一種含有多段絕熱層的全徑向水移熱變換反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及化工設(shè)備領(lǐng)域，具體是一種含有多段絕熱層的全徑向水移熱變換反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在煤化工及石油化工領(lǐng)域?qū)τ贑O變換工段采用兩種技術(shù):絕熱變換技術(shù)和等溫變換技術(shù)，傳統(tǒng)絕熱變換工藝存在絕熱爐易超溫、催化劑使用壽命短、操作復(fù)雜、熱量回收差、流程長(zhǎng)和阻力大等缺點(diǎn)。而新出現(xiàn)的等溫變換工藝雖然解決了以上問(wèn)題，但相對(duì)于絕熱變換來(lái)說(shuō)存在催化劑使用溫度低、催化劑裝填量大、催化劑活性差、不利于CO的動(dòng)力學(xué)反應(yīng)和后期催化劑難提溫等問(wèn)題。現(xiàn)有反應(yīng)器為一體式結(jié)構(gòu)，不利于反應(yīng)器的組裝和運(yùn)輸。現(xiàn)有等溫變換反應(yīng)器運(yùn)行到后期只能通過(guò)提高汽包壓力來(lái)提高床層溫度的問(wèn)題，隨著汽包壓力的升高，管程除氧水側(cè)溫度的提升非常有限，如果管程除氧水側(cè)壓力過(guò)大于殼程原料氣側(cè)壓力，會(huì)造成反應(yīng)器運(yùn)行非常不安全，如果反應(yīng)器出現(xiàn)泄漏，直接會(huì)導(dǎo)致除氧水泄漏到催化劑床層中去，造成催化劑結(jié)塊，難以自卸，反應(yīng)器出口 CO含量升高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種含有多段絕熱層的全徑向水移熱變換反應(yīng)器，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問(wèn)題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0005]一種含有多段絕熱層的全徑向水移熱變換反應(yīng)器，包括上封頭、下封頭、筒體和內(nèi)件，所述上封頭位于筒體上方，上封頭通過(guò)連接法蘭與筒體固定連接；下封頭固定設(shè)于筒體下方；內(nèi)件位于筒體內(nèi)部；所述上封頭上中間位置開(kāi)設(shè)有原料氣進(jìn)口，原料進(jìn)氣口右側(cè)設(shè)有人孔；上封頭左右兩端分別開(kāi)設(shè)有出水管A和出水管B ;所述出水管A和出水管B下端均連接有大環(huán)管A，大環(huán)管A通過(guò)支管A與小環(huán)管A連接；所述下封頭中間位置開(kāi)設(shè)有變換氣出口，變換氣出口左側(cè)設(shè)有催化劑自卸口 ；下封頭左右兩端分別開(kāi)設(shè)有除氧水進(jìn)口 A和除氧水進(jìn)口 B，除氧水進(jìn)口 A和除氧水進(jìn)口 B分別與出水管A和出水管B對(duì)應(yīng)；所述除氧水進(jìn)口 A和除氧水進(jìn)口 B上端均連接有大環(huán)管B，大環(huán)管B通過(guò)支管B與小環(huán)管B連接；所述大環(huán)管A和大環(huán)管B之間以及小環(huán)管A和小環(huán)管B之間均設(shè)有換熱管；所述筒體中間位置設(shè)有中心集氣管，中心集氣管外側(cè)設(shè)有床層；所述床層和筒體之間設(shè)有氣體分布器。
[0006]作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案:所述床層按距中心集氣管的距離由外及內(nèi)依次為絕熱床層A、催化劑床層A、絕熱床層B、催化劑床層B和絕熱床層C ;所述催化劑床層A和催化劑床層B內(nèi)均設(shè)有換熱管。
[0007]作為本實(shí)用新型再進(jìn)一步的方案:所述筒體外壁下端設(shè)有一圈裙座。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型專利采用外筒及內(nèi)件分開(kāi)，外筒采用法蘭連接，便于拆卸，不僅方便加工，提高效率，降低成本，同時(shí)還可以方便設(shè)備的運(yùn)輸及大型化問(wèn)題。本實(shí)用新型專利采用絕熱層+換熱管催化劑床層+絕熱層+換熱管催化劑床層+絕熱層的設(shè)計(jì)理念，合理利用徑向氣體分布反應(yīng)器催化劑由外向內(nèi)自然的衰退，在后期運(yùn)行中自然提高絕熱層溫度來(lái)解決由于催化劑衰退而造成的反應(yīng)器出口 CO含量升高的問(wèn)題。而不單純采用提高汽包壓力來(lái)提高整個(gè)床層溫度的做法。對(duì)于高CO高水汽比的原料氣反應(yīng)器絕熱層中催化劑裝填量很少，溫升小，不會(huì)超溫，隨后原料氣進(jìn)入帶換熱管的催化劑床層，將反應(yīng)的熱量及時(shí)通過(guò)換熱管移出反應(yīng)器，將CO含量降低后再進(jìn)入絕熱催化劑床層中，使得反應(yīng)器不會(huì)超溫。