本發(fā)明涉及制氫領(lǐng)域，具體而言，涉及一種列管式反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
1、化學(xué)鏈反應(yīng)制氫技術(shù)是一種比較新的技術(shù)，基本分為三種方案，固定床制氫，移動(dòng)床制氫以及流化床制氫。其基本原理一般都是反應(yīng)器自上而下軸向排列，氧載體通過重力流至反應(yīng)器最下端后，通過氣體將氧載體提升回反應(yīng)器上部。現(xiàn)有的幾種方案，存在的問題主要是在氧化反應(yīng)器中，一般使用空氣作為氧化劑，由于氧化反應(yīng)為強(qiáng)放熱反應(yīng)，氧化反應(yīng)器的反應(yīng)溫度非常高，氧載體和空氣同時(shí)被加熱到很高的溫度。氧載體的熱量可以帶入到還原反應(yīng)，給還原反應(yīng)供熱；但空氣特別是反應(yīng)后的貧氧空氣，后續(xù)一般直接排入大氣中，其熱量無法很好的回收，或者需要單獨(dú)添加換熱器等設(shè)備對(duì)其熱量進(jìn)行回收，造成能耗增加和成本升高。
2、傳統(tǒng)的列管式反應(yīng)器，一般管程裝填氧載體，殼程為水或其他冷卻劑。這樣雖然可以利用水吸收氧化反應(yīng)生成的熱量，但其問題在于吸收的熱量不好控制，會(huì)導(dǎo)致氧載體的溫度降低，如果溫度過低會(huì)影響下一步的還原反應(yīng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種列管式反應(yīng)器，其能夠避免冷卻劑直接與氧載體換熱，從而降低了對(duì)氧載體溫度的影響。
2、本發(fā)明的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：
3、本實(shí)施例公開了一種列管式反應(yīng)器，包括：
4、反應(yīng)器本體；
5、管體組件，所述管體組件位于所述反應(yīng)器本體內(nèi)，且包括匹配設(shè)置的列管和套管，所述列管的內(nèi)部用于安裝氧載體，所述套管套設(shè)在對(duì)應(yīng)所述列管上，所述列管的外側(cè)壁上設(shè)置有開孔；
6、密封組件，所述密封組件包括第一密封結(jié)構(gòu)和第二密封結(jié)構(gòu)；所述第一密封結(jié)構(gòu)與所述第二密封結(jié)構(gòu)相對(duì)設(shè)置在所述反應(yīng)器本體內(nèi)，且分別與所述反應(yīng)器本體對(duì)應(yīng)位置的內(nèi)側(cè)壁密封連接；所述列管和所述套管的兩端分別貫穿所述第一密封結(jié)構(gòu)和所述第二密封結(jié)構(gòu)；
7、所述反應(yīng)器本體的兩端分別設(shè)置有進(jìn)氣口和出氣口，所述列管的兩端分別與所述進(jìn)氣口、所述出氣口連通，所述套管的頂端與所述出氣口器連通；所述反應(yīng)器本體兩端的側(cè)面還設(shè)置有進(jìn)液口和出液口，且所述進(jìn)液口和所述出液口位于所述第一密封結(jié)構(gòu)和所述第二密封結(jié)構(gòu)之間。
8、在一些實(shí)施例中，所述列管的上部第一范圍區(qū)域內(nèi)未設(shè)置所述開孔，所述列管的下部第二范圍區(qū)域內(nèi)設(shè)置所述開孔；所述第一范圍區(qū)域占所述列管總長(zhǎng)度的比值為第一設(shè)定范圍值，所述第二范圍區(qū)域占所述列管總長(zhǎng)度的比值為第二設(shè)定范圍值，所述第一設(shè)定范圍值與所述第二設(shè)定范圍值之和為一。
9、在一些實(shí)施例中，所述第一設(shè)定范圍值是五分之一至三分之一，所述第二設(shè)定范圍值是三分之二至五分之四。
10、在一些實(shí)施例中，所述反應(yīng)器還包括：上管箱和下管箱，所述上管箱和所述下管箱分別設(shè)置在所述反應(yīng)本體的上、下兩端，且通過固定件連接，所述上管箱具有所述出氣口，所述下管箱具有所述出氣口。
11、在一些實(shí)施例中，輸入列管的氣體的流向?yàn)樽韵露希斎胨龇磻?yīng)器本體內(nèi)部的液體的流向?yàn)樽陨隙禄蜃韵露稀?/p>
12、在一些實(shí)施例中，所述列管和所述套管設(shè)置有多個(gè)，且沿著所述反應(yīng)本體的圓周方向等角度設(shè)置。
13、在一些實(shí)施例中，所述反應(yīng)器本體的內(nèi)部還設(shè)置有多個(gè)拉桿和折流板，所述拉桿和所述折流板均位位于所述第一密封結(jié)構(gòu)和所述第二密封結(jié)構(gòu)之間；每一個(gè)所述套管與所述反應(yīng)器本體的內(nèi)側(cè)壁之間設(shè)置有所述拉桿，且該拉桿通過所述折流板分別與所述套管、所述反應(yīng)器本體的內(nèi)側(cè)壁連接。
14、在一些實(shí)施例中，所述反應(yīng)器本體頂端內(nèi)部還設(shè)置有固定板，所述列管的頂端貫穿所述第一密封結(jié)構(gòu)且與所述固定板連接；所述固定板、所述第一密封結(jié)構(gòu)與所述反應(yīng)器本體的內(nèi)側(cè)壁之間圍合形成氣腔，所述套管的頂端與所述氣腔連通，所述反應(yīng)器本體的側(cè)壁還設(shè)置有與所述氣腔連通的排氣孔。
15、在一些實(shí)施例中，所述列管式反應(yīng)器為固定床式反應(yīng)器，所述上管箱底部?jī)?nèi)設(shè)置有磁珠鋪設(shè)形成的支撐層，所述上管箱的底部還設(shè)置有氣體分布器，所述氣體分布器的頂端伸入所述支撐層且與所述列管的底端連通。
