一种含有多段绝热层的全径向水移热变换反应器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及化工设备领域，具体是一种含有多段绝热层的全径向水移热变换反应器。
【背景技术】
[0002]目前，在煤化工及石油化工领域对于CO变换工段采用两种技术:绝热变换技术和等温变换技术，传统绝热变换工艺存在绝热炉易超温、催化剂使用寿命短、操作复杂、热量回收差、流程长和阻力大等缺点。而新出现的等温变换工艺虽然解决了以上问题，但相对于绝热变换来说存在催化剂使用温度低、催化剂装填量大、催化剂活性差、不利于CO的动力学反应和后期催化剂难提温等问题。现有反应器为一体式结构，不利于反应器的组装和运输。现有等温变换反应器运行到后期只能通过提高汽包压力来提高床层温度的问题，随着汽包压力的升高，管程除氧水侧温度的提升非常有限，如果管程除氧水侧压力过大于壳程原料气侧压力，会造成反应器运行非常不安全，如果反应器出现泄漏，直接会导致除氧水泄漏到催化剂床层中去，造成催化剂结块，难以自卸，反应器出口 CO含量升高。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种含有多段绝热层的全径向水移热变换反应器，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0005]一种含有多段绝热层的全径向水移热变换反应器，包括上封头、下封头、筒体和内件，所述上封头位于筒体上方，上封头通过连接法兰与筒体固定连接；下封头固定设于筒体下方；内件位于筒体内部；所述上封头上中间位置开设有原料气进口，原料进气口右侧设有人孔；上封头左右两端分别开设有出水管A和出水管B ;所述出水管A和出水管B下端均连接有大环管A，大环管A通过支管A与小环管A连接；所述下封头中间位置开设有变换气出口，变换气出口左侧设有催化剂自卸口 ；下封头左右两端分别开设有除氧水进口 A和除氧水进口 B，除氧水进口 A和除氧水进口 B分别与出水管A和出水管B对应；所述除氧水进口 A和除氧水进口 B上端均连接有大环管B，大环管B通过支管B与小环管B连接；所述大环管A和大环管B之间以及小环管A和小环管B之间均设有换热管；所述筒体中间位置设有中心集气管，中心集气管外侧设有床层；所述床层和筒体之间设有气体分布器。
[0006]作为本实用新型进一步的方案:所述床层按距中心集气管的距离由外及内依次为绝热床层A、催化剂床层A、绝热床层B、催化剂床层B和绝热床层C ;所述催化剂床层A和催化剂床层B内均设有换热管。
[0007]作为本实用新型再进一步的方案:所述筒体外壁下端设有一圈裙座。
[0008]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:本实用新型专利采用外筒及内件分开，外筒采用法兰连接，便于拆卸，不仅方便加工，提高效率，降低成本，同时还可以方便设备的运输及大型化问题。本实用新型专利采用绝热层+换热管催化剂床层+绝热层+换热管催化剂床层+绝热层的设计理念，合理利用径向气体分布反应器催化剂由外向内自然的衰退，在后期运行中自然提高绝热层温度来解决由于催化剂衰退而造成的反应器出口 CO含量升高的问题。而不单纯采用提高汽包压力来提高整个床层温度的做法。对于高CO高水汽比的原料气反应器绝热层中催化剂装填量很少，温升小，不会超温，随后原料气进入带换热管的催化剂床层，将反应的热量及时通过换热管移出反应器，将CO含量降低后再进入绝热催化剂床层中，使得反应器不会超温。采用全径向进气，原料气一进反应器，沿着内件和筒体的环隙全径向进入催化剂床层，沿中心集气筒出反应器，床层阻力低。采用内件部分的每一根换热管上下均有R型弯，连接大环管和小环管之间的支管也有R型弯，采用R型弯消除部分热应力。外筒和内件采用填料密封的结构，利用水管和外筒内壁之间的自由滑动来消除热应力。本实用新型专利设置催化剂自卸口和人孔，反应器内部有足够的空间，检修人员可以从底部的催化剂自卸口和顶部的人孔直接进入反应器，对反应器进行检修和自卸催化剂，而现有等温变换反应器必须将上封头打开，吊出内件才能进行检修和自卸催化剂，本实用新型专利缩短检修时间和催化剂自卸时间，节省了大量的人力和物力。
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型的结构示意图。
[0010]图2为图1的横向剖视图。
[0011]图3为本实用新型另一种实施例中内件的结构示意图。
[0012]图4为本实用新型第三种实施例中内件的结构示意图。
[0013]图中:1-出水管A，2-原料气进口，3-大环管A，4-支管A，5-小环管A，6-中心集气管，7-换热管，8-大环管B，9-小环管B，10-筋板，11-裙座，12-除氧水进口 A，13-变换气出口，14-除氧水进口 B，15-连接法兰，16-出水管B，17-催化剂自卸口，18-支管B，19-人孔，20-气体分布器，21-绝热床层A，22-催化剂床层A，23-绝热床层B，24-催化剂床层B，25-绝热床层C。
【具体实施方式】