采用全徑向進(jìn)氣，原料氣一進(jìn)反應(yīng)器，沿著內(nèi)件和筒體的環(huán)隙全徑向進(jìn)入催化劑床層，沿中心集氣筒出反應(yīng)器，床層阻力低。采用內(nèi)件部分的每一根換熱管上下均有R型彎，連接大環(huán)管和小環(huán)管之間的支管也有R型彎，采用R型彎消除部分熱應(yīng)力。外筒和內(nèi)件采用填料密封的結(jié)構(gòu)，利用水管和外筒內(nèi)壁之間的自由滑動(dòng)來(lái)消除熱應(yīng)力。本實(shí)用新型專利設(shè)置催化劑自卸口和人孔，反應(yīng)器內(nèi)部有足夠的空間，檢修人員可以從底部的催化劑自卸口和頂部的人孔直接進(jìn)入反應(yīng)器，對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行檢修和自卸催化劑，而現(xiàn)有等溫變換反應(yīng)器必須將上封頭打開(kāi)，吊出內(nèi)件才能進(jìn)行檢修和自卸催化劑，本實(shí)用新型專利縮短檢修時(shí)間和催化劑自卸時(shí)間，節(jié)省了大量的人力和物力。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為圖1的橫向剖視圖。
[0011]圖3為本實(shí)用新型另一種實(shí)施例中內(nèi)件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖4為本實(shí)用新型第三種實(shí)施例中內(nèi)件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中:1-出水管A，2-原料氣進(jìn)口，3-大環(huán)管A，4-支管A，5-小環(huán)管A，6-中心集氣管，7-換熱管，8-大環(huán)管B，9-小環(huán)管B，10-筋板，11-裙座，12-除氧水進(jìn)口 A，13-變換氣出口，14-除氧水進(jìn)口 B，15-連接法蘭，16-出水管B，17-催化劑自卸口，18-支管B，19-人孔，20-氣體分布器，21-絕熱床層A，22-催化劑床層A，23-絕熱床層B，24-催化劑床層B，25-絕熱床層C。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0015]請(qǐng)參閱圖1?4，一種含有多段絕熱層的全徑向水移熱變換反應(yīng)器，包括上封頭、下封頭、筒體和內(nèi)件，所述上封頭位于筒體上方，上封頭通過(guò)連接法蘭15與筒體固定連接；下封頭固定設(shè)于筒體I下方；內(nèi)件位于筒體內(nèi)部；所述上封頭上中間位置開(kāi)設(shè)有原料氣進(jìn)口 2，原料進(jìn)氣口 2右側(cè)設(shè)有人孔19 ;上封頭左右兩端分別開(kāi)設(shè)有出水管Al和出水管B16 ;所述出水管Al和出水管B16下端均連接有大環(huán)管A3，大環(huán)管A3通過(guò)支管A4與小環(huán)管A5連接；所述下封頭中間位置開(kāi)設(shè)有變換氣出口 13，變換氣出口 13左側(cè)設(shè)有催化劑自卸口17 ;下封頭左右兩端分別開(kāi)設(shè)有除氧水進(jìn)口 A12和除氧水進(jìn)口 B14，除氧水進(jìn)口 A12和除氧水進(jìn)口 B14分別與出水管Al和出水管B16對(duì)應(yīng)；所述除氧水進(jìn)口 A12和除氧水進(jìn)口 B14上端均連接有大環(huán)管B8，大環(huán)管B8通過(guò)支管B18與小環(huán)管B9連接；所述大環(huán)管A3和大環(huán)管B8之間以及小環(huán)管A5和小環(huán)管B9之間均設(shè)有換熱管7 ;所述筒體中間位置設(shè)有中心集氣管6，中心集氣管6外側(cè)設(shè)有床層；所述床層和筒體之間設(shè)有氣體分布器20。
[0016]進(jìn)一步的，本實(shí)用新型所述床層按距中心集氣管6的距離由外及內(nèi)依次為絕熱床層A21、催化劑床層A22、絕熱床層B23、催化劑床層B24和絕熱床層C25 ;所述催化劑床層A22和催化劑床層B24內(nèi)均設(shè)有換熱管7。
[0017]進(jìn)一步的，本實(shí)用新型所述筒體外壁下端設(shè)有一圈裙座11，用于支撐反應(yīng)器的重量。
[0018]本實(shí)用新型的工作原理是:
