一种反应器

技术领域

本发明涉及一种反应器。

背景技术

目前，在径向反应器内，需要设置专门的布气结构，使进入到反应器内的原料气能够均匀地进入到触媒腔内进行反应，常规的设计为在反应器的内壳中设置一个内筒，并在内筒的中心设置用于收集完成反应的气体的集气筒，在内筒与集气筒之间堆放有触媒，在内筒上开设有布气孔，然后在内筒与外壳之间形成一个环隙，原料气进入到环隙后，经布气孔进入到触媒中进行反应，完成反应的气体进入到集气筒内，这种结构能够使原料气沿反应器的径向进入到触媒中进行反应。

这种结构的反应器在运行时，发现靠近内筒中心区域的反应效率要高于靠近筒壁区域的反应效率，使反应器内的各个反应区域的反应速度存在着较大的差异，从而导致反应区域内存在着反应温度过高的区域，使反应存在有加大副反应的趋向。

另外，现有的反应器，基本上是按照反应剧烈，反应放热量较大为基础进行设计，在反应器内布置了大量的换热管，以将反应热移出反应器，这种结构设计，对于放热量较大的反应较为适用，但对于放热量较少的反应则不太适宜，由于换热管占用了较大的反应器的内部空间，使得反应器的体积增大，加大了设备的制作成本。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种反应器，利用该反应器，至少能够使反应时，反应器内的温度更加均匀，有利于降低副反应的发生，具体技术方案如下：

一种反应器，其包括一外壳，该外壳具有一沿竖直方向延伸的中轴线，在该外壳内设置有一隔板封头，该隔板封头将该外壳的内腔沿该上下方向分割为上反应部和下反应部，其中上反应部位于下反应部的上方；

在该上反应部内设置有第一进气部，该第一进气部由若干环绕该中轴线设置的第一布气件所组成；在上反应部的中心部设置有一沿竖直方向延伸的第一集气部，第一进气部与第一集气部之间形成第一触媒腔，在第一触媒腔的顶部设置有第一触媒盖板，该第一触媒盖板与外壳的顶部之间形成第一进气腔；

每个第一布气件均包括一沿竖直方向延伸的第一分布筒，该第一分布筒包括一个第一外侧板和一个连接在该第一外侧板上的第一内侧板，在第一外侧板与第一内侧板之间形成一沿该中轴线方向延伸的第一布气腔，该第一外侧板朝向径向方向的外侧，该第一内侧板朝向该外壳的中心方向；

在第一内侧板上开设有第一布气孔，该第一布气孔贯穿第一内侧板的内外两侧；该第一分布筒的上端具有连通第一进气腔的第一进气口，该第一分布筒的下端为封闭端；沿竖直方向观察，该第一内侧板的截面呈朝外壳的中心方向突出的圆弧状；该第一内侧板的外表面称为第一外表面；

该第一集气部具有第一排气腔，在第一集气部上设置有连通第一触媒腔和第一排气腔的气流通道；在外壳上设置有连通第一进气腔的进气管，在该隔板封头上设置有连通第一排气腔的排气部；

在该下反应部内设置有第二进气部，该第二进气部环绕中轴线设置，在下反应部的中心部设置有一沿竖直方向延伸的第二集气部，第二进气部与第二集气部之间形成第二触媒腔，在第二触媒腔的顶部设置有第二触媒盖板，该第二触媒盖板与该隔板封头之间形成第二进气腔；该排气部连通第二进气腔；

在第二进气部设置上有连通第二触媒腔和第二进气腔的气体分布腔；

该第二集气部具有第二排气腔，在第二集气部上设置有连通第二触媒腔和第二排气腔的连通孔；在外壳上设置有连通第二排气腔的排气管。

该反应器在工作时，在上反应部内，原料气在由第一布气件进入到第一触媒腔内进行反应时，由于第一布气件的第一内侧板呈圆弧状，从各个第一布气件排出的气体呈辐射状向外喷出，从相邻的两个第一布气件排出的气流产生碰撞，发生混合后，再沿径向在第一触媒腔内流动并进行反应，由于从第一布气件排出的气体首先发生相互混合，能够增加气体的返混，降低气流的流速，提高气体在第一触媒腔内分布的均匀性，提高了靠近第一布气件区域的触媒的反应效率，在提高反应均匀性的同时，还提高了触媒的使用效率。

