本实用新型涉及化工设备技术领域，尤其是涉及一种管道反应器及管道反应系统。
背景技术：
管道反应器是一种呈管状、长径比很大的连续操作反应器。这种反应器可以很长，如丙烯二聚的反应器管长以公里计。反应器的结构可以是单管，也可以是多管并联；可以是空管，如管式裂解炉，也可以是在管内填充颗粒状催化剂的填充管，以进行多相催化反应，如列管式固定床反应器。管道反应器既适用于液相反应，又适用于气相反应。现有的管道反应器的换热管的材质为石墨、不锈钢、金属钽、哈氏合金、氟塑料或其他传统材料，不能同时满足耐腐蚀、耐高温、高热导、高硬度及耐磨等要求，管道反应器的使用寿命较短，还增加了管道反应器的维护成本，限制了管道反应器的应用范围。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种管道反应器及管道反应系统，以解决现有技术中存在的管道反应器的使用寿命较短，管道反应器的维护成本较高，限制了管道反应器的应用范围的技术问题。
本实用新型提供了一种管道反应器，包括夹套管、换热管、第一三通和第二三通；所述换热管穿设于所述夹套管中，且所述换热管的一端与所述第一三通相连通，所述换热管的另一端与所述第二三通相连通；所述夹套管的一端的管壁上设置有介质进口，且所述夹套管的另一端的管壁上设置有介质出口；所述换热管为碳化硅管。
进一步地，所述夹套管的管腔与所述换热管的管腔不连通。
进一步地，所述换热管的一端通过第一管板与所述第一三通相连通，所述换热管的另一端通过第二管板与所述第二三通相连通。
进一步地，所述第一管板的材质为PTFE、PVDF、PCTFE、PFA、PET或POM；所述第二管板的材质为PTFE、PVDF、PCTFE、PFA、PET或POM。
进一步地，所述第一三通为不锈钢衬四氟三通或搪瓷三通，所述第二三通为不锈钢衬四氟三通或搪瓷三通。
进一步地，所述第一三通连接有温度计套管装置。
进一步地，所述第二三通连接有压力表。
进一步地，所述第一三通为搪瓷三通，所述第二三通为搪瓷三通。
本实用新型还提供了一种管道反应系统，包括所述的管道反应器。
进一步地，所述管道反应器的数量为多个，且多个所述管道反应器的夹套管串联连通。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
本实用新型提供的管道反应器，包括夹套管、换热管、第一三通和第二三通；换热管穿设于夹套管中，且换热管的一端与第一三通相连通，换热管的另一端与第二三通相连通；夹套管的一端的管壁上设置有介质进口，且夹套管的另一端的管壁上设置有介质出口；换热管为碳化硅管。通过将换热管设置成碳化硅管后，使得管道反应器得以应用于高温、高压、强腐蚀、高磨损的极端环境中，增大了管道反应器的应用范围，且有利于延长管道反应器的使用寿命，降低维护保养成本。
本实用新型还提供的管道反应系统，包括所述的管道反应器。基于上述分析，该管道反应系统能够应用于高温、高压、强腐蚀、高磨损的极端环境中，应用范围较广，使用寿命较长，且有利于降低维护保养成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1本实用新型实施例一提供的管道反应器的结构示意图；
图2本实用新型实施例二中夹套管中安装有折流板的局部结构示意图；
图3本实用新型实施例三中螺旋折流件的结构示意图；
图4本实用新型实施例三中管道反应器的局部结构示意图；
图5图4的另一视角的结构示意图；
图6为本实用新型实施例四提供的温度计套管装置的结构示意图；
图7为图6中A处的局部放大示意图；
图8为本实用新型实施例四中温度计套管装置与第一三通相连接的结构示意图；
图9为图8中B处的局部放大示意图；
图10本实用新型实施例五提供的管道反应系统的结构示意图。
图中：