[0019]殼程原料氣流向?yàn)?由上封頭上的原料氣進(jìn)口 2進(jìn)入反應(yīng)器，由內(nèi)件和筒體之間的環(huán)隙全徑向進(jìn)入氣體分布器20，原料氣均勻的進(jìn)入床層。氣體依次進(jìn)入絕熱床層A21、催化劑床層A22、絕熱床層B23、催化劑床層B24和絕熱床層C25，由中心集氣管6沿著變換氣出口 13出反應(yīng)器。管程除氧水流向?yàn)?除氧水由反應(yīng)器底部的除氧水進(jìn)口 A12和除氧水進(jìn)口 B14沿進(jìn)水管進(jìn)入大環(huán)管B8內(nèi)，大環(huán)管B8中除氧水分流兩部分，大部分除氧水直接去催化劑床層A22的換熱管中吸收熱量，還有一部分除氧水由支管B18進(jìn)入小環(huán)管B9，再由小環(huán)管B9進(jìn)入催化劑床層B24換熱管中吸收熱量后進(jìn)入小環(huán)管A5，再由小環(huán)管A5通過(guò)支管A4進(jìn)入大環(huán)管A3中，和催化劑床層A22的換熱管中的汽水混合物一起沿出水管Al和出水管B16出反應(yīng)器。
[0020]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實(shí)用新型不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本實(shí)用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實(shí)用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
[0021]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種含有多段絕熱層的全徑向水移熱變換反應(yīng)器，包括上封頭、下封頭、筒體和內(nèi)件，所述上封頭位于筒體上方，上封頭通過(guò)連接法蘭(15)與筒體固定連接；下封頭固定設(shè)于筒體方；內(nèi)件位于筒體內(nèi)部；其特征在于:所述上封頭上中間位置開(kāi)設(shè)有原料氣進(jìn)口(2)，原料進(jìn)氣口(2)右側(cè)設(shè)有人孔(19);上封頭左右兩端分別開(kāi)設(shè)有出水管A (I)和出水管B (16);所述出水管A (I)和出水管B (16)下端均連接有大環(huán)管A (3)，大環(huán)管A (3)通過(guò)支管A (4)與小環(huán)管A (5)連接；所述下封頭中間位置開(kāi)設(shè)有變換氣出口(13)，變換氣出口(13)左側(cè)設(shè)有催化劑自卸口(17);下封頭左右兩端分別開(kāi)設(shè)有除氧水進(jìn)口 A (12)和除氧水進(jìn)口 B (14)，除氧水進(jìn)口 A (12)和除氧水進(jìn)口 B (14)分別與出水管A (I)和出水管B (16)對(duì)應(yīng)；所述除氧水進(jìn)口 A (12)和除氧水進(jìn)口 B (14)上端均連接有大環(huán)管B (8)，大環(huán)管B (8)通過(guò)支管B (18)與小環(huán)管B (9)連接；所述大環(huán)管A (3)和大環(huán)管B (8)之間以及小環(huán)管A (5)和小環(huán)管B (9)之間均設(shè)有換熱管(7);所述筒體中間位置設(shè)有中心集氣管(6)，中心集氣管(6)外側(cè)設(shè)有床層；所述床層和筒體之間設(shè)有氣體分布器(20)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有多段絕熱層的全徑向水移熱變換反應(yīng)器，其特征在于:所述床層按距中心集氣管(6)的距離由外及內(nèi)依次為絕熱床層A (21)、催化劑床層A (22)、絕熱床層B (23)、催化劑床層B (24)和絕熱床層C (25);所述催化劑床層A (22)和催化劑床層B (24)內(nèi)均設(shè)有換熱管(7)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有多段絕熱層的全徑向水移熱變換反應(yīng)器，其特征在于:所述筒體外壁下端設(shè)有一圈裙座(11)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種含有多段絕熱層的全徑向水移熱變換反應(yīng)器，其結(jié)構(gòu)包括外筒體及內(nèi)件，外筒體采用法蘭連接，便于拆卸，反應(yīng)器殼程底部裝有惰性物，殼程上層裝有催化劑，采用全徑向進(jìn)氣，原料氣走殼程，除氧水走管程，內(nèi)件和筒體采用填料密封。本實(shí)用新型由多部件組裝而成，利于運(yùn)輸；解決了絕熱爐高CO高水汽比超溫的問(wèn)題；消除了內(nèi)件受熱膨脹而產(chǎn)生的熱應(yīng)力；提高了催化劑的使用壽命，升溫速度快；減少了催化劑的裝填量，催化劑活性強(qiáng)；通過(guò)設(shè)置人孔和催化劑自卸口，檢修方便，便于自卸催化劑。
【IPC分類】B01J8/02
【公開(kāi)號(hào)】CN204638160
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520343916
【發(fā)明人】王順明
【申請(qǐng)人】王順明
【公開(kāi)日】2015年9月16日
【申請(qǐng)日】2015年5月25日