本發(fā)明屬于催化設(shè)備，尤其涉及一種固定床用耐高壓氣固相光熱反應(yīng)器件。
背景技術(shù)：
1、多相催化作為現(xiàn)代工業(yè)催化技術(shù)的重要形式，其核心特性在于催化反應(yīng)發(fā)生在固-液、固-氣或液-氣等多相界面體系。通過固體催化劑表面活性位點對反應(yīng)物的選擇性吸附與活化，顯著降低反應(yīng)活化能并促進表面化學(xué)鍵重排，最終實現(xiàn)產(chǎn)物的可控脫附。該技術(shù)憑借催化體系可循環(huán)性、工藝清潔度高及大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的可行性，已在化學(xué)合成、藥物制備及污染治理等領(lǐng)域形成產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。然而其技術(shù)瓶頸亦較為顯著，主要體現(xiàn)在催化劑活性易受表面毒化效應(yīng)削弱、微孔結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的傳質(zhì)受限，以及非均相體系中反應(yīng)中心利用率不足等層面。
2、固定床反應(yīng)器作為典型的連續(xù)流動反應(yīng)體系，因其氣固兩相沿軸向呈現(xiàn)平推流特征而具備顯著優(yōu)勢：其濃度梯度沿軸向有序分布顯著抑制返混現(xiàn)象，且單位體積內(nèi)反應(yīng)物濃度梯度的維持有利于推動反應(yīng)動力學(xué)進程。通過對反應(yīng)溫度場、壓力場的精確調(diào)控，該類反應(yīng)器在化工過程強化及實驗室催化性能評價方面具有不可替代性。但值得注意的是，傳統(tǒng)固定床反應(yīng)器在結(jié)構(gòu)設(shè)計上存在固有局限性：常規(guī)管徑設(shè)置導(dǎo)致反應(yīng)物與催化劑的軸向接觸時間縮減，顯著弱化催化劑本征活性位的時空轉(zhuǎn)化效率；更關(guān)鍵的是，受限的層流氣體分布模式僅能實現(xiàn)催化劑顆粒表面通量，而缺乏對催化劑三維結(jié)構(gòu)的滲透作用，致使氣固界面的傳質(zhì)過程受制于層流傳質(zhì)理論極限，最終造成宏觀催化效能的大幅衰減。
3、為此，提出一種固定床用耐高壓氣固相光熱反應(yīng)器件。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種固定床用耐高壓氣固相光熱反應(yīng)器件，以解決上述問題。
2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：
3、一種固定床用耐高壓氣固相光熱反應(yīng)器件，包括：反應(yīng)管主體，所述反應(yīng)管主體的頂端設(shè)置有光窗，所述反應(yīng)管主體內(nèi)同軸穿設(shè)有管體，所述管體的頂端封閉設(shè)置，所述管體的外側(cè)壁與所述反應(yīng)管主體的內(nèi)側(cè)壁之間留有間隙，所述管體位于所述反應(yīng)管主體的下部，所述反應(yīng)管主體的底端封閉設(shè)置，所述反應(yīng)管主體的外側(cè)壁上連通有進氣口以及出氣口，所述出氣口位于所述反應(yīng)管主體的下部，所述進氣口位于所述反應(yīng)管主體的上部，所述反應(yīng)管主體內(nèi)還設(shè)置有多孔催化劑放置平臺，所述多孔催化劑放置平臺位于所述管體上方且位于所述進氣口與出氣口之間，催化劑設(shè)置在所述多孔催化劑放置平臺上。
4、在本發(fā)明的固定床用耐高壓氣固相光熱反應(yīng)器件中，所述反應(yīng)管主體的底端固接有第三法蘭盤，所述第三法蘭盤與所述反應(yīng)管主體同軸設(shè)置，所述第三法蘭盤上固定安裝有第四法蘭盤，所述管體的底端與所述第四法蘭盤同軸固接。