101-温度计安装板；102-套管安装板；103-测量套管；104-丝堵；105-密封圈；106-大孔段；107-穿孔；108-旋拧驱动槽；109-固定孔；110-固定法兰；111-螺栓；112-密封垫片；113-第一三通；114-垫片；201-夹套管；202-换热管；204-第二三通；205-第一管板；206-第二管板；207-折流板；208-螺旋折流件；209-介质进口；210-介质出口；211-第三接口；212-压力表接口；300-温度计套管装置。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例一
参见图1所示，本实用新型实施例提供了一种管道反应器包括夹套管201、换热管202、第一三通113和第二三通204；换热管202穿设于夹套管201中，且换热管202的一端与第一三通113相连通，换热管202的另一端与第二三通204相连通；夹套管201的一端的管壁上设置有介质进口209，且夹套管201的另一端的管壁上设置有介质出口210。换热管202为碳化硅管；碳化硅作为防腐材料有着无可比拟的优势，该材料可以耐氢氟酸、盐酸、硫酸、硝酸、磷酸等一切无机酸在各温度下的腐蚀，也不受任何有机酸腐蚀；同时全方面地耐受各类碱腐蚀。由于碳化硅管具有较好的导热系数，使管道反应器具有高效节能的特点，同时大大缩小了对换热面积的需要，其体积和重量要远小于其它材料。
具体而言，介质出口的朝向与介质进口朝向相反，这样便于多个管道反应器的夹套管201相串联后，多个管道反应器能够迂回状分布，从而有利于节约多个管道反应器所占用的空间。
该实施例提供的管道反应器，通过将换热管202设置成碳化硅管后，使得管道反应器得以应用于高温、高压、强腐蚀、高磨损的极端环境中，增大了管道反应器的应用范围，且有利于延长管道反应器的使用寿命，降低维护保养成本。
该实施例中，采用碳化硅管作为管道反应器的换热管202，它具有耐高温和抗热冲击的优异性能，碳化硅管从1000℃风冷至室温，反复50次以上不出现裂纹；在氧化性和酸性介质中具有良好的耐蚀性，并解决了热补偿和气体密封问题。该管道反应器的传热效率高，节能效果显著，用以冷却或加热某些过程的工艺气体，可节约一次能源，燃料节约率可达30％以上，并可强化工艺过程，显著提高生产能力。
该实施例可选的方案中，夹套管201的管腔与换热管202的管腔不连通。
具体而言，夹套管201的管腔不与第一三通113相连通，也不与第二三通204相连通，即使用时，夹套迄的管腔内的介质不会与换热管202中的介质相混合。
该实施例可选的方案中，换热管202的一端通过第一管板205与第一三通113相连通，换热管202的另一端通过第二管板206与第二三通204相连通。
具体而言，夹套管201的一端与第一三通113之间通过第一管板205固定连接，夹套管201的另一端与第二三通204之间通过二管板固定连接；换热管202一端插入第一管板205中，且与第一管板205之间密封连接；换热管202另一端插入第二管板206中，且与第二管板206之间密封连接；这样夹套管201的两端的开口便被第一管板205和第二管板206所密封，从而夹套管201的管腔既不会与第一三通113相连通，夹套管201的管腔也不会与第二三通204相连通。需要说明的是，第一管板205与第二管板206上均开设有通孔，使得换热管202的一端第一三通113的第一接口相连通，换热管202的另一端与第二三通204的第一接口相连通。
该实施例可选的方案中，第一管板205的材质为PTFE、PVDF、PCTFE、PFA、PET或POM；第二管板206的材质为PTFE、PVDF、PCTFE、PFA、PET或POM。
该实施例可选的方案中，第一三通113为不锈钢衬四氟三通或搪瓷三通，第二三通204为不锈钢衬四氟三通或搪瓷三通。需要说明的是，第一三通113和第二三通204的具体类型的选择，可以根据实际的使用环境来确定，不锈钢衬四氟三通是以不锈钢作为基体，内衬化学稳定性优良的热塑性聚四氟乙烯塑料，经特定的工艺加工而成。
该实施例可选的方案中，第一三通113连接有温度计套管装置300。第二三通204连接有压力表。
具体而言，第一三通113的第二接口连接有温度计套管装置300，第二三通204的压力表接口212连接有压力表。
该实施例可选的方案中，夹套管201的材质为不锈钢。
实施例二
本实施例二中的管道反应器是在实施例一基础上的改进，实施例一中公开的技术内容不重复描述，实施例一公开的内容也属于本实施例二公开的内容。