16、在一些實(shí)施例中，所述列管式反應(yīng)器為移動(dòng)床式反應(yīng)器，輸入所述列管內(nèi)的氣體的流向與氧載體的下沉趨勢(shì)方向相反。
17、本發(fā)明實(shí)施例的有益效果是：
18、反應(yīng)器本體的內(nèi)部通過第一密封結(jié)構(gòu)和第二密封結(jié)構(gòu)密封形成冷卻腔，列管和套管同時(shí)位于反應(yīng)器本體的內(nèi)部且浸入冷卻腔的冷卻劑內(nèi)，列管和套管設(shè)置有多個(gè)，且沿著反應(yīng)本體的圓周方向等角度設(shè)置。通過進(jìn)氣口而下而上相列管內(nèi)部注入空氣，空氣與列管內(nèi)部的氧載體充分反應(yīng)后通過出氣口排出，同時(shí)第一密封結(jié)構(gòu)和第二密封結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)將列管和套管的兩端隔離冷卻腔，避免了冷卻劑浸入列管和套管的內(nèi)部。在反應(yīng)過程中，冷卻劑通過進(jìn)液口注入冷卻腔且通過出液口排出，冷卻劑與套管的外表面直接接觸，從而與套管和列管之間的空間換熱，進(jìn)而間接與氧載體換熱，從而降低了對(duì)氧載體溫度的影響。
1.一種列管式反應(yīng)器，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列管式反應(yīng)器，其特征在于，所述列管的上部第一范圍區(qū)域內(nèi)未設(shè)置所述開孔，所述列管的下部第二范圍區(qū)域內(nèi)設(shè)置所述開孔；所述第一范圍區(qū)域占所述列管總長(zhǎng)度的比值為第一設(shè)定范圍值，所述第二范圍區(qū)域占所述列管總長(zhǎng)度的比值為第二設(shè)定范圍值，所述第一設(shè)定范圍值與所述第二設(shè)定范圍值之和為一。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的列管式反應(yīng)器，其特征在于，所述第二設(shè)定范圍值、所述開孔的數(shù)量與輸入所述進(jìn)氣口的氣體的流速、流量正相關(guān)；所述第一設(shè)定范圍值是五分之一至三分之一，所述第二設(shè)定范圍值是三分之二至五分之四。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列管式反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)器還包括：上管箱和下管箱，所述上管箱和所述下管箱分別設(shè)置在所述反應(yīng)本體的上、下兩端，且通過固定件連接，所述上管箱具有所述出氣口，所述下管箱具有所述出氣口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列管式反應(yīng)器，其特征在于，輸入列管的氣體的流向?yàn)樽韵露?，輸入所述反?yīng)器本體內(nèi)部的液體的流向?yàn)樽陨隙禄蜃韵露稀?/p>
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列管式反應(yīng)器，其特征在于，所述列管和所述套管設(shè)置有多個(gè)，且沿著所述反應(yīng)本體的圓周方向等角度設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的列管式反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)器本體的內(nèi)部還設(shè)置有多個(gè)拉桿和折流板，所述拉桿和所述折流板均位位于所述第一密封結(jié)構(gòu)和所述第二密封結(jié)構(gòu)之間；每一個(gè)所述套管與所述反應(yīng)器本體的內(nèi)側(cè)壁之間設(shè)置有所述拉桿，且該拉桿通過所述折流板分別與所述套管、所述反應(yīng)器本體的內(nèi)側(cè)壁連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列管式反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)器本體頂端內(nèi)部還設(shè)置有固定板，所述列管的頂端貫穿所述第一密封結(jié)構(gòu)且與所述固定板連接；所述固定板、所述第一密封結(jié)構(gòu)與所述反應(yīng)器本體的內(nèi)側(cè)壁之間圍合形成氣腔，所述套管的頂端與所述氣腔連通，所述反應(yīng)器本體的側(cè)壁還設(shè)置有與所述氣腔連通的排氣孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的列管式反應(yīng)器，其特征在于，所述列管式反應(yīng)器為固定床式反應(yīng)器，所述上管箱底部?jī)?nèi)設(shè)置有磁珠鋪設(shè)形成的支撐層，所述上管箱的底部還設(shè)置有氣體分布器，所述氣體分布器的頂端伸入所述支撐層且與所述列管的底端連通。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的列管式反應(yīng)器，其特征在于，所述列管式反應(yīng)器為移動(dòng)床式反應(yīng)器，輸入所述列管內(nèi)的氣體的流向與氧載體的下沉趨勢(shì)方向相反。