合金熔液悬浮催化剂费托合成与甲烷化通用反应器的制作方法

本技术涉及化工,特别涉及一种合金熔液悬浮催化剂费托合成与甲烷化通用反应器。

背景技术：

1、煤炭、生物质、有机固废等物质通过熔铁液气化炉处理后得到以氢气、一氧化碳为主要成分的合成气，并以合成气作为原料，通过低温费托合成、高温费托合成或者甲烷化反应过程，能够合成出柴油、汽油、天然气等商品能源。

2、其中，费托合成的化学反应方程式如下：

3、nco+(2n+1)h2＝cnh2n+2+nh2o

4、费托合成的原料为一氧化碳和氢气，通过改变原料的配比以及反应温度，更换不同的催化剂，即可得到不同种类的商品能源。上述反应方程式中，当n＝1时，反应得到的商品能源即为甲烷，该反应过程即为甲烷化反应过程。

5、现有的费托合成以及甲烷化反应过程均是在浆态床反应器或者固定床反应器中进行的。

6、由于合成不同的产品，所需要的反应温度条件差异较大，但是现有的某一种反应器，所能提供的反应温度范围较窄，无法同时用于多种类能源商品的合成。比如通过低温费托合成制取柴油等油品时，反应温度相对较低，反应过程通常是在比较先进的浆态床反应器中进行的，而通过高温费托合成制取汽油、通过甲烷化合成制取天然气时，由于反应温度高，超过了浆态床液体介质有机石蜡的沸点，因而只能采用固定床反应器，固定床反应器本身设备复杂、庞大、造价高，反应热难以及时交换出去，催化剂安装更换复杂费时，而且催化剂容易积碳失活、或高温烧结而失效。

7、因此在现有技术中，由于合成不同的产品，其反应温度条件差异较大，往往需要采用不同类型的反应器，如果生产线根据市场的需要更换商品能源种类，意味着需要采购并建设新的反应器，导致设备投资增加，建设周期较长。

8、本实用新型的目的是解决现有的反应器其反应温度范围较窄，无法同时适用于多种类能源商品合成的问题，提供一种合金熔液悬浮催化剂费托合成与甲烷化通用反应器，以合金熔液为介质，能够实现大范围的温度调节，只需根据能源商品的种类更改相应的催化剂种类，可适用于多种类能源商品的合成。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是解决现有技术中的不足之处，提供本实用新型的目的是解决现有的反应器其反应温度范围较窄，无法同时适用于多种类能源商品合成的问题，提供一种合金熔液悬浮催化剂费托合成与甲烷化通用反应器，以合金熔液为介质，能够实现大范围的温度调节，只需根据能源商品的种类更改相应的催化剂种类，可适用于多种类能源商品的合成。

2、本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的：一种合金熔液悬浮催化剂费托合成与甲烷化通用反应器，包括反应器，反应器侧壁的上端设有合成产品通道，反应器侧壁的下端设有合成气入口，其特征在于，反应器中装有合金熔液，催化剂粉末浮于合金熔液的液面上方；反应器的下端设有预熔加热器，反应器侧壁的外围设有冷却器；合成产品通道连接冷凝装置。

3、作为优选，所述反应器上设有催化剂容器，反应器的上端设有通口，催化剂容器从反应器上端的通口处放入反应器中；催化剂容器放入反应器中后，催化剂容器将反应器上端的通口封堵住；催化剂容器的底部设有多孔筛板，催化剂粉末放置于催化剂容器中，多孔筛板的筛孔直径小于催化剂粉末的直径。

4、作为优选，所述催化剂容器上设有搅拌装置。

5、作为优选，所述合金熔液为铅铋熔液。

6、作为优选，所述预熔加热器内部设有加热腔，预熔加热器的一侧设有燃气入口和助燃空气入口，预熔加热器的另一端设有排烟口。

7、作为优选，所述加热腔中设有交错布置的折流挡板。

8、作为优选，所述冷却器为蒸发冷却器，蒸发冷却器中设有冷却腔，蒸发冷却器上设有锅炉水入口管，锅炉水入口管伸入冷却腔中，锅炉水入口管上设有锅炉水喷嘴；蒸发冷却器上设有温度压力变送器，温度压力变送器上设有蒸汽出口，蒸汽出口位置处设有气压阀。