采用传统布气筒的反应器中，在采用由外向内流动的径向流动方式时，触媒腔中心区域的温度要较靠近布气筒区域内的温度高10-15℃，采用本申请中的布气件后，第一触媒腔中心区域的温度与靠近第一布气件区域内的温度差降低到1-5℃。有利于反应器内反应的均匀进行，提高反应器的可控制性，提高反应器的使用效率。

本申请中利用单一的外壳，并在外壳内设置了一隔板封头，将外壳的内腔分割为上反应部和下反应部两个反应区域，可以减少设备的结构部件。

具体地，在该第一内侧板上具有经冲压而形成的若干导流孔；对应于每一导流孔均具有一导流片，该导流片为所对应的导流孔所冲压出的至少一端连接于该第一内侧板上的一条状板，该导流片具有一导风部，该导风部突出于该第一外表面，在该第一内侧板的厚度方向上，该导风部与该第一外表面之间具有距离，使导风部与第一外表面之间形成连通导流孔的出风口，该导流孔和所连通的出风口共同形成为第一布气孔。优选导流片沿竖直方向延伸。

上述结构形式的导流孔可以在冲压导流孔时，直接形成导流片，无需进行二次加工，提高了第一内侧板的加工效率，同时提高了第一内侧板材料的利用率，减少了材料的浪费，并由此降低了设备的制作费用。气流从第一布气件中流出时，在导流片的阻碍下，气体的流向发生改变，加剧从相邻的第一布气件中排出气体的混合，使气体的分布更加均匀，降低或避免气流对触媒的冲击力度，减少由于气流冲击而造成的触媒破裂。同时气流在流出导流孔时，由于导流片的阻碍，气体的流向发生大幅度的转向，在气流转向的过程中，会形成一个小的漩涡，该漩涡会使气流所携带的微量的触媒进行沉降，减少气流的触媒携带量。

在采用该结构后，第一触媒腔的中心区域的温度与靠近第一布气件区域内的温度差进一步降低到0.7-2.8℃，使整个第一触媒腔腔内的温度进一步趋向于一致。

为便于进行冲压加工，该导流片的相对的两端各形成有一连接于该第一内侧板的连接端。用于制作第一内侧板的板件为一平板，在进行冲压加工时，可以仅在平板上切出两道平行的边缘线，即可进行冲压，即形成相对的两端均连接在该平板上的结构，然后将完成冲压的平板进行弯曲即可，该结构使导流片与平板具有两个连接点，具有更稳定的结构，在较大的压力下，可以避免导流片朝远离内侧板的方向发生弯曲，造成导风部与第一外表面之间所形成的出风口的变化，进而影响气流速度。

进一步地，在第一内侧板的厚度方向上，导流孔被所冲压出的折弯片的投影覆盖。使从导流孔流出的气体的流向能够全部发生改变，避免部分气体沿第一内侧板的径向直接喷射出去。

进一步，该第一外侧板包括一中间板和连接在该中间板的水平方向的两端的侧面板，沿该中轴线方向观察，该第一外侧板呈开口朝向第一内侧板方向的槽状，该中间板的截面呈直线状或呈朝远离第一内侧板的方向突出的圆弧状；该中间板与第一内侧板相对设置，该第一内侧板的周向方向的两端分别连接在一侧面板上。

在制作第一外侧板时，该第一外侧板可以由一整板折弯而成，减少焊接量。在制作反应器时，需要充分利用反应器的内部空间，以提高反应器的使用效率。将中间板设置为圆弧板，且使圆弧板与第一内侧板相对设置后，在将第一布气件安装到反应器的外壳内时，第一外侧板沿径向朝向外侧，并尽量紧贴外壳，以减少外壳与布气件之间的间隙，使若干第一布气件围成圈状后，具有更大的用于反应的第一触媒腔。

具体地，中间板与第一筒体的内壁之间的最大距离≤10mm。

该设计可以减少第一布气件与反应器的外壳之间的孔隙，这些孔隙无法有效利用，减少这些孔隙的存在，即可提高反应器内部空间的利用率，并在此基础上，降低反应器的体积。

具体地，第一内侧板的第一外表面的圆弧半径为120-300mm。由于第一布气件整体位于反应器的外壳内，所承受的压力仅仅为进入到第一布气件内腔中的气体压力与第一触媒腔内压力的压力差，该压力差相比外壳所受到的压力要少很多，制作第一布气件的板材的厚度控制在2-4mm，在对第一内侧板进行卷制时，控制第一内侧板的第一外表面的圆弧半径更具有现实的意义，可以充分利用现有的卷板设备。根据反应器的直径大小，可以在上述圆弧半径内选择适宜的数据，以获得更佳的反应效果。

