气体分布板4,将反应物容置腔I封闭;顺着反应模块轴线方向,在靠近公插接头2的反应模块外周和母套接头3外周设置成套的紧固连接件
5。通过上述步骤可以制成本发明的用于管道式气固相反应器的反应模块。
[0049]本发明的用于管道式气固相反应器的反应模块,投入应用时,是用其来构成管道式反应器主体。所要构成的管道式反应器主体的一端具有公插接头2,另一端具有母套接头3,且两端贯通具有中空反应物容置腔I。该管道式反应器主体,既可以是单管管道式反应器主体,也可以是分段管道式反应器主体。
[0050]单管管道式反应器主体也就是一根反应模块。
[0051]分段管道式反应器主体,包括多个反应模块,通过后反应模块的公插接头2插接前反应模块的母套接头3顺次串联构成,串接后,在连接处设置有密封件,前后两个反应模块通过设置在前反应模块母套接头3外周的紧固连接件5和对应设置在后反应模块外周相适配的紧固连接件5紧固连接。
[0052]为了使构成的管道式反应器主体能直接用于气固相反应,需要先向反应模块的反应物容置腔I填充固相反应物或者催化剂颗粒,以形成固相床层。填充过程为,从反应模块的公插接头2或母套接头3的气体通道内,拆卸一块气体分布板4,向反应物容置腔I内填充固相反应物或者催化剂颗粒,当填满后,重新装上气体分布板4,从而在反应模块的反应物容置腔I内形成一个固相床层。
[0053]单管管道式气固相反应器的制作过程为,在一根反应模块两端分别头插接或者套接进气套头9、出气套头11,在进气套头9、出气套头11上分别设置进气管1001、出气管1101,在进气管1001、出气管1101上分别设置进气管阀1002、出气管阀1102。
[0054]采用单管管道式气固相反应器,进行气固相反应时,首先将进气管1001管道连接气体反应物气源,出气管1101管道连接气体反应产物收纳容器或者收纳管网;接着相继开启气体反应物气源、进气管阀1002和出气管阀1102,向反应模块内注入气体反应物气流,气体反应物气流在反应物容置腔I进气口的气体分布板4进行重新分布,通过气体分布板4的通气孔以平推流进入反应物容置腔I内的固相床层,气体反应物平推流在固相床层内推进的过程中,吹动固相反应物或者催化剂颗粒,也即气体反应物和固相反应物或者催化剂颗粒表面充分接触,转换成气体反应产物,前期转换成的气体反应产物和没有转换的气体反应物,以平推流的形式,继续在固相床层中推进,待该平推流到达反应物容置腔I出气口的床层时,绝大多数气体反应物基本上已经转换成气体反应产物,气体反应产物气流在反应物容置腔I出气口的气体分布板4处汇流,经出气套头11的出气管1101输出到气体反应产物收纳容器或者收纳管网。
[0055]当单管管道式气固相反应器使用一段时间后,如果检测到出气管1101流出的气体反应产物的指标含量接近控制阈值时,如在进行天然气脱硫处理时,检测到从出气管1101流出的天然气中的硫含量接近控制阈值时,就开始着手进行反应模块更换。
[0056]采用一根备用的反应模块,将其公插接头2的气体通道内的气体分布板4取下,向反应物容置腔I内填充新的固相反应物或者催化剂颗粒,反应物容置腔I填满后,将气体分布板4装回公插接头2的气体通道内,将反应物容置腔I封闭,将该待用反应模块放置到正使用的单管管道式气固相反应器旁。相继关闭进气管阀1002和出气管阀1102,通过拉拔操作,将前使用的反应模块拆卸下来,通过推顶操作,将待用反应模块两端分别插接或者套接进气套头9和出气套头11,在连接处设置密封件,完成反应模块的更换。其后,相继开启进气管阀1002和出气管阀1102,就可以采用新装上的反应模块进行气固相反应。
[0057]如果没有备用的反应模块,在关闭进气管阀1002和出气管阀1102后,拉拔出气套头U,将出气套头11卸下,取下与出气套头11连接端的反应模块的气体分布板4,将反应模块反应物容置腔I内的使用过后的固相反应物或者催化剂颗粒倒出,向反应物容置腔I内填充新的固相反应物或者催化剂颗粒,反应物容置腔I填满后,将气体分布板4装回。接着通过插接或者套接将出气套头11装上,在连接处设置密封件,完成反应物容置腔I内的固相床层更换。其后,相继开启进气管阀1002和出气管阀1102,就可以采用新装填的固相床层进行气固相反应。
[0058]显然,不论是采用直接更换反应模块的方式,还是采用更换反应模块内的床层,固相反应物或者催化剂颗粒的换新实现过程都极短。
