催化反应器的制作方法

1.本技术涉及反应器技术领域，特别是涉及一种催化反应器。


背景技术：

2.催化反应器的反应段通常都会用到换热管束，以及时移走反应热，现有换热管束有中心套管和u型换热管两种形式，其中，u型换热管的最小弯曲半径r≥3d(管径)，且多个u型换热管的排布形式是使弯曲半径由内向外依次增大的轴向层叠形式，使得反应段内的催化剂无法顺利卸出。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对的现有催化反应器的u型换热管的排布形式使得反应段内的催化剂无法顺利卸出的问题，提供一种能优化u型换热管的排布形式，以使催化剂顺利卸出的催化反应器。
4.本技术的一方面，提供一种催化反应器，包括：
5.外筒；
6.管板，固定于外筒内，管板设有多个环形孔组，多个环形孔组沿外筒的径向间隔设置，每一环形孔组包括呈环状且彼此间隔布设的多个固定孔；
7.触媒框，设于外筒内，且位于管板的一侧，触媒框能够容置催化剂；以及
8.多根u型换热管，设于触媒框内，且每一u型换热管的两端分别与相邻的两个固定孔相连。
9.在其中一个实施例中，每一u型换热管对应连接的两个固定孔位于同一环形孔组。
10.在其中一个实施例中，每一u型换热管对应连接的两个固定孔分别位于相邻的两个环形孔组。
11.在其中一个实施例中，每一u型换热管的弯曲半径r与管径d满足条件：r≤3d。
12.在其中一个实施例中，每一u型换热管的外径范围为15毫米～40毫米。
13.在其中一个实施例中，催化反应器还包括分水管，分水管设于管板远离多根u型换热管的一侧，分水管的一端与管板密封相连，外筒开设有连接口，分水管的另一端连接于连接口处；
14.催化反应器还包括多根连接管，多根连接管的一端与多根u型换热管的一端一一对应连接，多根连接管的另一端与分水管相连。
15.在其中一个实施例中，每一连接管包括连接竖管和连接横管，连接竖管沿外筒的轴向延伸，连接横管沿外筒的径向延伸；
16.连接竖管的一端与对应一u型换热管相连，连接竖管的另一端与对应一连接横管的一端相连，连接横管的另一端与分水管相连。
17.在其中一个实施例中，外筒在管板远离触媒框的一侧形成蒸气腔，每一u型换热管远离对应的连接管的一端与蒸气腔连通。
18.在其中一个实施例中，催化反应器还包括第一装料管，第一装料管设于分水管的内部，且一端穿设管板与触媒框连通，第一装料管用于向触媒框填装催化剂。
19.在其中一个实施例中，分水管包括至少两节管体，相邻两节管体之间可拆卸地连接。
20.上述催化反应器，相较于现有技术的u型换热管，本技术将u型换热管的两端因与管板的相邻的两个固定孔相连，故使得多个u型换热管的排布形式不再是轴向层叠设置，进而不影响催化剂的卸出。
附图说明
21.图1为本技术一实施例中的催化反应器的剖面示意图；
22.图2为图1所示的催化反应器的a-a处的剖面结构示意图；
23.图3为本技术一实施例中的u型换热管的部分结构示意图；
24.图4为图1所示的催化反应器的部分结构的剖面示意图。
具体实施方式
25.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
26.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
27.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
28.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
29.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
30.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在
第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
31.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
32.此外，附图并不是1：1的比例绘制，并且各元件的相对尺寸在附图中仅以示例地绘制，而不一定按照真实比例绘制。
33.图1示出本技术一实施例中的催化反应器的剖面示意图，图2示出了图1所示的催化反应器的a-a处的剖面结构示意图；图3为本技术一实施例中的u型换热管的部分结构示意图。为便于描述，附图仅示出了与本技术实施例相关的结构。
34.参阅附图，本技术一实施例提供一种催化反应器100，包括外筒10、管板20、触媒框30以及多根u型换热管40。
35.管板20固定于外筒10内，管板20设有多个环形孔组21，多个环形孔组21沿外筒10的径向间隔设置，每一环形孔组21包括呈环状且彼此间隔布设的多个固定孔22。触媒框30设于外筒10内，且位于管板20的一侧，触媒框30能够容置催化剂，多根u型换热管40设于触媒框30内，且每一u型换热管40的两端分别与相邻的两个固定孔22相连。可以理解，管板20用于固定u型换热管40，故u型换热管40的两端可固定在对应的两个固定孔22处。
36.外筒10的底部还开设有卸料口11，卸料口11与触媒框30连通，用于卸出催化剂。