具体地，该第二进气部由若干环绕该中轴线设置的第二布气件所组成；

每个第二布气件均包括一沿竖直方向延伸的第二分布筒，该第二分布筒包括一个第二外侧板和一个连接在该第二外侧板上的第二内侧板，在第二外侧板与第二内侧板之间形成一沿该中轴线方向延伸的第二布气腔，该第二外侧板朝向径向方向的外侧，该第二内侧板朝向该外壳的中心方向；

在第二内侧板上开设有第二布气孔，该第二布气孔贯穿第二内侧板的内外两侧；该第二分布筒的上端具有连通第二进气腔的第二进气口，该第二分布筒的下端为封闭端；沿竖直方向观察，该第二内侧板的截面呈朝外壳的中心方向突出的圆弧状；

若干个第二布气件的第二布气腔共同形成为气体分布腔。

将第二进气部采用第二布气件组成后，在下反应部内，气体在由第二布气件进入到第二触媒腔内进行反应时，由于第二布气件的第二内侧板呈圆弧状，从各个第二布气件排出的气体呈辐射状向外喷出，从相邻的两个第二布气件排出的气流产生碰撞，发生混合后，再沿径向在第二触媒腔内流动并进行反应，由于从第二布气件排出的气体首先发生相互混合，能够增加气体的返混，降低气流的流速，提高气体在第二触媒腔内分布的均匀性，提高了靠近第二布气件区域的触媒的反应效率，在提高反应均匀性的同时，还提高了触媒的使用效率。

采用传统布气筒的反应器中，在采用由外向内流动的径向流动方式时，触媒腔中心区域的温度要较靠近布气筒区域内的温度高8-12℃，采用本申请中的布气件后，第二触媒腔中心区域的温度与靠近第二布气件区域内的温度差降低到0.8-3℃。有利于反应器内反应的均匀进行，提高反应器的可控制性，提高反应器的使用效率。

进一步，该第一集气部包括导流筒和套设在导流筒的外部的集气筒，在集气筒与导流筒之间形成一集气腔，在集气筒上开设有呈通孔状的集气孔；该导流筒的内腔形成为第一排气腔，在集气腔与第一排气腔之间设置有过流通道，该过流通道位于第一集气部的顶部；在导流筒内安装有换热管；排气部连通该导流筒的内腔；该导流筒的内腔形成为排气腔，集气孔、集气腔和过流通道共同形成为气流通道。在第一触媒腔和第二触媒腔内均不设置换热管或换热器。

在该反应器工作时，在第一触媒腔内完成反应的气体经集气孔进入到集气腔内，由过流通道进入到第一排气腔，然后进入到第二进气腔内。

该结构主要应用于可反应成分较低的原料气，当原料气的可反应成分较低时，在反应时所释放出的热量较少，无需在第一触媒腔和第二触媒腔内设置换热管或换热管，但仍需要将反应热移出反应器，一方面是为了保证反应器内反应温度处于设定范围内，另一方面也为回收反应热，减少浪费。在现有的结构中，采用换热管移热时，换热管一般是穿过触媒腔，触媒堆放在换热管的周围，这种触媒堆放在换热管周围的结构有利于快速将反应热移出反应器，以保证反应器内的温度处于设定范围内，这种结构对于反应剧烈，放热量大的反应较为适宜，但对于放热量较少的反应则显示出一定的弊端，由于换热管会占用反应器内的大量空间，而且换热管的直径不能太小，直径太少，冷媒的流动速度太多，需要较大的动力消耗，采用本申请的设计后，将换热管布置到导流筒内，气体在经过导流筒的过程中，通过换热管进行换热，以使换热器的温度处于设定范围内，由于触媒腔内取消了换热管，可以将反应器的直径变小，以降低设备的制作成本。换热管还可以用于开车时，对反应器进行预热。

具体地，在集气筒的顶部密封安装有一上管板，导流筒的顶部与上管板之间具有距离，该距离形成为连通集气腔第一排气腔的过流通道；

在上管板的上侧面安装有一管板封头，在管板封头内设置有一分隔板，该分隔板将管板封头与上管板之间所形成的容腔分割为冷媒进口腔和冷媒出口腔；换热管的两端分别贯穿上管板后连通冷媒进口腔和冷媒出口腔，在外壳的顶部安装有连通冷媒进口腔的冷媒进口管和连通冷媒出口腔的冷媒出口管。