5、在本發(fā)明的固定床用耐高壓氣固相光熱反應(yīng)器件中，所述光窗包括同軸固接在所述反應(yīng)管主體頂端的第二法蘭盤，所述第二法蘭盤上同軸固接有第一法蘭盤，所述第一法蘭盤與所述第二法蘭盤之間設(shè)置有透光件。
6、在本發(fā)明的固定床用耐高壓氣固相光熱反應(yīng)器件中，所述第三法蘭盤的底面上周向固接有第一凸槽，所述第一凸槽與所述第三法蘭盤同軸設(shè)置，所述第四法蘭盤的頂面上周向開設(shè)有第三凹槽，所述第三凹槽位于所述管體的外側(cè)，所述第三凹槽與所述第四法蘭盤同軸設(shè)置，所述第一凸槽伸入所述第三凹槽內(nèi)，所述第一凸槽與所述第三凹槽之間設(shè)置有o型墊圈。
7、在本發(fā)明的固定床用耐高壓氣固相光熱反應(yīng)器件中，所述第四法蘭盤的底端固接有限位凸起。
8、在本發(fā)明的固定床用耐高壓氣固相光熱反應(yīng)器件中，所述限位凸起上開設(shè)有螺紋孔，所述螺紋孔與所述管體同軸設(shè)置，所述螺紋孔與所述管體的內(nèi)腔連通。
9、在本發(fā)明的固定床用耐高壓氣固相光熱反應(yīng)器件中，所述第一法蘭盤的底面上周向開設(shè)有第一臺階槽，所述第一臺階槽位于所述第一法蘭盤的內(nèi)緣處且與所述第一法蘭盤同軸設(shè)置，所述第二法蘭盤的頂面上周向開設(shè)有第二臺階槽，所述第二臺階槽位于所述第二法蘭盤的內(nèi)緣處且與所述第二法蘭盤同軸設(shè)置，所述透光件的外緣位于所述第一臺階槽與所述第二臺階槽之間。
10、在本發(fā)明的固定床用耐高壓氣固相光熱反應(yīng)器件中，所述第二臺階槽的底壁上周向設(shè)置有另一o型墊圈，所述透光件與o型墊圈抵接。
11、在本發(fā)明的固定床用耐高壓氣固相光熱反應(yīng)器件中，所述管體的頂端固接有限位件，所述限位件位于所述反應(yīng)管主體內(nèi)，所述多孔催化劑放置平臺設(shè)置在所述限位件上。
12、在本發(fā)明的固定床用耐高壓氣固相光熱反應(yīng)器件中，所述反應(yīng)管主體的外側(cè)壁上同軸固接有第一卡環(huán)與第二卡環(huán)，所述第一卡環(huán)與所述第二卡環(huán)分別靠近所述反應(yīng)管主體的兩端。
13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和技術(shù)效果：
14、本發(fā)明的固定床用耐高壓氣固相光熱反應(yīng)器件在工作時，反應(yīng)氣體通過反應(yīng)管主體上部的進氣口進入反應(yīng)管主體內(nèi)，反應(yīng)氣體流經(jīng)多孔催化劑放置平臺上的催化劑，加速氣體反應(yīng)，然后通過反應(yīng)管主體下部的出氣口放出，管體的設(shè)置減小了反應(yīng)管主體內(nèi)腔的體積，降低了氣體在反應(yīng)管主體內(nèi)的流速，增加了氣體與催化劑的接觸時間，提高了使用過程中更換氣氛的效率，同時，多孔催化劑放置平臺的設(shè)置，增加了氣體與催化劑的接觸面積，進一步提高了氣體的反應(yīng)率，使氣體轉(zhuǎn)化率更高，產(chǎn)量更高。
1.一種固定床用耐高壓氣固相光熱反應(yīng)器件，其特征在于，包括：反應(yīng)管主體（1），所述反應(yīng)管主體（1）的頂端設(shè)置有光窗（11），所述反應(yīng)管主體（1）內(nèi)同軸穿設(shè)有管體，所述管體的頂端封閉設(shè)置，所述管體的外側(cè)壁與所述反應(yīng)管主體（1）的內(nèi)側(cè)壁之間留有間隙，所述管體位于所述反應(yīng)管主體（1）的下部，所述反應(yīng)管主體（1）的底端封閉設(shè)置，所述反應(yīng)管主體（1）的外側(cè)壁上連通有進氣口（4）以及出氣口（7），所述出氣口（7）位于所述反應(yīng)管主體（1）的下部，所述進氣口（4）位于所述反應(yīng)管主體（1）的上部，所述反應(yīng)管主體（1）內(nèi)還設(shè)置有多孔催化劑放置平臺，所述多孔催化劑放置平臺位于所述管體上方且位于所述進