本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，具體而言，涉及一種反應(yīng)裝置及反應(yīng)設(shè)備。

背景技術(shù)：

化工領(lǐng)域中的氣固催化反應(yīng)大部分都是強(qiáng)放熱反應(yīng)或強(qiáng)吸熱反應(yīng)，如甲醇合成、一氧化碳變換、合成氣制甲烷、氨氣合成、甲醇制烯烴、天然氣重整制氫等，對(duì)于這些強(qiáng)放熱或強(qiáng)吸熱反應(yīng)領(lǐng)域催化床反應(yīng)器的研究與改進(jìn)一直是研究的熱點(diǎn)。傳統(tǒng)的催化床反應(yīng)器，如固定床反應(yīng)器和流化床反應(yīng)器，因各自在物質(zhì)傳遞和熱量傳遞方面的缺點(diǎn)，已在諸多工程應(yīng)用中顯示出其局限性。如固定床反應(yīng)器存在床層溫度分布不均勻，容易出現(xiàn)熱點(diǎn)/冷點(diǎn)，單位體積內(nèi)換熱面積較小，無(wú)法滿(mǎn)足一些強(qiáng)放熱/吸熱反應(yīng)的換熱要求等問(wèn)題；流化床反應(yīng)器存在物料返混大、催化劑磨損嚴(yán)重等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種反應(yīng)裝置，其能夠使反應(yīng)發(fā)生時(shí)更高效、更充分，同時(shí)反應(yīng)裝置的物質(zhì)傳遞良好、熱量傳遞充分。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種反應(yīng)設(shè)備，包括上述的反應(yīng)裝置，其能夠滿(mǎn)足強(qiáng)放熱/吸熱反應(yīng)的換熱要求，物料返混小。

本發(fā)明的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種反應(yīng)裝置，包括反應(yīng)單元與換熱單元；多個(gè)反應(yīng)單元與多個(gè)換熱單元交錯(cuò)設(shè)置，反應(yīng)單元與換熱單元之間通過(guò)換熱板連接；反應(yīng)單元具有貫穿的第一通道，換熱單元具有貫穿的第二通道；第一通道中設(shè)置有第一翅片，第二通道中設(shè)置有第二翅片。

反應(yīng)裝置具有交錯(cuò)設(shè)置的多個(gè)反應(yīng)單元和多個(gè)換熱單元，且反應(yīng)單元與換熱單元之間通過(guò)換熱板連接，這樣對(duì)于放熱反應(yīng)，第一通道中反應(yīng)產(chǎn)生的熱量可以通過(guò)換熱板傳遞到第二通道中，對(duì)于吸熱反應(yīng)，第一通道中反應(yīng)需要的熱量可以通過(guò)換熱板從第二通道獲取，從而使得第一通道中的反應(yīng)物料反應(yīng)時(shí)始終能維持一個(gè)較穩(wěn)定的溫度，提高了反應(yīng)活性和反應(yīng)選擇性。第一通道中還裝填有用于催化反應(yīng)的催化劑。

在本發(fā)明的一種實(shí)施例中，第一通道與第二通道之間具有一定角度。

在本發(fā)明的一種實(shí)施例中，第一通道與第二通道呈九十度夾角設(shè)置。

在本發(fā)明的一種實(shí)施例中，第一通道與第二通道相互平行。

在本發(fā)明的一種實(shí)施例中，第一通道中設(shè)置有多個(gè)支撐條，多個(gè)支撐條與多個(gè)第一翅片交錯(cuò)設(shè)置。這樣一方面通過(guò)支撐條加強(qiáng)了第一通道的耐壓能力，使得第一通道可承受較高的外壓和/或內(nèi)壓，另一方面通過(guò)支撐條和多個(gè)第一翅片將第一通道分割為多個(gè)狹長(zhǎng)的反應(yīng)流道，使得反應(yīng)物料在流動(dòng)時(shí)趨近于理想平推流，極大的減少了物料返混。