该结构中，使换热管的进出口均朝向上方，避免对导流筒的下端造成堵塞，使进入到导流筒内的气体能够顺利地从导流筒的下端排出，进入到第二进气腔内。如使换热管从导流筒的下端伸出，不但会对进入到第二进气腔内的气流造成干扰，而且由于换热管必须从直筒部伸出反应器，会造成反应器外部接管的混乱。

进一步，在外壳的底部安装有一个第二触媒出料管，下反应部的底部设置有一球料区，在球料区的上侧形成有所述第二触媒腔，在该球料区内装填有陶瓷球；该第二触媒出料管向上穿过球料区后，连通第二触媒腔，用于将第二触媒腔内的触媒卸出。

在外壳的底部设置球料区后，可以避免设置触媒支撑板，简化设备的结构。

进一步，在进气管的外端安装有一连接环，在该连接环的内侧安装有一气流分散部；

该气流分散部包括一气流筒，该气流筒的一端固定连接在连接环上，该气流筒的另一端沿竖直方向向下延伸，在该气流筒的下端连接有若干根导流杆，导流杆沿竖直方向延伸、并环绕该气流筒的下端间隔设置；若干根导流环沿上下方向间隔连接在导流杆上，使导流杆和导流环形成为网格状的格栅笼，至少部分格栅笼向下超过进气管的下端面；在导流杆的下端安装有一导流板，该导流板呈向上突出的圆弧状。

当原料气从进气管进入到第一进气腔时，在导流板的作用下，原料气经格栅笼向四周扩散，并进入到第一布气件内，导流板避免了原料气对设备的中间部件的冲击，并可减少原料气在进入到第一进气腔时由于产生漩涡，而导致的压力损耗。

附图说明

图1是本发明的一种实施例的结构示意图。

图2是图1中E1的结构示意图。

图3是图1中E2的下侧的结构示意图。

图4是布气件的一实施例的结构简图。

图5是图4所示附图的主视图。

图6是图5的俯视图。

图7是图5中A-A向的视图。

图8是布气件的第二种结构的截面图。

图9是内侧板的局部图。

图10是周向方向的说明简图。

图11是图2中B-B向的视图。

图12是图11中C部分的放大图。

图13是图2中F部分的放大图。

图14是采用第一布气件的第一触媒腔内的温度测量点的布置图。

图15是图14中将第一布气件更换后的第一触媒腔内的温度测量点的布置图。

图16是采用第二布气件的第二触媒腔内的温度测量点的布置图。

图17是图16中将第二布气件更换后的第二触媒腔内的温度测量点的布置图。

具体实施方式

参阅图1-图3，一种反应器，其包括一外壳1010，该外壳1010具有一沿竖直方向延伸的中轴线400，该外壳1010包括沿竖直方向延伸的直筒部1011、安装该直筒部1011的顶端的上封头1012以及安装在直筒部1011的底端的下封头1013，其中上封头和下封头均为球形封头。

在该外壳1010内设置有一蝶形封头431，该蝶形封头431位于直筒部1011的中间位置，该蝶形封头431朝向下方突出。该蝶形封头431将外壳1010的内腔沿上下方向分割为上反应部1100和下反应部1200，其中上反应部1100位于下反应部1200的上方。该蝶形封头形成为隔板封头，可以理解，在其它实施例中，还可以采用球形封头、椭圆封头等封头作为隔板封头。

在该上反应部1100内设置有第一进气部410，该第一进气部410由若干环绕该中轴线400设置的第一布气件100所组成；在上反应部的中心部设置有一沿竖直方向延伸的第一集气部440，第一进气部410与第一集气部440之间形成第一触媒腔，在第一触媒腔的顶部设置有第一触媒盖板418，该第一触媒盖板418与外壳的顶部之间形成第一进气腔315。

以下首先对第一布气件100的结构进行说明，请参阅图4-图7。

本实施例中，第一布气件100，其具有一沿竖直方向延伸的第一分布筒10，该第一分布筒10包括一个第一外侧板12和一个连接在第一该外侧板12上的第一内侧板11，该第一外侧板12和第一内侧板11均沿竖直方向延伸，在该第一外侧板12与第一内侧板11之间形成中轴线方向延伸的第一布气腔105。该第一外侧板朝向径向方向的外侧，该第一内侧板朝向该外壳的中心方向。