参见图2所示，该实施例中，夹套管201的管壁上安装有折流板207。具体而言，折流板207可只安装于夹套管201的端部的管壁上，也可以在夹套管201的管壁上，沿轴向均匀分布多个折流板207；折流可以与管壁呈垂直设置，也可以成倾斜设置。
实施例三
本实施例三中的管道反应器是在实施例一基础上的改进，实施例一中公开的技术内容不重复描述，实施例一公开的内容也属于本实施例二公开的内容。
参见图3至图5所示，该实施例中，夹套管201的管腔中安装有螺旋折流件208。
具体而言，螺旋折流件208呈三维螺旋状，该螺旋折流件208形成的中间的内腔直径大于换热管202的外径，这样可以保证螺旋折流件208能够套设于换热管202上；另外，螺旋折流件208的外径与夹套管201的内径可以间隙配合，也可以过盈配合；当间隙配合时，间隙的大小可以为2mm～10mm，具体的可以为3mm、5mm或6mm。需要说明的是，该实施例中，还可以只在夹套管201的管腔的两端中的至少一端固定一个螺旋折流件208，也就是说，螺旋折流件208的长度可以远小于夹套管201的长度。
实施例四
本实施例四中的管道反应器是在实施例一至实施例三的基础上的改进，实施例一至实施例三中任一实施例公开的技术内容不重复描述，实施例一至实施例三中任一实施例公开的内容也属于本实施例四公开的内容。
参见图6和图7所示，本实用新型实施例提供的温度计套管装置300，包括温度计安装板101、套管安装板102和测量套管103；温度计安装板101用于与温度计连接，也就是说，温度计的固定部与温度计安装板101可拆卸连接；温度计安装板101与套管安装板102固定连接，温度计安装板101与套管安装板102以可拆卸的方式固定连接；测量套管103穿设于套管安装板102上，且测量套管103与套管安装板102通过密封组件可拆卸连接，并且使测量套管103能够保持固定于套管安装板102的状态；测量套管103的材质为碳化硅。
本实用新型提供的温度计套管装置，通过采用温度计安装板101以便于温度计的安装；而测量套管103通过密封组件实现与套管安装板102可拆卸连接，这样当测量套管103损坏后，可以方便对损坏的测量套管103进行更换，提高了温度计套管装置的重复利用率，对于用户来说，大大节约了使用成本。而测量套管103的材质采用具有耐腐蚀、抗热冲击、耐磨损和导热率高的特点的碳化硅，便可以使测量套管103长时间在硫酸、盐酸、硝酸等强酸的环境中使用，并且由于碳化碳的价格相对于耐腐蚀性的稀有金属来说，价格便宜的很多，因此大大降低了温度计套管装置的生产成本，经济适用，便于推广。需要说明的是，虽然一些塑料(如：PTFE等)有着良好的耐腐蚀性能，但不耐高温(一般工作温度不超过250℃)以及导热差的缺陷，因此，也不适合利用塑料制成测量套管103。
该实施例可选的方案中，密封组件包括丝堵104和密封圈105；套管安装板102上开设有阶梯孔，密封圈105套设于测量套管103上，且密封圈105位于阶梯孔中；密封圈105能够发生弹性形变，以使测量套管103能够固定于阶梯孔中；丝堵104与阶梯孔螺纹连接，用于压缩密封圈105，以使密封圈105发生弹性形变。
具体而言，阶梯孔为三阶的阶梯孔，该三阶的阶梯孔包括依次相连接的大孔段106、中间孔段和小孔段，大孔段106的孔径大于中间孔段的孔径，中间孔段的孔径大于小孔段的孔径。丝堵104与大孔段106螺纹连接，丝堵104的底端面抵接于密封圈105，且压缩密封圈105，使密封圈105发生弹性变形，被压缩后的密封圈105便位于中间孔段内；密封圈105发生弹性形变后，挤压中间孔段的孔壁及测量套管103的外管壁，从而使测量套管103固定于中间孔段内。密封圈105的直径大于小孔段的孔径。另外，丝堵104和密封圈105的结合还保证了被测介质不泄露，既保证了密封性能。
需要说明的是，密封圈105的数量可以为多个；另外密封圈105为多个时，为了提高相邻两个密封圈105之间的压缩性能，可以在相邻的两个密封圈105之间设置垫片，也就是说，密封圈105与垫片相互交错设置，且垫片也套设于测量套管103上。