在本發(fā)明的一種實(shí)施例中，反應(yīng)裝置內(nèi)設(shè)置有第三通道，第三通道與第一通道的延伸部分交錯(cuò)布置，第三通道與第一通道貼合。通過(guò)設(shè)置第三通道，使得反應(yīng)物料在進(jìn)入第一通道前先在第三通道內(nèi)與第一通道中的反應(yīng)物料進(jìn)行換熱，使反應(yīng)物料在進(jìn)入第一通道前達(dá)到較佳的的進(jìn)料溫度，提高反應(yīng)活性。

一種反應(yīng)設(shè)備，包括上述的反應(yīng)裝置，還包括中空密閉的殼體和設(shè)置在殼體上的反應(yīng)物進(jìn)口、反應(yīng)物出口、換熱進(jìn)口和換熱出口，反應(yīng)裝置設(shè)置在殼體內(nèi)。第一通道的兩端分別與反應(yīng)物進(jìn)口和反應(yīng)物出口連通，第二通道的兩端分別與換熱進(jìn)口和換熱出口連通。

這樣的反應(yīng)設(shè)備包括具有交錯(cuò)設(shè)置的多個(gè)反應(yīng)單元和多個(gè)換熱單元的反應(yīng)裝置，且反應(yīng)單元與換熱單元之間通過(guò)換熱板連接。將反應(yīng)裝置設(shè)置在中空密閉的殼體內(nèi)，且在殼體上設(shè)置了反應(yīng)物進(jìn)口、反應(yīng)物出口、換熱進(jìn)口和換熱出口，這樣一方面保證了反應(yīng)物料反應(yīng)時(shí)能有具有足夠的密閉性；另一方面反應(yīng)物進(jìn)口、反應(yīng)物出口、換熱進(jìn)口和換熱出口也保障了反應(yīng)設(shè)備工作時(shí)具有明確的進(jìn)出口且還能方便地與其他裝置或設(shè)備連接。

在本發(fā)明的一種實(shí)施例中，殼體上設(shè)置有可拆卸的端蓋。這樣使得催化劑裝卸和反應(yīng)裝置維護(hù)更加方便。

在本發(fā)明的一種實(shí)施例中，反應(yīng)裝置與殼體之間形成相互獨(dú)立的第一容納腔、第二容納腔、第三容納腔和第四容納腔；第一容納腔與反應(yīng)物進(jìn)口和第一通道的一端連接；第二容納腔與反應(yīng)物出口和第一通道的另一端連接：第三容納腔與換熱進(jìn)口和第二通道的一端連接；第四容納腔與換熱出口和第二通道的另一端連接。第一容納腔與第二容納腔的設(shè)置，使得來(lái)自反應(yīng)物進(jìn)口的反應(yīng)物料可均勻的流入多個(gè)第一通道，并在第一通道出口處收集匯總，從反應(yīng)物出口流出。第三容納腔與第四容納腔的設(shè)置，使得來(lái)自換熱進(jìn)口的換熱物料可均勻的流入多個(gè)第二通道，并在第二通道出口處收集匯總，從換熱出口流出。

在本發(fā)明的一種實(shí)施例中，殼體內(nèi)設(shè)置有多個(gè)反應(yīng)裝置。這樣可擴(kuò)大反應(yīng)設(shè)備的生產(chǎn)能力，滿(mǎn)足規(guī)模日趨擴(kuò)大的工業(yè)化應(yīng)用要求。

本發(fā)明實(shí)施例的有益效果是：

反應(yīng)物料在第一通道中反應(yīng)產(chǎn)生或需要的熱量可以通過(guò)換熱板向第二通道傳遞或獲取，從而使第一通道中的反應(yīng)物料反應(yīng)時(shí)始終能維持一個(gè)較穩(wěn)定的溫度，提高了反應(yīng)活性和反應(yīng)選擇性。第一通道中和第二通道中分別設(shè)置有第一翅片和第二翅片，增大了第一通道和第二通道的換熱面積，本發(fā)明提供的反應(yīng)裝置的換熱效率為固定床反應(yīng)器的5～20倍，可有效解決現(xiàn)有固定床反應(yīng)器的熱傳遞問(wèn)題(如冷點(diǎn)、熱點(diǎn)、飛溫等問(wèn)題)。