[0014]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0015]请参阅图1?4，一种含有多段绝热层的全径向水移热变换反应器，包括上封头、下封头、筒体和内件，所述上封头位于筒体上方，上封头通过连接法兰15与筒体固定连接；下封头固定设于筒体I下方；内件位于筒体内部；所述上封头上中间位置开设有原料气进口 2，原料进气口 2右侧设有人孔19 ;上封头左右两端分别开设有出水管Al和出水管B16 ;所述出水管Al和出水管B16下端均连接有大环管A3，大环管A3通过支管A4与小环管A5连接；所述下封头中间位置开设有变换气出口 13，变换气出口 13左侧设有催化剂自卸口17 ;下封头左右两端分别开设有除氧水进口 A12和除氧水进口 B14，除氧水进口 A12和除氧水进口 B14分别与出水管Al和出水管B16对应；所述除氧水进口 A12和除氧水进口 B14上端均连接有大环管B8，大环管B8通过支管B18与小环管B9连接；所述大环管A3和大环管B8之间以及小环管A5和小环管B9之间均设有换热管7 ;所述筒体中间位置设有中心集气管6，中心集气管6外侧设有床层；所述床层和筒体之间设有气体分布器20。
[0016]进一步的，本实用新型所述床层按距中心集气管6的距离由外及内依次为绝热床层A21、催化剂床层A22、绝热床层B23、催化剂床层B24和绝热床层C25 ;所述催化剂床层A22和催化剂床层B24内均设有换热管7。
[0017]进一步的，本实用新型所述筒体外壁下端设有一圈裙座11，用于支撑反应器的重量。
[0018]本实用新型的工作原理是:
[0019]壳程原料气流向为:由上封头上的原料气进口 2进入反应器，由内件和筒体之间的环隙全径向进入气体分布器20，原料气均匀的进入床层。气体依次进入绝热床层A21、催化剂床层A22、绝热床层B23、催化剂床层B24和绝热床层C25，由中心集气管6沿着变换气出口 13出反应器。管程除氧水流向为:除氧水由反应器底部的除氧水进口 A12和除氧水进口 B14沿进水管进入大环管B8内，大环管B8中除氧水分流两部分，大部分除氧水直接去催化剂床层A22的换热管中吸收热量，还有一部分除氧水由支管B18进入小环管B9，再由小环管B9进入催化剂床层B24换热管中吸收热量后进入小环管A5，再由小环管A5通过支管A4进入大环管A3中，和催化剂床层A22的换热管中的汽水混合物一起沿出水管Al和出水管B16出反应器。
[0020]对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0021]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1.一种含有多段绝热层的全径向水移热变换反应器，包括上封头、下封头、筒体和内件，所述上封头位于筒体上方，上封头通过连接法兰(15)与筒体固定连接；下封头固定设于筒体方；内件位于筒体内部；其特征在于:所述上封头上中间位置开设有原料气进口(2)，原料进气口(2)右侧设有人孔(19);上封头左右两端分别开设有出水管A (I)和出水管B (16);所述出水管A (I)和出水管B (16)下端均连接有大环管A (3)，大环管A (3)通过支管A (4)与小环管A (5)连接；所述下封头中间位置开设有变换气出口(13)，变换气出口(13)左侧设有催化剂自卸口(17);下封头左右两端分别开设有除氧水进口 A (12)和除氧水进口 B (14)，除氧水进口 A (12)和除氧水进口 B (14)分别与出水管A (I)和出水管B (16)对应；所述除氧水进口 A (12)和除氧水进口 B (14)上端均连接有大环管B (8)，大环管B (8)通过支管B (18)与小环管B (9)连接；所述大环管A (3)和大环管B (8)之间以及小环管A (5)和小环管B (9)之间均设有换热管(7);所述筒体中间位置设有中心集气管(6)，中心集气管(6)外侧设有床层；所述床层和筒体之间设有气体分布器(20)。2.根据权利要求1所述的含有多段绝热层的全径向水移热变换反应器，其特征在于:所述床层按距中心集气管(6)的距离由外及内依次为绝热床层A (21)、催化剂床层A (22)、绝热床层B (23)、催化剂床层B (24)和绝热床层C (25);所述催化剂床层A (22)和催化剂床层B (24)内均设有换热管(7)。3.根据权利要求1所述的含有多段绝热层的全径向水移热变换反应器，其特征在于:所述筒体外壁下端设有一圈裙座(11)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种含有多段绝热层的全径向水移热变换反应器，其结构包括外筒体及内件，外筒体采用法兰连接，便于拆卸，反应器壳程底部装有惰性物，壳程上层装有催化剂，采用全径向进气，原料气走壳程，除氧水走管程，内件和筒体采用填料密封。本实用新型由多部件组装而成，利于运输；解决了绝热炉高CO高水汽比超温的问题；消除了内件受热膨胀而产生的热应力；提高了催化剂的使用寿命，升温速度快；减少了催化剂的装填量，催化剂活性强；通过设置人孔和催化剂自卸口，检修方便，便于自卸催化剂。
【IPC分类】B01J8/02
【公开号】CN204638160
【申请号】CN201520343916
【发明人】王顺明
【申请人】王顺明
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年5月25日