[0059]分段管道式气固相反应器的制作过程,包括分段管道式反应器主体的构成过程,和分段管道式气固相反应器的装配过程。
[0060]分段管道式反应器主体的构成过程为,完成多个反应模块的固相床层填装后,通过相对应的公插接头2和母套接头3将多个反应模块顺次串接起来,在连接处设置密封件,通过紧固连接件5将前后两个反应模块锁紧在一起,从而制成分段管道式反应器主体。
[0061]该分段管道式反应器主体,具有多个间隔设置、顺次连通的反应物容置腔I,当反应物容置腔I内装填满固相反应物或者催化剂颗粒后,就形成多个间隔设置、顺次连通固相床层,气体反应物气流流入每个固相床层前要进行重新均匀分布,流出每个固相床层后要进行集中汇流输出。
[0062]分段管道式气固相反应器的装配过程为,在分段管道式反应器主体两端分别头插接或者套接进气套头9、出气套头11,并在进气套头9、出气套头11分别设置进气管1001、出气管1101,在进气管1001、出气管1101上分别设置进气管阀1002、出气管阀1102。
[0063]采用分段管道式气固相反应器,进行气固相反应时,首先将进气管1001管道连接气体反应物气源,出气管1101管道连接气体反应产物收纳容器或者收纳管网;接着相继开启气体反应物气源、进气管阀1002和出气管阀1102,向分段管道式反应器主体内注入气体反应物气流。气体反应物气流,在最前一个反应模块的进气口气体分布板4处,进行重新分布,以平推流流型进入反应物容置腔I内的固相床层并在固相床层内推进,平推流流型气体反应物气流,吹动固相反应物或者催化剂颗粒,气体反应物和固相反应物或者催化剂颗粒表面充分接触,转换成气体反应产物,转换完成的气体反应产物和没有转换的气体反应物,混合在一起,以平推流流型继续在固相床层中推进,待该平推流到达反应物容置腔I出气口的固相床层时,气体反应物和气体反应产物的混合气流,在最前一个反应模块出气口气体分布板4处汇流,流向下一个反应模块,并在下一个反应模块进气口气体分布板4处,进行重新分布,以平推流流型进入下一个反应模块反应物容置腔I内的固相床层并在固相床层内推进。当气体反应物气流流过所有反应模块后,转换成气体最终反应产物,在最后一个反应模块的反应物容置腔I出气口汇流,经出气套头11的出气管1101流出。
[0064]分段管道式气固相反应器,投入使用时,如果在分段管道式反应器主体的所有反应模块中装填相同的固相反应物或者催化剂颗粒,那么该气固相反应器是用于对气体反应物进行多级提纯处理,提高气体最终反应产物的纯度,如对天然气井喷出的天然气进行多级脱硫处理,确保处理后的天然气的硫含量很少。如果在管道式反应器主体的所有反应模块中装填的固相反应物或者催化剂颗粒存在差异,那么该气固相反应器是用于对气体反应物进行逐类去除杂质处理,降低气体反应物中的杂质含量,如对高炉煤气进行去杂质处理,确保处理后的高炉煤气中的杂质含量很少。
[0065]使用分段管道式气固相反应器进行气固相反应时,通常备用有几根装填有固相床层的反应模块,反应模块内的固相床层的灌装,可以在工作现场进行,也可以在工厂灌装好后,运输到工作现场,作为更换备用。
[0066]分段管道式气固相反应器,使用一段时间后,如果检测到出气管1101流出的气体反应产物的指标含量接近控制阈值时,如在进行天然气脱硫处理时,检测到从出气管1101流出的天然气中的硫含量接近控制阈值时,如果该分段管道式气固相反应器用于气体反应物进行多级提纯处理,则将最前面一根或者两根反应模块更换成装填有新的固相反应物或者催化剂颗粒的反应模块,然后就可以继续进行气体反应物多级提纯处理。如果该分段管道式气固相反应器用于气体反应物进行逐类去除杂质处理,则更换接近超标杂质对应的反应模块,然后就可以继续进行气体反应杂质逐级去除处理。
[0067]当然,反应模块内的固相反应物或者催化剂颗粒的更换可以在工作现场进行,通常的操作方法是,将要更换固相床层的反应模块拆卸下来,更换新的固相反应物或者催化剂颗粒后,又重新装上,由于反应模块的体积更小,重量更轻,不论是拆卸,还是更换新的固相床层,或者是重新装上,均可在极短的时间完成。
[0068]以上是本发明的用于管道式气固相反应器的反应模块的基础实施方式和应用实例。从上述实施过程可以看出:
[0069]就反应模块而言,反