本技術(shù)涉及環(huán)狀熱管反應(yīng)器，屬于熱管反應(yīng)器的，尤其適用于綠電場景下針對利用綠電、綠氫(光伏、風(fēng)力等發(fā)電存在波動性、間歇性、隨機性等特征的電力、制氫)用于合成液相工質(zhì)化工產(chǎn)品或燃料(如綠氨、綠醇等)引起裝置系統(tǒng)操作負荷不確定性變化的寬負荷柔性及“荷隨源動”控制特征。

背景技術(shù)：

1、熱管是一種具有高導(dǎo)熱性能的傳熱元件，它通過工質(zhì)的相變來傳遞熱量，具有傳熱效率高、均溫性能好等優(yōu)點。熱管反應(yīng)器是將熱管技術(shù)應(yīng)用于化學(xué)反應(yīng)器中，通過熱管的傳熱作用來實現(xiàn)反應(yīng)過程中的熱量傳遞和溫度控制。

2、然而，現(xiàn)有的熱管反應(yīng)器大多采用直管式熱管，存在著傳熱效率低、溫度分布不均勻等問題。此外，現(xiàn)有的熱管反應(yīng)器在反應(yīng)過程中容易出現(xiàn)熱管堵塞、工質(zhì)泄漏等問題，影響了反應(yīng)器的穩(wěn)定性和可靠性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述存在的問題，本實用新型公開了一種環(huán)狀熱管反應(yīng)器，其具體技術(shù)方案如下：

2、一種環(huán)狀熱管反應(yīng)器，包括殼體(300)、環(huán)狀熱管(301)、催化劑筐(302)和催化劑(303)，所述環(huán)狀熱管(301)有若干個，催化劑筐(302)同軸設(shè)置在殼體(300)內(nèi)，催化劑(303)填充在催化劑筐(302)中，所述環(huán)狀熱管(301)兩端為半圓弧形、中部為直線形的中空環(huán)狀貫通管，其中一個中部直線形段位于催化劑筐(302)內(nèi)，該段稱為蒸發(fā)段，另一個中部直線形段位于催化劑筐(302)外，該段稱為冷凝段；

3、所述殼體(300)一端設(shè)置有同軸的進氣管(100)和出氣管(101)，所述進氣管(100)包圍在出氣管(101)外部，且預(yù)留間隙，所述出氣管(101)延伸到殼體(300)中，與催化劑筐(302)的一端連接，催化劑筐(302)的另一端開設(shè)有用于氣體進入的通氣孔。

4、進一步的，所述催化劑筐(302)一端為進氣端，另一端為出氣端，出氣管(101)與出氣端聯(lián)通。

5、進一步的，所述催化劑筐(302)的截面為圓形。

6、進一步的，所述催化劑筐(302)內(nèi)部設(shè)置有若干層折流板(305)，折流板(305)為割圓，割圓的圓邊與催化劑筐(302)內(nèi)壁固定，直線邊和其對面的催化劑筐(302)內(nèi)壁之間的空隙為氣體通道，相鄰層的折流板(305)交錯布置。

7、進一步的，所述折流板(305)為大割圓，折流板(305)開設(shè)有用于環(huán)狀熱管(301)穿過的圓孔。

8、進一步的，所述環(huán)狀熱管(301)的外壁設(shè)置有翅片。

9、進一步的，所述殼體(300)內(nèi)還設(shè)置有工質(zhì)充裝結(jié)構(gòu)(304)，所述工質(zhì)充裝結(jié)構(gòu)(304)位于催化劑筐(302)外部，所述工質(zhì)充裝結(jié)構(gòu)(304)為內(nèi)部中空的環(huán)形，所有的環(huán)狀熱管(301)均與工質(zhì)充裝結(jié)構(gòu)(304)連通。

10、進一步的，從所述殼體(300)內(nèi)壁到催化劑筐(302)外壁之間有多層環(huán)狀熱管(301)。

11、進一步的，所述殼體(300)的外部設(shè)有加熱裝置。

12、進一步的，所述工質(zhì)充裝結(jié)構(gòu)(304)設(shè)置有工質(zhì)充裝口和工質(zhì)排放口。

13、本實用新型的工作原理是：

14、氣體從進氣管進入到殼體內(nèi)，氣體首先在催化劑筐外部，與環(huán)狀熱管的冷凝段接觸，冷凝段內(nèi)的工質(zhì)由液體變成氣態(tài)，氣體被加熱，氣體溫度升高。氣體移動到殼體內(nèi)的另一端時，從催化劑筐進氣端的進口進入到催化劑筐內(nèi)，氣體在催化劑筐內(nèi)在催化劑的作用下發(fā)生放熱的化學(xué)反應(yīng)，催化劑筐內(nèi)的熱量由環(huán)狀熱管的蒸發(fā)段吸收，蒸發(fā)段內(nèi)的工質(zhì)氣態(tài)由變成液體，再循環(huán)進入到冷凝段。最終催化劑筐內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)后的氣體從排氣管中排出。

