[发明专利]气体脱硫用双级移动床径向流反应器、反应系统及其方法

说明书

本发明公开了一种气体脱硫用双级移动床径向流反应器、反应系统及其方法，属于气体净化、分离技术领域，反应器的壳体内部设置有外套筒与内套筒，外套筒与内套筒两端分别与反应器上封头和下封头相连；内套筒内部设置有分级隔板，可实现催化剂床层的分级；内套筒和外套筒由多个开孔段和密闭段组成。待净化气体通过反应器气体进口送入内套筒，再依次经内套筒一级开孔段、与内套筒一级开孔段相邻的催化剂、外套筒下部外开孔段、外套筒与壳体之间的环形空间、外套筒下部外开孔段、与内套筒二级开孔段相邻的催化剂、内套筒二级开孔段后从反应器气体出口流出。采用本发明，可避免径向流反应器内部由于装料不均或者隔板区串流带来的气体短流问题，同时也可充分发挥催化剂吸附性能，提高催化剂综合利用率。

技术领域

本发明属于气体净化、分离技术领域，具体涉及一种气体脱硫用双级移动床径向流反应器、反应系统及其方法。

背景技术

径向流反应器具有流通截面大、床层阻损小、易实现规模化操作等优点，广泛应用于石油炼制、煤化工以及环保等领域。

专利CN 103706307 B和CN 103721643 B公开了两种径向流固定床反应器，通过反应器进出口位置的设置，或者在分流流道和集流流道内设置导流体，以期解决径向反应器的均流问题。但这两项专利催化剂床层顶端采用封闭端口，无法实现自动或连续装料操作。

专利CN 1140331C提出了一种移动床气固径向反应器结构。包括壳体，壳体有侧壁、上部封头和底部封头组成，壳体内设置有内网和外网，内网和外网之间形成环形空间，壳体上设有反应物入口、反应物出口，上部封头上设有催化剂导入管，底部封头上设有催化剂排出管，催化剂导入管和排出管与环形空间相连。在内网下部设有裙座，裙座外表面由上向下沿由内网向外网的方向倾斜，其上缘与内网相连，下缘与底部封头的内表面相连。采用该结构可实现催化剂的自动装卸，并且采用裙座结构后可减小催化剂排卸的死区。但该方案并未公开如何解决反应器内气流均匀性、装料均匀性以及气流串流等问题。并且对于催化吸附类的反应，由于催化剂未分级，不能将失效的和未失效的催化剂分开卸料，导致催化剂综合利用率较低。

专利CN 105623732 B和CN 105617946 B公开了一种移动床径向流反应器，可装填两种不同性质的催化剂，不易失活的和易失活的催化剂分别装填于固定床层和移动床层。同时通过在催化剂固定床层、流体进料通道和流体出料通道内设置分隔板，改变了流体在进料通道、固定床层、移动床层和出料通道间的径向流动方向，使得流体来回进出两个催化剂床层。采用该结构实现了两种不同性质催化剂的填装，并在同一筒体内通过分隔板改变流体流向实现了催化反应的分级，进而简化了反应系统。但该方案并未公开如何解决反应器内气流均匀性、装料均匀性以及气流串流等问题。

对于某些催化吸附的过程，催化剂失活速度较快、用量较大，需要频繁更换催化剂。若采用常规的径向流固定床，装料采用人工手动方式，劳动强度大；并且由于催化剂床层未分级，使得催化剂综合利用率低下。专利CN 105623732 B和CN 105617946 B公开的方案虽然实现了催化剂床层的分级，但该结构较为复杂，反应器内气流均匀性难以保证，且在各隔板区域易发生气流串流现象。对于顶部装料区域，催化剂会呈现出凸起料堆，在料堆区域，气流沿径向穿过的催化剂床层厚度不均，导致出现气流分配不均及短流的问题。

发明内容

有签于此，本发明的目的在于提供一种气体脱硫用双级移动床径向流反应器、反应系统及其方法，用于解决径向流反应器内部由于装料不均或者隔板区串流带来的气体短流问题。