同時(shí)，第一翅片將第一通道分割為多個(gè)狹長(zhǎng)的反應(yīng)流道，使得反應(yīng)物料在流動(dòng)時(shí)趨近于理想平推流，極大的減少了物料返混。而且反應(yīng)物料在狹長(zhǎng)的反應(yīng)流道中的流速大，擴(kuò)散阻力小，反應(yīng)速率快。

反應(yīng)設(shè)備包括具有交錯(cuò)設(shè)置的多個(gè)反應(yīng)單元和多個(gè)換熱單元的反應(yīng)裝置和殼體。反應(yīng)裝置設(shè)置在中空密閉的殼體內(nèi)，且與殼體之間形成相互獨(dú)立第一容納腔、第二容納腔、第三容納腔和第四容納腔，這樣既滿(mǎn)足了流體均勻分布要求和流道密封性要求，又使得反應(yīng)設(shè)備可方便的與其他裝置或設(shè)備進(jìn)行連接。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中反應(yīng)裝置的剖視圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中反應(yīng)單元的示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中換熱單元的示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例2中反應(yīng)設(shè)備的一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例2中反應(yīng)設(shè)備的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例2中的反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例3中的反應(yīng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例4中的反應(yīng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)的零部件名稱(chēng)如下：

圖標(biāo)：100-反應(yīng)裝置；110-反應(yīng)單元；111-第一通道；1111-第一密封條；112-第一翅片；113-支撐條；120-換熱單元；121-第二通道；122-第二翅片；130-換熱板；200-反應(yīng)設(shè)備；210-殼體；220-反應(yīng)物進(jìn)口；230-反應(yīng)物出口；240-換熱進(jìn)口；250-換熱出口；3101-第一端蓋；3102-第二端蓋；3103-第三端蓋；260-第一容納腔；270-第二容納腔；280-第三容納腔；290-第四容納腔；300-第五容納腔；330-第三通道；360-催化劑；3701-第一法蘭；3702-第二法蘭；3703-第三法蘭。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來(lái)布置和設(shè)計(jì)。

因此，以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類(lèi)似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“內(nèi)”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時(shí)慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

在本發(fā)明的描述中，還需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“設(shè)置”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

實(shí)施例1

請(qǐng)參照?qǐng)D1，本實(shí)施例提供一種反應(yīng)裝置100，包括反應(yīng)單元110、換熱單元120，反應(yīng)單元110與換熱單元120通過(guò)換熱板130連接。其中反應(yīng)單元110包括第一通道111、第一翅片112、支撐條113；換熱單元120包括第二通道121、第二翅片122。

參照?qǐng)D2，反應(yīng)單元110為中空的長(zhǎng)方體。反應(yīng)單元110具有貫穿的第一通道111。在本實(shí)施例中，反應(yīng)單元110包括平行設(shè)置的兩個(gè)第一密封條1111，及換熱板130。進(jìn)一步地，兩個(gè)第一密封條1111平行設(shè)置于換熱板130的邊緣，且與換熱板130垂直。兩個(gè)第一密封條1111與換熱板130合圍形成具有U形結(jié)構(gòu)。其中，該U形結(jié)構(gòu)的貫穿的通道即為第一通道111。

反應(yīng)單元110的第一通道111中間隔設(shè)置有支撐條113和第一翅片112。在本實(shí)施例中，第一翅片為波浪形翅片，支撐條113為長(zhǎng)條狀的四棱柱。支撐條113沿第一通道111貫穿的方向延伸且與第一密封條1111平行。支撐條113與上下?lián)Q熱板130焊接連接，增強(qiáng)了第一通道的耐壓能力，使得第一通道可承受較高的內(nèi)壓和外壓；第一翅片112可活動(dòng)的設(shè)置在第一通道111中，在催化劑裝卸時(shí)，可將第一翅片112抽出，方便催化劑裝卸。

參照?qǐng)D3，換熱單元120也為中空的長(zhǎng)方體。換熱單元120具有貫穿的第二通道121。在本實(shí)施例中，第二通道121包括兩個(gè)第二密封條1211，及換熱板130。進(jìn)一步地，兩個(gè)第二密封條1211平行設(shè)置在換熱板130的邊緣，且與換熱板130垂直；兩個(gè)第二密封條1211與換熱板130合圍形成具有U形結(jié)構(gòu)。其中，該U形結(jié)構(gòu)的貫穿的通道即為第二通道121。