氣口（4）與出氣口（7）之間，催化劑設(shè)置在所述多孔催化劑放置平臺上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固定床用耐高壓氣固相光熱反應(yīng)器件，其特征在于：所述反應(yīng)管主體（1）的底端固接有第三法蘭盤（8），所述第三法蘭盤（8）與所述反應(yīng)管主體（1）同軸設(shè)置，所述第三法蘭盤（8）上固定安裝有第四法蘭盤（9），所述管體的底端與所述第四法蘭盤（9）同軸固接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固定床用耐高壓氣固相光熱反應(yīng)器件，其特征在于：所述光窗（11）包括同軸固接在所述反應(yīng)管主體（1）頂端的第二法蘭盤（3），所述第二法蘭盤（3）上同軸固接有第一法蘭盤（2），所述第一法蘭盤（2）與所述第二法蘭盤（3）之間設(shè)置有透光件（17）。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種固定床用耐高壓氣固相光熱反應(yīng)器件，其特征在于：所述第三法蘭盤（8）的底面上周向固接有第一凸槽（15），所述第一凸槽（15）與所述第三法蘭盤（8）同軸設(shè)置，所述第四法蘭盤（9）的頂面上周向開設(shè)有第三凹槽（16），所述第三凹槽（16）位于所述管體的外側(cè)，所述第三凹槽（16）與所述第四法蘭盤（9）同軸設(shè)置，所述第一凸槽（15）伸入所述第三凹槽（16）內(nèi)，所述第一凸槽（15）與所述第三凹槽（16）之間設(shè)置有o型墊圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種固定床用耐高壓氣固相光熱反應(yīng)器件，其特征在于：所述第四法蘭盤（9）的底端固接有限位凸起（10）。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種固定床用耐高壓氣固相光熱反應(yīng)器件，其特征在于：所述限位凸起（10）上開設(shè)有螺紋孔，所述螺紋孔與所述管體同軸設(shè)置，所述螺紋孔與所述管體的內(nèi)腔連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種固定床用耐高壓氣固相光熱反應(yīng)器件，其特征在于：所述第一法蘭盤（2）的底面上周向開設(shè)有第一臺階槽（12），所述第一臺階槽（12）位于所述第一法蘭盤（2）的內(nèi)緣處且與所述第一法蘭盤（2）同軸設(shè)置，所述第二法蘭盤（3）的頂面上周向開設(shè)有第二臺階槽（13），所述第二臺階槽（13）位于所述第二法蘭盤（3）的內(nèi)緣處且與所述第二法蘭盤（3）同軸設(shè)置，所述透光件（17）的外緣位于所述第一臺階槽（12）與所述第二臺階槽（13）之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種固定床用耐高壓氣固相光熱反應(yīng)器件，其特征在于：所述第二臺階槽（13）的底壁上周向設(shè)置有另一o型墊圈，所述透光件（17）與o型墊圈抵接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固定床用耐高壓氣固相光熱反應(yīng)器件，其特征在于：所述管體的頂端固接有限位件（14），所述限位件（14）位于所述反應(yīng)管主體（1）內(nèi)，所述多孔催化劑放置平臺設(shè)置在所述限位件（14）上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固定床用耐高壓氣固相光熱反應(yīng)器件，其特征在于：所述反應(yīng)管主體（1）的外側(cè)壁上同軸固接有第一卡環(huán)（5）與第二卡環(huán)（6），所述第一卡環(huán)（5）與所述第二卡環(huán)（6）分別靠近所述反應(yīng)管主體（1）的兩端。