9、作为优选，所述冷凝装置包括第一冷凝器、第二冷凝器，第一冷凝器上的入口与合成产品通道相连，第一冷凝器的出口与第二冷凝器的入口之间通过未凝气通道相连。

10、作为优选，第一冷凝器的冷凝温度为130-150℃，第二冷凝器的冷凝温度为20-30℃。

11、本实用新型的有益效果是：本实用新型中，通过低熔点、高沸点的合金熔液作为液体介质，通过预熔加热器对合金熔液的温度进行调节，合金熔液具有较大的温度调节范围，这样一个反应器能够满足多种商品能源合成的温度需求，因而可以适用于多种类的商品能源的合成反应。同时，本实用新型中，催化剂粉末放置于催化剂容器中，催化剂容器可从反应器中取出，这样便于根据实际反应需要对催化剂容器中的催化剂种类进行更换。

技术特征：

1.一种合金熔液悬浮催化剂费托合成与甲烷化通用反应器，包括反应器，反应器侧壁的上端设有合成产品通道，反应器侧壁的下端设有合成气入口，其特征在于，反应器中装有合金熔液，催化剂粉末浮于合金熔液的液面上方；反应器的下端设有预熔加热器，反应器侧壁的外围设有冷却器；合成产品通道连接冷凝装置。

2.根据权利要求1所述的合金熔液悬浮催化剂费托合成与甲烷化通用反应器，其特征在于，所述反应器上设有催化剂容器，反应器的上端设有通口，催化剂容器从反应器上端的通口处放入反应器中；催化剂容器放入反应器中后，催化剂容器将反应器上端的通口封堵住；催化剂容器的底部设有多孔筛板，催化剂粉末放置于催化剂容器中，多孔筛板的筛孔直径小于催化剂粉末的直径。

3.根据权利要求2所述的合金熔液悬浮催化剂费托合成与甲烷化通用反应器，其特征在于，所述催化剂容器上设有搅拌装置。

4.根据权利要求1所述的一种合金熔液悬浮催化剂费托合成与甲烷化通用反应器，其特征在于，所述合金熔液为铅铋熔液。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的合金熔液悬浮催化剂费托合成与甲烷化通用反应器，其特征在于，所述预熔加热器内部设有加热腔，预熔加热器的一侧设有燃气入口和助燃空气入口，预熔加热器的另一端设有排烟口。

6.根据权利要求5所述的一种合金熔液悬浮催化剂费托合成与甲烷化通用反应器，其特征在于，所述加热腔中设有交错布置的折流挡板。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的合金熔液悬浮催化剂费托合成与甲烷化通用反应器，其特征在于，所述冷却器为蒸发冷却器，蒸发冷却器中设有冷却腔，蒸发冷却器上设有锅炉水入口管，锅炉水入口管伸入冷却腔中，锅炉水入口管上设有锅炉水喷嘴；蒸发冷却器上设有温度压力变送器，温度压力变送器上设有蒸汽出口，蒸汽出口位置处设有气压阀。

8.根据权利要求1-4任意一项所述的合金熔液悬浮催化剂费托合成与甲烷化通用反应器，其特征在于，所述冷凝装置包括第一冷凝器、第二冷凝器，第一冷凝器上的入口与合成产品通道相连，第一冷凝器的出口与第二冷凝器的入口之间通过未凝气通道相连。

9.根据权利要求8所述的合金熔液悬浮催化剂费托合成与甲烷化通用反应器，其特征在于，第一冷凝器的冷凝温度为130-150℃，第二冷凝器的冷凝温度为20-30℃。

技术总结
本技术提供一种合金熔液悬浮催化剂费托合成与甲烷化通用反应器，包括反应器，反应器侧壁的上端设有合成产品通道，反应器侧壁的下端设有合成气入口，反应器中装有合金熔液，催化剂粉末浮于合金熔液的液面上方；反应器的下端设有预熔加热器，反应器侧壁的外围设有冷却器；合成产品通道连接冷凝装置。本技术中，通过低熔点、高沸点的合金熔液作为液体介质，通过预熔加热器对合金熔液的温度进行调节，合金熔液具有较大的温度调节范围，这样一个反应器能够满足多种商品能源合成的温度需求；并且，本技术中，催化剂粉末放置于催化剂容器中，催化剂容器可从反应器中取出，这样便于根据实际反应需要对催化剂种类进行更换。

技术研发人员：牛强
受保护的技术使用者：杭州吉幔铁氢能科技有限公司
技术研发日：20220916
技术公布日：2024/1/15