第二翅片122設(shè)置于第二通道121中。本實(shí)施例中，第二翅片121為城墻狀翅片。第二翅片122與上下?lián)Q熱板130為焊接連接，既增強(qiáng)了第二通道耐壓能力，又增加了第二通道的換熱面積和換熱介質(zhì)流經(jīng)第二通道的傳熱系數(shù)，極大的增強(qiáng)了反應(yīng)裝置的換熱效率。

裝配時(shí)，多個(gè)反應(yīng)單元110與多個(gè)換熱單元120交錯(cuò)設(shè)置，反應(yīng)單元110與換熱單元120之間通過(guò)換熱板130連接。換熱板130、第一翅片112、第二翅片122、支撐條113、第一密封條1111、第二密封條1211的材料可為不銹鋼、合金鋼、鋁合金等材料中的一種或多種的組合。

第一通道111和第二通道121中分別設(shè)置有第一翅片112和第二翅片122，第一翅片112的開(kāi)口與第一通道111的開(kāi)口方向一致，第二翅片122的開(kāi)口于第二通道121的開(kāi)口方向一致。在本實(shí)施例中，第一通道111與第二通道121呈九十度夾角設(shè)置。相應(yīng)地，第一翅片112與第二翅片122也呈九十度夾角。

第一翅片112和支撐條113將第一通道111分割為多個(gè)狹長(zhǎng)的反應(yīng)流道，每個(gè)狹長(zhǎng)的反應(yīng)流道內(nèi)裝填有用于催化化學(xué)反應(yīng)的顆粒狀催化劑360。這樣當(dāng)反應(yīng)物料通過(guò)第一通道111時(shí)，反應(yīng)物料可以充分地與催化劑360接觸從而使化學(xué)反應(yīng)充分進(jìn)行，且由于各狹長(zhǎng)的反應(yīng)流道的橫截面尺寸較小(一般為5～15mm，優(yōu)選10mm)，反應(yīng)物料通過(guò)時(shí)流速較快，擴(kuò)散阻力較小，反應(yīng)速率快，裝置反應(yīng)空速大。

需要說(shuō)明的是，

第一翅片112的形狀不限于波浪形，第二翅片122的形狀也不限于城墻形，這里僅僅是一個(gè)示例。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，第一翅片112和第二翅片122可以為波浪形、城堡形、百葉窗形、鋸齒形等形狀中的一種或多種的組合。第一通道111和第二通道121之間的夾角不限于九十度，還可以是其他的角度，也可以是相互平行的。

反應(yīng)裝置100的工作原理是：

反應(yīng)裝置100具有交錯(cuò)設(shè)置的多個(gè)反應(yīng)單元110和多個(gè)換熱單元120，且反應(yīng)單元110與換熱單元120之間通過(guò)換熱板130連接，這樣第一通道111中產(chǎn)生或需要的熱量可以通過(guò)換熱板130向第二通道121傳遞或獲取，從而使第一通道111中的反應(yīng)物料反應(yīng)時(shí)始終能維持一個(gè)較穩(wěn)定的溫度，使得反應(yīng)物料反應(yīng)時(shí)更加穩(wěn)定。第一通道111中設(shè)置有第一翅片112，第二通道121中設(shè)置有第二翅片122，這樣增加了反應(yīng)裝置100中的換熱面積和換熱系數(shù)，使得反應(yīng)裝置100的傳熱效率達(dá)到常規(guī)固定床的5～20倍，可適用于強(qiáng)放熱和強(qiáng)吸熱反應(yīng)。

實(shí)施例2

請(qǐng)參照?qǐng)D4，本實(shí)施例提供一種反應(yīng)設(shè)備200，其包括實(shí)施例1中的反應(yīng)裝置100，還包括殼體210、反應(yīng)物進(jìn)口220、反應(yīng)物出口230、換熱進(jìn)口240和換熱出口250。

參照?qǐng)D4與圖5，殼體210為中空的長(zhǎng)方體。殼體210相對(duì)的兩側(cè)設(shè)置有可拆卸地第一端蓋3101和第二端蓋3102。進(jìn)一步地，第一端蓋3101為球弧形結(jié)構(gòu)，第一端蓋3101通過(guò)第一法蘭3701與殼體210的一端可拆卸地連接；第二端蓋3102為球弧形結(jié)構(gòu)，第二端蓋3102通過(guò)第二法蘭3702與殼體210的另一端可拆卸地連接。