37.如此，相较于现有技术的u型换热管，本技术将u型换热管40的两端因与管板20的相邻的两个固定孔22相连，故使得多个u型换热管40的排布形式不再是轴向层叠设置，进而不影响催化剂的卸出。
38.请再次参阅图3，具体到本技术的实施例中，每一u型换热管40的弯曲半径r与管径d满足条件：r≤3d。相较于现有技术，本技术进一步地减小了u型换热管40的弯曲半径，使得多个u型换热管40之间更加紧密，能够放置更多的u型换热管40，从而加大了换热面积，提高了换热效率。
39.在一些实施方式中，u型换热管40的外径范围为15～40毫米。需要说明的是，u型换热管40的外径，是指u型换热管40两侧外表面之间的径向尺寸。经发明人研究发现，设置u型换热管40的外径在此范围内，能够更加充分地利用触媒框30的空间，进而提升换热效率。
40.请再次参阅图2，具体到本技术的的实施方式中，每一u型换热管40对应连接的两个固定孔22位于同一环形孔组21。如此，使得多个u型换热管40可呈环形间隔排布，使催化剂更易在相邻两个u型换热管40之间卸出。
41.在另一些实施方式中，每一u型换热管40对应连接的两个固定孔22分别位于相邻两个环形孔组21。如此，如此，也能够使得多个u型换热管40可呈环形间隔排布，使催化剂更易在相邻两个u型换热管40之间卸出。
42.在其他实施方式中，也可设置部分u型换热管40对应连接的两个固定孔22位于同一环形孔组21，另一部分u型换热管40对应连接的两个固定孔22分别位于相邻两个环形孔
组21，在此不作限制。
43.请再次参阅图1，在一些实施例中，催化反应器100还包括分水管50，分水管50设于管板20远离多根u型换热管40的一侧，分水管50的一端与管板20密封相连，外筒10开设有连接口12，分水管50的另一端连接于连接口12处。具体地，分水管50远离管板20的一端伸出连接口12设置。因设置分水管50的一端与管板20密封相连，故两者可围合形成一分水腔51。具体地，分水管50远离管板20的一端能够引入饱和水。
44.催化反应器100还包括多根连接管60，多根连接管60的一端与多根u型换热管40的一端一一对应连接，多根连接管60的另一端与分水管50相连。如此，通过设置连接管60，可将分水腔51内的饱和水引入至多根u型换热管40内，以与触媒框30内的反应热进行热交换。
45.如图4所示，具体地，每一连接管60包括连接竖管61和连接横管62，连接竖管61沿外筒10的轴向延伸，连接横管62沿外筒10的径向延伸，连接竖管61的一端与对应一u型换热管40相连，连接竖管61的另一端与对应的一连接横管62的一端相连，连接横管62的另一端与分水管50相连。通过设置连接竖管61和连接横管62可简化多根连接管60在外筒10内的布置，进而使得连接管60与分水管50的连接变得简单。
46.更具体地，沿外筒10的径向方向由内向外，连接竖管61的长度逐渐增大。对应的，沿外筒10的轴向方向向远离管板20的方向，连接横杆62的长度逐渐增大。如此，可使得多根连接管60在外筒10内的布置变得规律，进而使得连接管60与分水管50的连接变得规律。
47.在一些实施方式中，每一u型换热管40的一端穿设固定孔22与对应的连接竖管61的一端螺纹相连，连接竖管61的另一端与连接横管62的一端之间通过直角接头相连，连接横管62的另一端与分水管50螺纹相连。螺纹相连的方式简单且可靠。
48.在一些实施例中，可设置分水管50与外筒10之间可沿外筒10的轴向活动相连，如此，可补偿分水管50与外筒10之间的热膨胀差。
49.在本技术的实施例中，外筒10在管板20远离触媒框30的一侧形成蒸气腔13，每一u型换热管40远离对应的连接管60的一端与蒸气腔13连通，如此，可使得饱和水换热后的蒸气能够留至蒸气腔13内，进而被排出至外筒10外部，该设计能够避免设置两个管板20，且进一步地简化结构。具体地，外筒10的顶部开设有蒸气出口14，蒸气出口14与蒸气腔13连通。
50.在一些实施例中，催化反应器100还包括第一装料管70，第一装料管70设于分水管50的内部，且一端穿设管板20与触媒框30连通，第一装料管70用于向触媒框30填装催化剂。将第一装料管70设置在分水管50内部，可避免第一装料管70干涉分水管50外部空间部件，并使得催化反应器100的结构更加紧凑。
51.请再次参阅图1，进一步地，分水管50包括至少两节管体52，相邻两节管体52之间可拆卸地连接。如此，在需要进行催化剂填装时，将管体52拆卸，进而可显露第一装料管70，以便于完成催化及的填装。
52.当然，若分水管50外部空间允许，也可在分水管50的外侧设置多个与触媒框30连通的第二装料管80，具体地，第二装料管80可设于相邻的两个u型换热管40之间。
53.本技术实施例提供的催化反应器100，相较于现有技术，具有以下有益效果：
54.相较于现有技术的u型换热管，本技术将u型换热管40的两端因与管板20的相邻的两个固定孔22相连，故使得多个u型换热管40的排布形式不再是轴向层叠设置，进而不影响催化剂的卸出。
55.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
56.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。