在第一内侧板11上开设有第一布气孔，该第一布气孔贯穿内侧板的内外两侧。

在第一分布筒10的下端安装有一下端板21，该下端板21将第一分布筒的下端封闭，使第一分布筒10的下端形成为封闭端103，第一分布筒的上端为进气端104，第一布气腔105具有贯穿该进气端的端面的第一进气口。

沿竖直方向观察，该第一内侧板11的截面呈朝外壳的中心方向突出的圆弧状，该第一内侧板11的外表面称为第一外表面110。在本实施例中，该第一外表面110的圆弧半径为150mm，可以理解，在其它实施例中，该第一外表面110的圆弧半径还可以为120mm、180mm、250mm或300mm。

请参阅图9，在该第一内侧板11上具有经冲压而形成的若干导流孔62；对应于每一导流孔62均具有一导流片111，该导流片111沿竖直方向延伸，该导流片111为所对应的导流孔62所冲压出的两端均连接在该内侧板上的一条状板。

该导流片111具有一导风部630，该导风部630突出于该第一外表面110，且平行于该第一外表面110，在该第一内侧板11的厚度方向上，该导风部630与该第一外表面110之间具有距离，使导风部630与第一外表面110之间形成连通导流孔62的出风口621，该导流孔62和出风口621共同形成为第一布气孔。

具体在本实施例中，该导流片的相对的两端各形成有一连接于该第一内侧板的连接端，具体为第一连接端631和第二连接端636，其中第一连接端631经第一倾斜板632连接到导风部630上，第二连接端636经第二倾斜板637连接到导风部630上。且第一倾斜板632与第二倾斜板637均朝导流孔62的中心方向倾斜设置，并与导风部630呈圆弧状连接在一起，以便于冲压时，减少导流片的弯曲程度，降低导流片的内应力，保证导流片的强度。

本实施例中，导流片的相对两端均连接在第一内侧板11上，可以理解，在其他实施例中，导流片可以仅有一端连接在第一内侧板上。

在第一内侧板的厚度方向上，折弯片的投影覆盖所冲压出的导流孔，使从导流孔流出的气体的流向能够全部发生改变，避免部分气体沿内侧板的径向直接喷射出去。

该第一外侧板12包括一圆弧板121，在该圆弧板121的周向方向的两端各连接有一侧面板122，两块侧面板122均朝第一内侧板的方向延伸，该第一内侧板11的周向方向的两端分别连接在一侧面板122上。

沿中轴线方向观察，该第一外侧板12呈开口朝向第一内侧板方向的槽状，且该圆弧板121截面呈朝远离第一内侧板11的方向突出的圆弧状，且该圆弧板与第一内侧板相对设置。该圆弧板即为中间板，即该中间板呈朝远离第一内侧板的方向突出的圆弧状。

可以理解在，在其他实施例中，该中间板还可以为呈直线状，请参阅图8，图8为当中间板呈直线状时、第一布气件的截面图，在图5所示实施例中，中间板为呈直线状的直板9121，在该直板9121的相对的两端各连接有一侧面板D9122,侧面板D9122呈圆弧状，内侧板D911周向方向的两端分别抵靠在一侧面板D9122的内侧，且内侧板D911周向方向的两端分别焊接在一侧面板D9122上。直板9121和侧面板D9122共同构成为外侧板D912，且沿竖直方向观察，外侧板D912呈开口朝向内侧板D911方向的槽状。外侧板D912由一整板折弯而成。

在本申请中，圆弧板的周向方向是指圆弧板121沿圆周方向延伸的方向，请参阅图10，标记为P的第一箭头的指向为该圆弧板121的沿圆周方向延伸的方向，则圆弧板121的周向方向的两端即为圆弧板121沿第一箭头P延伸的两端。图10中，标记为S的第二箭头的指向为第一内侧板11的沿圆周方向延伸的方向，则第一内侧板11的周向方向的两端即为第一内侧板11沿第二箭头S延伸的两端。

在本实施例中，为便于安装，第一分布筒10具有一缩颈部18，该缩颈部18包括一内面板115和连接在内面板115上的外面板15，其中内面板115由第一内侧板11沿竖直方向朝远离下端板21的方向延伸而形成，且内面板115的宽度要较第一内侧板11的宽度窄。外面板15为一槽状板，其包括一平直板151和连接在该平直板151的相对的两端的侧立板152，内面板115的周向方向的两端分别连接在一侧立板152上，其中外面板15由一整板折弯而成。