反應(yīng)物進(jìn)口220設(shè)置在第一端蓋3101上。反應(yīng)物出口230設(shè)置在第二端蓋3102上。反應(yīng)物進(jìn)口220和反應(yīng)物出口230使殼體210內(nèi)部的反應(yīng)單元110與外界相連通。

換熱進(jìn)口240設(shè)置在殼體210的一側(cè)，換熱出口250設(shè)置在殼體210上與換熱進(jìn)口240相對(duì)的另一側(cè)，換熱進(jìn)口240和換熱出口250使殼體210內(nèi)部的換熱單元120與外界相連通。

參照?qǐng)D6，反應(yīng)裝置100設(shè)置在殼體210內(nèi)部。與實(shí)施例一不同的是，第一通道111和第二通道121相互平行。再次參照?qǐng)D4與圖5，反應(yīng)裝置100與殼體210之間形成相互獨(dú)立的第一容納腔260、第二容納腔270、第三容納腔280和第四容納腔290；第一容納腔260與反應(yīng)物進(jìn)口220和第一通道111的一端連接；第二容納腔270與反應(yīng)物出口230和第一通道111的另一端連接：第三容納腔280與換熱進(jìn)口240和第二通道121的一端連接；第四容納腔290與換熱出口250和第二通道121的另一端連接。在本實(shí)施例中，第一容納腔260為第一端蓋3101與反應(yīng)裝置100的一端合圍的空間；第二容納腔270為第二端蓋3102與反應(yīng)裝置100的另一端合圍的空間。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中，第二通道121的上下兩端都設(shè)置有導(dǎo)流片。導(dǎo)流片使第二通道121中的換熱介質(zhì)流向發(fā)生九十度改變，即在第二通道121的上下兩端，由豎直流向變?yōu)樗搅飨?，使得換熱介質(zhì)能從第三容納腔280流入第二通道121，再由第二通道121流入第四容納腔290。

裝配時(shí)，先將第一端蓋3101或第二端蓋3102拆下，將反應(yīng)裝置100放置在殼體210內(nèi)部，并確保第一通道111正對(duì)反應(yīng)物進(jìn)口220和/或反應(yīng)物出口230。再將催化劑360顆粒散裝在第一通道111中。

使用時(shí)，從反應(yīng)物進(jìn)口220通入反應(yīng)氣體。反應(yīng)氣體先經(jīng)第一容納腔260均勻分布流入第一通道111，反應(yīng)氣體通過(guò)第一通道111時(shí)，充分地與催化劑360接觸從而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。第一通道111中反應(yīng)產(chǎn)生或需求的熱量，通過(guò)換熱板130和第一翅片112向第二通道121傳遞或獲取，從而使得第一通道111中的反應(yīng)溫度始終維持在一定范圍內(nèi)，提高了反應(yīng)活性和反應(yīng)選擇性。反應(yīng)后的氣體，經(jīng)第二容納腔270匯集后，從反應(yīng)物出口230流出。在換熱進(jìn)口240中通入的換熱介質(zhì)經(jīng)第三容納腔280均勻分布流入導(dǎo)流片，再進(jìn)入第二通道121。經(jīng)與第一通道111換熱后的換熱介質(zhì)，在第二通道121上端進(jìn)入導(dǎo)流片，再經(jīng)第四容納腔290匯集后，從換熱出口250流出。

需要說(shuō)明的是，

換熱介質(zhì)可以是工藝介質(zhì)、空氣、水、導(dǎo)熱油、熔鹽中的任意一種，只要換熱介質(zhì)具有一定的載熱能力即可。

第一通道111和第二通道121不限于平行的設(shè)置，還可以是呈一定角度的設(shè)置。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，第一通道111和第二通道121還可以是九十度、四十五度等其他角度。

殼體210上設(shè)置端蓋的數(shù)量不限于兩個(gè)，這里僅僅是一個(gè)示例，只要?dú)んw210具有可拆卸的端蓋即可。進(jìn)一步地，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，殼體210上只具有一個(gè)端蓋。