15、本實用新型的有益效果是：

16、本實用新型采用環(huán)狀熱管結(jié)構(gòu)，具有傳熱效率高、溫度分布均勻等優(yōu)點，能夠有效地提高反應(yīng)過程中的傳熱效率和反應(yīng)速率，尤其適用于綠電場景下流量快速變化的特征。

17、本實用新型在催化劑筐內(nèi)設(shè)有折流板，增強反應(yīng)腔內(nèi)物料的傳熱。

18、本實用新型在殼體的外部設(shè)有加熱裝置，提高了反應(yīng)的靈活性和可控性。

19、本實用新型在熱管的蒸發(fā)段和冷凝段的外壁上均可設(shè)有翅片，能夠有效地增強熱管的傳熱性能，提高了反應(yīng)器的傳熱效率。

技術(shù)特征：

1.一種環(huán)狀熱管反應(yīng)器，其特征在于，包括殼體（300）、環(huán)狀熱管（301）、催化劑筐（302）和催化劑（303），所述環(huán)狀熱管（301）有若干個，催化劑筐（302）同軸設(shè)置在殼體（300）內(nèi)，催化劑（303）填充在催化劑筐（302）中，所述環(huán)狀熱管（301）兩端為半圓弧形、中部為直線形的中空環(huán)狀貫通管，其中一個中部直線形段位于催化劑筐（302）內(nèi)，該段稱為蒸發(fā)段，另一個中部直線形段位于催化劑筐（302）外，該段稱為冷凝段；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)狀熱管反應(yīng)器，其特征在于，所述催化劑筐（302）一端為進氣端，另一端為出氣端，出氣管（101）與出氣端聯(lián)通。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)狀熱管反應(yīng)器，其特征在于，所述催化劑筐（302）的截面為圓形。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)狀熱管反應(yīng)器，其特征在于，所述催化劑筐（302）內(nèi)部設(shè)置有若干層折流板（305），折流板（305）為割圓，割圓的圓邊與催化劑筐（302）內(nèi)壁固定，直線邊和其對面的催化劑筐（302）內(nèi)壁之間的空隙為氣體通道，相鄰層的折流板（305）交錯布置。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的環(huán)狀熱管反應(yīng)器，其特征在于，所述折流板（305）為大割圓，折流板（305）開設(shè)有用于環(huán)狀熱管（301）穿過的圓孔。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)狀熱管反應(yīng)器，其特征在于，所述環(huán)狀熱管（301）的外壁設(shè)置有翅片。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)狀熱管反應(yīng)器，其特征在于，所述殼體（300）內(nèi)還設(shè)置有工質(zhì)充裝結(jié)構(gòu)（304），所述工質(zhì)充裝結(jié)構(gòu)（304）位于催化劑筐（302）外部，所述工質(zhì)充裝結(jié)構(gòu)（304）為內(nèi)部中空的環(huán)形，所有的環(huán)狀熱管（301）均與工質(zhì)充裝結(jié)構(gòu)（304）連通。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)狀熱管反應(yīng)器，其特征在于，從所述殼體（300）內(nèi)壁到催化劑筐（302）外壁之間有多層環(huán)狀熱管（301）。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)狀熱管反應(yīng)器，其特征在于，所述殼體（300）的外部設(shè)有加熱裝置。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的環(huán)狀熱管反應(yīng)器，其特征在于，所述工質(zhì)充裝結(jié)構(gòu)（304）設(shè)置有工質(zhì)充裝口和工質(zhì)排放口。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及一種環(huán)狀熱管反應(yīng)器，包括殼體、環(huán)狀熱管、催化劑筐和催化劑，環(huán)狀熱管有若干個，催化劑筐同軸設(shè)置在殼體內(nèi)，催化劑填充在催化劑筐中，環(huán)狀熱管位于催化劑筐內(nèi)的一段稱為蒸發(fā)段，位于催化劑筐外的一段稱為冷凝段，殼體一端設(shè)置有同軸的進氣管和出氣管，出氣管延伸到殼體中與催化劑筐連接。本技術(shù)采用環(huán)狀熱管結(jié)構(gòu)，具有傳熱效率高、溫度分布均勻等優(yōu)點，能夠有效地提高反應(yīng)過程中的傳熱效率和反應(yīng)速率，尤其適用于綠電場景下流量快速變化的特征。

技術(shù)研發(fā)人員：歐陽平,詹水華,胡文虎,馬健,陶丹斌,司志昊
受保護的技術(shù)使用者：江蘇雙良新能源裝備有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240806
技術(shù)公布日：2025/5/15