反應容器及換熱元件

根據(jù)腐蝕情況，選用各種金屬材料制作，高壓容器采用復合材料制作，可減少投資。為滿足傳熱的需要，容器外一般帶夾套，內(nèi)部裝有盤管，盤管一般不超過3組，帶導流筒時盤管數(shù)量可以更多。當容器體積大于10m³時，內(nèi)部傳熱元件可采用空心換熱板，單位體積內(nèi)的傳熱面積可提高1倍以上。

多組盤管結(jié)構(gòu)：

常見的內(nèi)置換熱元件，具有加工簡單、投資小、耐高壓等特點，反應器內(nèi)盤管的面積一般不超過5㎡/m³，其傳熱能力已能滿足90%以上的反應，但是不能滿足大容積、有劇烈放熱的化學反應，特別是在傳熱溫差小的情況下。

多組盤管結(jié)構(gòu)圖

換熱板結(jié)構(gòu)（ZL，一種反應釜和換熱板，ZL201420849938.6）：

當多組盤管仍無法滿足傳熱要求時，常規(guī)的設計會采用外循環(huán)+外置換熱器的形式，傳熱能力可無限放大。然而這增加了裝置的投資與能耗，而且外循環(huán)泵在高壓和催化劑磨損下使用壽命比較短。因此，內(nèi)置換熱板是提高傳熱能力有效途徑。

內(nèi)置換熱板一般安裝在大于10m³的容器內(nèi)部，數(shù)十塊垂直的換熱板均布在容器內(nèi)，呈環(huán)狀布置，換熱板有一定的弧度且安裝時有適當?shù)暮舐咏牵瑢α黧w的流動具有良好的導向作用。每塊換熱板均由兩塊金屬板焊接制成，兩塊板之間留出蜂窩狀的孔洞，冷卻介質(zhì)在內(nèi)部流動帶走反應熱，蜂窩結(jié)構(gòu)還大幅度增加了換熱板的強度。這種換熱形式可使傳熱面積大幅度增加到10㎡/m³以上，且傳熱系數(shù)比盤管明顯提高。由于傳熱能力的大幅度增加，對傳熱溫差的要求就降低了，換熱板內(nèi)就可采用溫度較高的軟水進行循環(huán)冷卻，再采用普通工業(yè)循環(huán)水冷卻軟水成為可能，這種方法可根本解決反應器內(nèi)換熱元件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的問題。總之，內(nèi)置換熱板技術(shù)使液相催化加氫裝置的傳熱設計變得更加靈活。

與盤管相比，換熱板的明顯優(yōu)勢在于換熱面積大，傳熱系數(shù)高，而且液體在軸向的流動衰減少，更利于催化劑的懸浮。

內(nèi)置換熱板

反應器內(nèi)置盤管與換熱板的流場對比圖