殼體210的形狀不限于長(zhǎng)方體，殼體210還可以是圓柱體等，這里僅僅是一個(gè)示例。

殼體210內(nèi)的反應(yīng)裝置100不限于一個(gè)，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，殼體210內(nèi)可以設(shè)置多個(gè)反應(yīng)裝置100。

反應(yīng)設(shè)備200的工作原理是：

反應(yīng)設(shè)備200中設(shè)置有第一通道111和第二通道121平行的反應(yīng)裝置100。將反應(yīng)裝置100設(shè)置在中空密閉的殼體210內(nèi)，且在殼體210上設(shè)置了反應(yīng)物進(jìn)口220、反應(yīng)物出口230、換熱進(jìn)口240和換熱出口250，這樣一方面保證了反應(yīng)物料反應(yīng)時(shí)能有具有足夠的密閉性；另一方面反應(yīng)物進(jìn)口220、反應(yīng)物出口230、換熱進(jìn)口240和換熱出口250也保障了反應(yīng)設(shè)備工作時(shí)具有明確的進(jìn)出口且還能方便地與其他裝置或設(shè)備連接。

實(shí)施例3

請(qǐng)參照?qǐng)D7，本實(shí)施例提供一種反應(yīng)設(shè)備200，其與第二實(shí)施例大致相同，二者的區(qū)別在于本實(shí)施例的反應(yīng)裝置100還包括第三通道330。

殼體210為中空的圓柱體，內(nèi)部設(shè)置有反應(yīng)裝置100。反應(yīng)裝置100內(nèi)設(shè)置有第三通道330，第三通道330的一端與反應(yīng)物進(jìn)口220連通，第三通道330的另一端通過(guò)殼體210與反應(yīng)裝置100之間的空隙與第一通道111遠(yuǎn)離反應(yīng)物出口230的一端連通。

在本實(shí)施例中，反應(yīng)設(shè)備200只具有一個(gè)第三端蓋3103，第三端蓋3103通過(guò)第三法蘭3703與殼體210連接。第三通道330與反應(yīng)物進(jìn)口220之間設(shè)置有第五容納腔300。反應(yīng)物進(jìn)口220設(shè)置在殼體210側(cè)面上與換熱出口250相同的一側(cè)，反應(yīng)物進(jìn)口220與第三通道330連通。第一通道111和第二通道121呈九十度夾角設(shè)置，第一通道111與第三通道330也呈九十度夾角設(shè)置，第二通道121與第三通道330平行設(shè)置。

在本實(shí)施例中，第一通道111的水平方向的長(zhǎng)度大于第二通道121的水平方向的長(zhǎng)度，第一通道111與第二通道121交錯(cuò)設(shè)置，第一通道111延伸出第二通道121的部分與第三通道330交錯(cuò)設(shè)置，即第二通道121與第三通道330在水平方向的長(zhǎng)度之和與第一通道111的水平方向的長(zhǎng)度相等。

使用時(shí)，反應(yīng)氣體由反應(yīng)入口220進(jìn)入第五容納腔300，經(jīng)分流后均勻進(jìn)入第三通道330，與第一通道111中已反應(yīng)的氣體進(jìn)行換熱，將第三通道330中的反應(yīng)氣體預(yù)熱至較佳溫度。經(jīng)預(yù)熱后的反應(yīng)氣體從第三通道330的另一端流出，經(jīng)殼體210與反應(yīng)裝置100之間的空隙流入第一容納腔260，經(jīng)分流后均勻流入第一通道111。在第一通道111內(nèi)，反應(yīng)氣體在催化劑360的催化下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)放出或需求的熱量由換熱板130向第二通道121傳遞或獲取。反應(yīng)后的反應(yīng)氣體通過(guò)第一通道111與第三通道330交錯(cuò)的部分，與第三通道330中未反應(yīng)的冷反應(yīng)氣體進(jìn)行換熱，將第三通道330中的冷氣體預(yù)熱至較佳溫度，再經(jīng)第二容納腔270匯集后，從反應(yīng)物物出口230排出。換熱介質(zhì)從換熱進(jìn)口240流入，經(jīng)第三容納腔280分流后，均勻流入第二通道121，與第一通道111中的反應(yīng)氣體換熱后進(jìn)入第四容納腔290，經(jīng)匯集后從換熱出口250流出。