该实施例可选的方案中，丝堵104上开设有穿孔107，用于供温度计穿过，以使温度计的测量部能够位于测量套管103中。丝堵104具有旋拧驱动槽108，以便于将丝堵104安装于大孔段106。
具体而言，穿孔107位于丝堵104的顶部；温度计的测量部穿过穿孔107后，便位于测量套管103中，而温度计的固定部与温度计安装板101连接。
该实施例可选的方案中，温度计安装板101上开设有固定孔109，用于与温度计的固定部相连接。
具体而言，固定孔109为螺纹孔，温度计的固定部与螺纹孔螺纹连接。螺纹孔的孔径可以各规格温度计而设计，满足各类温度计的安装。
需要说明的是，该实施例中，温度计安装板101与温度计的固定部连接的方式不仅局限于上述的温度计的固定部与螺纹孔螺纹连接的方式，还可以采用其它的技术方案，例如：还可以在温度计安装板101设置夹具或卡盘，以通过夹具或卡盘对温度计的固定部进行夹装固定，从而实现温度计的固定部与温度计安装板101以可拆卸的方式固定连接。
该实施例可选的方案中，温度计套管装置还包括固定法兰110，固定法兰110与套管安装板102相连接，且温度计安装板101与固定法兰110分别位于套管安装板102的相对的两侧。
具体而言，温度计安装板101位于套管安装板102的一侧，固定法兰110位于套管安装板102相对的另一侧；套管安装板102相对的另一侧的周缘具有凹槽，固定法兰110设置于凹槽中，固定法兰110可以辅助套管安装板102的固定，避免套管安装板102因受力不均而变形。
该实施例可选的方案中，温度计安装板101与套管安装板102通过螺栓111连接。
具体而言，温度计安装板101与套管安装板102之间相连接的多个螺栓111沿温度计安装板101的周缘均匀分布。温度计安装板101与套管安装板102之间还设置有密封垫片112，用于保证温度计安装板101与套管安装板102之间的密封性。温度计安装板与套管安装板还可以通过卡合连接或卡箍连接。
该实施例可选的方案中，套管安装板102的材质为PTFE、PVDF、PCTFE、PFA、PET或POM。
需要说明的是，套管安装板102的材质不仅限于以上几种，也可以是改性聚四聚乙烯、增强聚丙烯或聚氯乙烯。
该实施例可选的方案中，密封圈105为O型圈，需要说明的是，该实施例中，密封圈105不仅局限于O型圈，还可以其Y型圈；密封圈105可以为SIL硅橡胶密封圈105或VITON氟素橡胶密封圈105。
该实施例可选的方案中，丝堵104的材质为PTFE、PVDF、PCTFE、PFA、PET或POM。需要说明的是，丝堵104的材质不仅限于以上几种，也可以是改性聚四聚乙烯、增强聚丙烯或聚氯乙烯。
综上所述，该实施例提供的温度计套管装置中的碳化硅材质的测温套管具有高强度、耐高温、高导热和全面的耐酸碱腐蚀特性，特别适合高温、高压、强酸强碱腐蚀、高速气流冲刷及颗粒磨损等苛刻工况。另外，碳化硅材质的测温套管，长期浸泡在高腐蚀性，高温的料液中不会腐蚀或老化。再者，碳化硅材质的测温套管具有良好的导热性，可以迅速的将温度由被测温介质传递到测温套管中的测量部，也就是说，以保证测量部的温度传感器的感应温度的及时性和敏感性，此性能大大优于其它可能使用的材料。
参见图8和图9所示，套管安装板102与第一三通113的第一接口相连接，套管安装板102与第一三通113之间设置有垫片114。使用该实施例提供的温度计套管装置可以避免了强腐蚀性介质对温度计的腐蚀破坏。
实施例五
本实用新型实施例五提供了一种管道反应系统，包括实施例一至实施例四中任一实施例提供的管道反应器。
参见图10所示，该实施例中，管道反应器的数量为多个，且多个管道反应器的夹套管201串联连通。
具体而言，多个管道反应器相串联；相串联的两个管道反应器中，其中一个管道反应器的第一三通113的第三接口211与另一个管道反应器的第二三通204的第三接口211相连通；其中一个管道反应器的介质进口与另一个管道反应器的第二三通204的介质出口相连通。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。