沿径向方向，相对于第一外侧板12，外面板15更靠近第一内侧板11，使外面板15与第一外侧板12之间形成一缝隙，上端板13密封安装在第一外侧板12与外面板15之间，将该缝隙封闭掉。本实施例中的缩颈部同时形成为进气端104。

外面板15可以看作为第一外侧板12朝第一内侧板的方向缩进所形成，即第一分布筒的第一外侧板的位于进气端的部分朝第一内侧板的方向缩进，使第一分布筒的进气端形成为缩颈部。

该缩颈部为便于布气件的安装以及使用该布气件的反应器的安装而设置，可以理解，在其他实施例中，根据不同的反应器结构，该缩颈部可以取消。

请参阅图13，在第一触媒盖板418上对应于每个第一布气件100均设置有一安装孔4181，在第一触媒盖板418的下侧设置有第一支撑板419，该第一支撑板419呈环状，并水平安装在蝶形封头431的上侧，并紧邻该蝶形封头431。第一布气件100支撑在该第一支撑板上，且进气端104朝向上方，并卡持在安装孔4181内，使第一进气口连通第一进气腔。

本实施例中，在安装第一布气件100前，首先将第一支撑板419和第一触媒盖板418安装在上反应部1100内，然后再安装第一布气件100。

在安装第一布气件100时，将第一布气件的缩颈部18沿倾斜方向由下向上插入到安装孔内，并向上推动第一布气件，使第一布气件与第一支撑板之间形成一个空档，然后再将第一布气件的封闭端103朝外壳方向推动，使第一布气件呈直立状态并支撑在第一支撑板上，然后再将第一布气件固定。

在将第一布气件安装到位后，在外面板15与直筒部1011之间具有一个侧隙319，安装孔的边缘部4182可以插入到该侧隙319内，使第一触媒盖板418可以通过该侧隙319连接到外壳上。本实施例中，各第一布气件的第一外侧板12抵靠在外壳的直筒部上，在图11-图13中，为显示清楚，各第一布气件的第一外侧板12与外壳的直筒部之间均具有间隙。

本实施例中，第一布气件的圆弧板的外侧面的半径D2与直筒部的内壁的半径D1相同。可以理解，在其它实施例中，D1可以大于D2，例如第一布气件的圆弧板的外侧面的半径D2与直筒部的内壁的半径D1之间的差值可以为1mm、3mm、5mm或10mm。即中间板与安装有该布气件的反应器的外壳的内壁之间的最大距离≤10mm。

当中间板为直板9121时，该直板9121与直筒部的内壁之间形成一个截面大致呈弓形的间隙，直板9121与直筒部的内壁之间的最大距离≤10mm。

第一集气部440沿竖直方向延伸，并安装在外壳的中心部，该第一集气部440包括一导流筒442和套设在导流筒442的外部的集气筒441，导流筒442、集气筒441和直筒部同轴设置，在集气筒与导流筒之间形成一集气腔443，导流筒和集气筒的下端均安装在蝶形封头431上，蝶形封头431将集气腔443的下端封闭，在蝶形封头431的中心部开设有一通孔432，该通孔形成为排气部。

集气筒441的上端经一环板445密封连接在上管板422的外缘上，导流筒442的上端经支耳446支撑在集气筒的内壁上，使集气部的上部位于反应腔内。导流筒442的顶端面低于集气筒441的顶端面，使导流筒442的顶部与上管板422之间具有距离，该距离形成为连通集气腔和导流筒的内腔的过流通道444。在集气筒上开设有呈通孔状的集气孔，该集气孔在图中未显示。该导流筒442的内腔形成为第一排气腔，集气孔、集气腔和过流通道共同形成为气流通道。

在导流筒442内安装有换热管420。在上管板422的上侧面安装有一管板封头423，在管板封头423内沿竖直方向焊接有一分隔板424，该分隔板将管板封头与上管板之间所形成的容腔分割为冷媒进口腔425和冷媒出口腔426。冷媒进口管427连通冷媒进口腔425，冷媒出口管428连通冷媒出口腔426。