這樣的反應(yīng)設(shè)備200可以將第一通道111中的熱量用于預(yù)熱反應(yīng)氣體使反應(yīng)氣體在進(jìn)入第一通道111中與催化劑360接觸前就能達(dá)到較佳的進(jìn)料的溫度，提高了反應(yīng)活性、加快了反應(yīng)速率。

實(shí)施例4

請(qǐng)參照?qǐng)D8，本實(shí)施例提供一種反應(yīng)設(shè)備200，其與第三實(shí)施例大致相同，二者的區(qū)別在于本實(shí)施例的反應(yīng)設(shè)備200包括四個(gè)反應(yīng)裝置100，且殼體210內(nèi)不具備第三通道330。

第一通道111和第二通道121呈九十度夾角設(shè)置。每個(gè)反應(yīng)裝置100分別具有一個(gè)反應(yīng)物進(jìn)口220、一個(gè)反應(yīng)物出口230、一個(gè)換熱進(jìn)口240和一個(gè)換熱出口250。與實(shí)施例三不同的是，反應(yīng)物進(jìn)口220和反應(yīng)物出口230沒(méi)有設(shè)置在殼體210的軸向的兩端。在本實(shí)施例中，反應(yīng)物進(jìn)口220和反應(yīng)物出口230相對(duì)地設(shè)置在殼體210的徑向方向。反應(yīng)物進(jìn)口220和反應(yīng)物出口230分別與第一通道111的兩端連接。

需要說(shuō)明的是，反應(yīng)物進(jìn)口220、反應(yīng)物出口230、換熱進(jìn)口240、換熱出口250均可以分別設(shè)置4個(gè)，也可以在殼體內(nèi)匯總后，分別設(shè)置1個(gè)。

這樣的反應(yīng)設(shè)備200因?yàn)榫哂卸鄠€(gè)反應(yīng)裝置100，既可以同時(shí)保障多批次和/或多種類(lèi)的反應(yīng)物同時(shí)反應(yīng)，這樣提高了反應(yīng)設(shè)備200的利用率，也可以擴(kuò)大反應(yīng)設(shè)備200的處理規(guī)模，滿(mǎn)足規(guī)模日趨擴(kuò)大的化工裝置要求。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例中的反應(yīng)裝置100具有交錯(cuò)設(shè)置的多個(gè)反應(yīng)單元110和多個(gè)換熱單元120，且反應(yīng)單元110與換熱單元120之間通過(guò)換熱板130連接，這樣反應(yīng)單元110中產(chǎn)生或需要的熱量可以通過(guò)換熱板130向第二通道121傳遞或獲取，從而使第一通道111中的反應(yīng)氣體反應(yīng)時(shí)始終能維持一個(gè)較穩(wěn)定的溫度，提高了反應(yīng)活性和反應(yīng)選擇性。第一通道111中設(shè)置有第一翅片112，第一翅片112將第一通道111分割為多個(gè)狹長(zhǎng)的反應(yīng)流道，反應(yīng)物料在各狹長(zhǎng)的反應(yīng)流道中流速較快，擴(kuò)散阻力小，反應(yīng)速率快，且接近于理想平推流，減少了物料返混，提高了反應(yīng)效率。

反應(yīng)設(shè)備200包括具有交錯(cuò)設(shè)置的多個(gè)反應(yīng)單元110和多個(gè)換熱單元120的反應(yīng)裝置100。將反應(yīng)設(shè)置裝置在中空密閉的殼體210內(nèi)，在殼體210上設(shè)置有反應(yīng)物進(jìn)口220、反應(yīng)物出口230、換熱進(jìn)口240和換熱出口250。反應(yīng)裝置100與殼體210之間形成相互獨(dú)立的第一容納腔260、第二容納腔270、第三容納腔280和第四容納腔290，這樣既滿(mǎn)足了流體均勻分布要求和流道密封性要求，又使得反應(yīng)設(shè)備可方便的與其他裝置或設(shè)備進(jìn)行連接。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。