專利名稱：能防止熱應(yīng)力造成破壞的合成塔內(nèi)件新型冷管束的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于化肥合成塔內(nèi)件的改進(jìn)。
在氨、甲醇等合成塔內(nèi)件中，當(dāng)采用單管并流、單管折流型內(nèi)件，用冷管束移走觸媒層中反應(yīng)熱時(shí)，一般設(shè)計(jì)中冷管束結(jié)構(gòu)如


圖1所示。冷管束由進(jìn)氣管1、上分氣管2、下降冷管3和上升冷管5和下集氣管6組成。冷管束埋放在觸媒層4中間，由中心管7來的原料冷氣經(jīng)進(jìn)氣管1導(dǎo)入上分氣管2中，分配至下降冷管3中，經(jīng)觸媒層4帶走反應(yīng)熱，使原料氣升溫，進(jìn)入下集氣管6后，經(jīng)上升冷管5進(jìn)一步吸收反應(yīng)熱，最后返至觸媒層4的頂部分散進(jìn)入觸媒層，進(jìn)行合成反應(yīng)。
由于冷管束埋藏在觸媒層中間，周圍為觸媒顆粒所充滿，當(dāng)溫度升高時(shí)，上分氣管2與下集氣管6之間距離L因熱膨脹而增加了△L，此增加的距離空間內(nèi)受氣流和觸媒顆粒重力的影響，仍為觸媒顆粒所充滿。當(dāng)溫度下降時(shí)，觸媒顆粒阻礙了冷管束的自由收縮，一方面上分氣管2下面的觸媒顆粒被擠壓而破碎，另一方面冷管3因不能自由收縮而產(chǎn)生巨大的熱拉應(yīng)力，足以使冷管3與上分氣管2與下集氣管6之間的焊接頭處產(chǎn)生裂紋甚至拉斷。
在89212109.2實(shí)用新型專利中，為了避免這種熱應(yīng)力，采用圖2設(shè)計(jì)。在上分氣管2所在的″L″空間內(nèi)，不裝觸媒，使冷管3能自由脹縮而不受觸媒顆粒的阻礙，但這樣做的結(jié)果使觸媒裝填量減少了2～3％，犧牲了氨或甲醇等產(chǎn)量。
本實(shí)用新型的目的在于可以基本上不減少觸媒裝填量的前提下，消除冷管束的熱應(yīng)力，從而避免了冷管束焊接頭處產(chǎn)生裂紋和拉斷的危險(xiǎn)。
本實(shí)用新型的實(shí)施方法如圖3所示，在上分氣管2的下部裝上一個(gè)用薄壁金屬做成的環(huán)形的冷管束熱膨脹補(bǔ)償器9，在補(bǔ)償器9上有孔讓所有冷管3通過，但孔與冷管3的間隙不能讓觸媒顆粒通過，這樣就形成了一個(gè)環(huán)形的觸媒空腔。當(dāng)冷管束受熱膨脹時(shí)，補(bǔ)償器9與上分氣管2同步上升，當(dāng)溫度下降冷管3收縮，由于補(bǔ)償器9底部剛度很小，容易變形，甚至可做成底部能自由升降，因此，冷管收縮時(shí)就基本消除了熱拉應(yīng)力，從而即避免觸媒顆粒被壓碎，又防止了冷管束焊接接頭的裂紋和拉斷。
作為實(shí)施例，環(huán)形熱膨脹補(bǔ)償器9由焊接在上分氣管2上的外罩殼9a、內(nèi)罩殼9c和裝在9a、9c內(nèi)部可以自由升降的底板9b組成，在9a和9c的下部有限止9b的限位裝置。所有的冷管3在9a、9b、9c的孔中通過，孔與冷管3的間隙小于觸媒顆粒的直徑和厚度，補(bǔ)償器9與上分氣管2同步上升，底板9b受9a、9c限位裝置提升而同步上升。當(dāng)溫度下降冷管束收縮時(shí)，底板9b下面的觸媒推動(dòng)底板9b上升使冷管3能自由收縮，因而避免了觸媒顆粒被壓碎，同時(shí)又防止了冷管束焊接接頭的破裂。
權(quán)利要求1.一種合成塔內(nèi)件的冷管束由上升管1、上分氣管2、下降冷管3、上升冷管5和下集氣管6組成，其特征在于上分氣管2上固定有一個(gè)環(huán)形熱膨脹補(bǔ)償器9，由薄壁金屬做成。
2.按權(quán)利要求1所述的合成塔內(nèi)件的冷管束，其特征在于其環(huán)形熱膨脹補(bǔ)償器9是由焊接在上分氣管2上的外罩殼9a、內(nèi)罩殼9c和裝在內(nèi)、外罩殼之間可自由升降的底板9b組成。
專利摘要一種能防止熱應(yīng)力造成破壞的合成塔內(nèi)件新型冷管束結(jié)構(gòu)，屬于化肥合成塔內(nèi)件的改進(jìn)。在氨和甲醇等合成塔內(nèi)件中單管并流和單管折流型冷管束由于埋藏在觸媒層中不能自由熱脹冷縮，在反復(fù)受到溫度變化影響后，熱應(yīng)力造成冷管焊接接頭開裂或拉斷。本發(fā)明在冷管束上增加一個(gè)薄金屬做的環(huán)形熱膨脹補(bǔ)償器后，可使冷管能自由脹縮，消除了溫度變化在冷管束中產(chǎn)生的熱應(yīng)力，從而防止了冷管焊接接頭處的開裂和拉斷。
文檔編號(hào)F28D1/00GK2093358SQ9121547
公開日1992年1月15日 申請(qǐng)日期1991年5月18日 優(yōu)先權(quán)日1991年5月18日
發(fā)明者顧宗義 申請(qǐng)人:顧宗義