换热管430为U型管，换热管的一端经上管板连通冷媒进口腔425，另一端经上管板连通冷媒出口腔426。

在该下反应部内设置有第二进气部510，该第二进气部由若干环绕该中轴线设置的第二布气件所组成。

每个第二布气件均包括一沿竖直方向延伸的第二分布筒，该第二分布筒包括一个第二外侧板和一个连接在该第二外侧板上的第二内侧板，在第二外侧板与第二内侧板之间形成一沿该中轴线方向延伸的第二布气腔，该第二外侧板朝向径向方向的外侧，该第二内侧板朝向该外壳的中心方向。

在第二内侧板上开设有第二布气孔，该第二布气孔贯穿第二内侧板的内外两侧；该第二分布筒的上端具有连通第二进气腔的第二进气口，该第二分布筒的下端为封闭端；沿竖直方向观察，该第二内侧板的截面呈朝外壳的中心方向突出的圆弧状。所有的第二布气件的第二进气腔共同形成为气体分布腔。

本实施例中，该第二布气件与第一布气件的结构相同，具体请参阅上述的第一布气件的具体结构，不再赘述。

在该下反应部1200中心部设置有一沿竖直方向延伸的第二集气部520，第二进气部510与第二集气部520之间形成第二触媒腔，在第二触媒腔的顶部设置有第二触媒盖板518，该第二触媒盖板518与该蝶形封头431之间形成第二进气腔316。

由于蝶形封头43与第二触媒盖板518之间形成为第二进气腔316，即可使排气部连通第二进气腔。

在第二触媒盖板上对应于每个第二布气件均设置有一安装孔，在第二触媒盖板518的下侧设置有第二支撑板519，该第二支撑板519呈环状、并水平安装在下封头1013的上边缘的内侧。

第二布气件支撑在该第二支撑板上，且第二分布筒的上端插入到所对应的安装孔内，使第二进气口连通第二进气腔。第二布气件的安装方式与第一布气件的安装方式类似，具体可采用第一布气件的安装方式，不再赘述。

在蝶形封头43上安装有第一触媒出料管433，该第一触媒出料管433的一端连通第一触媒腔，该第一触媒出料管433的另一端向外弯曲成水平状，然后向外贯穿第二进气腔316所对应的直筒部后、形成为第一出料口434，在第一出料口343上安装有第一盲板435。在第二进气腔316所对应的直筒部上安装有人孔1014。

第二集气部520为一沿竖直方向延伸的直管，在该直管上开设有连通孔，该直管的内腔形成为第二排气腔521，该连通孔连通第二触媒腔和第二排气腔。在下封头1013上安装有排气管522，该排气管522连通第二排气腔521。

该直管的顶部封闭且连接在第二触媒盖板上。

外壳内，第二支撑板所在平面以下的空间形成为球料区1021，即在下反应部的底部设置有一球料区，且球料区的上侧形成有所述第二触媒腔。在球料区1021内装填有陶瓷球1025，在附图中，仅示例性地显示了部分陶瓷球。

在下封头上的底部安装有一个第二触媒出料管533，该第二触媒出料管533的触媒进口531向上穿过球料区后，连通第二触媒腔，用于将第二触媒腔内的触媒卸出。第二触媒出料管533的第二出料口534安装有第二盲板535。

可以理解，在其他实施例中，可以将该球料区内的陶瓷球取消，而直接装填触媒，并不影响反应器的使用，仅仅是部分触媒的利用率较低。

为提高原料气进入到第一进气腔315后，能够均匀地向四周流动，并进入到第一布气件内，在本实施例中，进气管451安装在上封头1012的顶部，在进气管上安装有一连接环452，该连接环452为一法兰。该法兰的中心孔的直径小于进气管的内径，使法兰的朝向进气管的内侧面朝中心方向超过进气管的。

在连接环的内侧安装有气流分散部453，该气流分散部453包括一气流筒454，该气流筒454的一端固定连接在连接环的内侧面上，该气流筒的另一端沿竖直方向向下延伸，在该气流筒的下端连接有若干根导流杆455，导流杆沿竖直方向延伸、并环绕该气流筒的下端间隔设置；若干根导流环456沿上下方向间隔连接在导流杆上，使导流杆和导流环形成为网格状的格栅笼，格栅笼向下超过进气管的下端面；在导流杆455的下端安装有一导流板457，该导流板呈向上突出的圆弧状。

在该反应器工作时，原料气由进气管进入到第一进气腔内，然后经各第一布气件进入到第一触媒腔内进行反应，形成初步反应气，初步反应气经第一集气部440进入到第二进气腔316内，然后再经第二布气件进入到第二触媒腔内进行反应，完成反应的气体经第二排气腔521排出反应器，进入到下道工序中。

