的前端圆棒体结构上有石英套管a（13）进行封装，中心电极a（15）的后端上有电极接头a（1）；中心电极b（7）的前端圆棒体结构上有石英套管b（6）进行封装，中心电极b（7）的后端上有电极接头b（9）；壳体（4）前端的圆筒体结构与输出接口（5）之间有产物通道（Ⅲ）；在绝缘端头a（16）上有电极紧固件a（2），电极紧固件a（2）把中心电极a（15）固定在绝缘端头a（16）上；在绝缘端头b（11）上有电极紧固件b（10），电极紧固件b（10）把中心电极b（7）固定在绝缘端头b（11）上；电离室a（Ⅰ）直接连通到合成室（Ⅱ）；电离室b（Ⅵ）的前端与合成室（Ⅱ）的后端之间有离子气通道（Ⅴ）和切线射流口（Ⅳ），电离室b（Ⅵ）通过离子气通道（Ⅴ）和切线射流口（Ⅳ）以切线方向连通到合成室（Ⅱ）；离子气通道（Ⅴ）和切线射流口（Ⅳ）连通到合成室（Ⅱ）的角度与电离室a（Ⅰ）连通到合成室（Ⅱ）的角度呈相互垂直；切线射流口（Ⅳ）的切线方向与输入接口a（3）的切线方向相反。

本发明中，把离子气通道（Ⅴ）和切线射流口（Ⅳ）连通到合成室（Ⅱ）的角度与电离室a（Ⅰ）连通到合成室（Ⅱ）的角度进行相互垂直设计以及采取切线射流口（Ⅳ）的切线方向与输入接口a（3）的切线方向相反的措施，其目的是为了能使进入到合成室（Ⅱ）的二种原料气进行更好的混合，更有利于完成化学合成反应。