为便于检测本申请的效果，在本实施例中的反应器内设置了温度测量点，请参阅图14，在第一触媒腔内环绕第一集气部440设置了4圈温度测量点，由内向外分别称为第一圈测量点W、第二圈测量点W、第三圈测量点W、第四圈测量点W，每圈测量点设置6个测量点，共24个测量点，本实施例中的反应器的内径为4.2米，进口变换气的体积为24万立方米/小时(干基)，进口变换气中CO干基体积比为8％。检测数据列入表1。

请参阅图15，然后将反应器内的第一布气件100更换为常规的第一布气筒800，该第一布气筒800为一直筒，并在第一布气筒上开设有用于布气的通孔，其它条件不变，图15中，将4圈温度测量点由内向外分别称为第一圈测量点V、第二圈测量点V、第三圈测量点V、第四圈测量点V，再次进行温度的检测。检测数据列入表1。

表1单位：℃

表1中，数据A采用本实施例中的反应器进行反应的检测数据，数据B为将反应器内的第一布气件100更换为常规的第一布气筒800后的检测数据，第一触媒腔的横截面积相同，且温度测量点的位置相同。

数据A中，其中1#数据为标记为811的第一圈测量点W的6个测量点的平均温度，2#数据为标记为812的第二圈测量点W的6个测量点的平均温度，3#数据为标记为813的第三圈测量点W的6个测量点的平均温度，4#数据为标记为814的第四圈测量点W的6个测量点的平均温度。

数据B中，其中1#数据为标记为821的第一圈测量点V的6个测量点的平均温度，2#数据为标记为822的第二圈测量点V的6个测量点的平均温度，3#数据为标记为823的第三圈测量点V的6个测量点的平均温度，4#数据为标记为824的第四圈测量点V的6个测量点的平均温度。

从表1可以看出，采用本申请中的第一布气件后，第一触媒腔区的温差为1.5℃,温度的CV值为0.69％，更换为常规的布气筒800后，第一触媒腔的温差为13℃,温度的CV值为6.05％。利用本申请中的第一布气件后，第一触媒腔的温差和温度的CV值均有大幅度的下降，使第一触媒腔内的反应温度更加均匀。

请参阅图16，在第二触媒腔内环绕第二集气部520设置了4圈温度测量点，由内向外分别称为第一圈测量点X、第二圈测量点X、第三圈测量点X、第四圈测量点X，每圈测量点设置6个测量点，共24个测量点。检测数据列入表2。

请参阅图17，然后将反应器内的第二布气件更换为常规的第二布气筒900，该第二布气筒900为一直筒，并在第二布气筒上开设有用于布气的通孔，其它条件不变，图17中，将4圈温度测量点由内向外分别称为第一圈测量点Y、第二圈测量点Y、第三圈测量点Y、第四圈测量点Y，再次进行温度的检测。检测数据列入表2。

表2单位：℃

第二触媒腔的温差为1.4℃,更换为常规的布气筒900后，第二触媒腔的温差为9.9℃。

表2中，数据C采用本实施例中的反应器进行反应的检测数据，数据D为将反应器内的第二布气件更换为常规的第二布气筒900后的检测数据，第二触媒腔的横截面积相同，且温度测量点的位置相同。

数据C中，其中1#数据为标记为831的第一圈测量点X的6个测量点的平均温度，2#数据为标记为832的第二圈测量点X的6个测量点的平均温度，3#数据为标记为833的第三圈测量点X的6个测量点的平均温度，4#数据为标记为834的第四圈测量点X的6个测量点的平均温度。

数据D中，其中1#数据为标记为841的第一圈测量点Y的6个测量点的平均温度，2#数据为标记为842的第二圈测量点Y的6个测量点的平均温度，3#数据为标记为843的第三圈测量点Y的6个测量点的平均温度，4#数据为标记为844的第四圈测量点Y的6个测量点的平均温度。

从表2可以看出，采用本申请中的第二布气件后，第二触媒腔内的温差为1.4℃,温度的CV值为0.64％，更换为常规的布气筒900后，第二触媒腔的温差为9.9℃,温度的CV值为4.68％。利用本申请中的第二布气件后，第二触媒腔内的温差和温度的CV值均有大幅度的下降，使第二触媒腔内的反应温度更加均匀。