一种组合式等温变换反应器的制作方法

1.本实用新型属于化工设备技术领域，涉及一种组合式等温变换反应器。


背景技术：

2.在煤化工装置中，需要将来自煤气化单元的粗合成气(含有h2、co、co2、h2s、h2o等组分)经过一氧化碳变换反应获得氢气，从而调节合成气的组分构成，主要的化学反应方程式如下:co+h2o
→
co2+h2，该反应为放热反应。在实际生产中，通常采用等温变换反应或绝热变换反应过程，其中进入等温反应器的入口温度需控制在260℃至300℃之间，通常的做法是将粗合成气经过加热器升温后进入变换反应器。这种方法虽然能够满足工艺上的要求，但其不足之处在于：(1)需要额外设置换热设备、提高了制造成本，增加了占地面积；(2)需要增加管道材料和相关管件。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于针对现有技术存在的不足之处，而提供一种新型的一种组合式等温变换反应器，它可以同时实现部分变换反应的同时，提高进入等温反应器的气体温度，并具有结构紧凑、占地面积小、投资省等特点。
4.本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：
5.一种组合式等温变换反应器，该反应器包括支撑件，以及位于所述支撑件上的等温反应部分和绝热反应部分，所述等温反应部分包括等温反应壳体，所述的等温反应壳体从下到上依次设置气体出口、瓷球、下管板、换热管以及上管板，所述的绝热反应部分包括绝热反应壳体，所述的绝热反应壳体从下到上设有设有催化剂的固定床以及气体出口。
6.本实用新型技术方案中：气体出口位于等温反应壳体的底部、所述的气体出口的上方设有卸料口、锅炉给水进口和蒸汽出口。
7.本实用新型技术方案中：下管板和上管板之间设有若干水平布置的支撑格栅，所述的支撑格栅下方均设有折流板。
8.本实用新型技术方案中：绝热反应壳体上的气体进口的下方设有气体分布器。
9.本实用新型技术方案中：绝热反应壳体上设有若干温度计口和人孔。
10.本实用新型技术方案中：所述支撑件为裙座。
11.本实用新型技术方案中：所述的换热管内装填有催化剂。
12.本实用新型的有益效果是：该组合式等温变换反应器由上下两个部分构成，下部的等温反应部分和上部的绝热反应部分，可以实现在一台设备内同时实现一氧化碳等温变换反应和绝热变换反应两种工艺操作过程，该设备结构紧凑，既节省了装置占地面积，又增加了设备功能，降低了设备造价。
附图说明
13.图1是本实用新型的整体结构示意图。
14.图中：1-支撑件，2-等温反应部分，201-等温反应壳体，202-卸料口，203-瓷球，204-下管板，205-锅炉给水进口，206-换热管，207-支撑格栅，208-上管板，209-蒸汽出口，210-气体出口，211-折流板，212-催化剂，3-绝热反应部分，301-绝热反应壳体，302-设有催化剂的固定床，303-温度计口，304-温度计口，305-气体进口，306-气体分布器。
具体实施方式
15.下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明，但本实用新型的保护范围不限于此：
16.如图1所示，一种组合式等温变换反应器，其特征在于：包括支撑件1，以及位于所述支撑件1上的等温反应部分2和绝热反应部分3，所述等温反应部分包括等温反应壳体201，所述的等温反应壳体201从下到上依次设置气体出口210、瓷球203、下管板204、换热管206以及上管板208，所述的绝热反应部分3包括绝热反应壳体301，所述的绝热反应壳体301从下到上设有设有催化剂的固定床302以及气体出口305。气体出口210位于等温反应壳体201的底部、所述的气体出口210的上方设有卸料口202、锅炉给水进口205和蒸汽出口209。
17.下管板204和上管板208之间设有若干水平布置的支撑格栅207，所述的支撑格栅207下方均设有折流板211。绝热反应壳体301上的气体进口305的下方设有气体分布器306。绝热反应壳体301上设有若干温度计口和人孔，所述支撑件1为裙座。
18.本实用新型的工作过程为：原料气体从气体进口305经过气体分布器306进入绝热反应壳程301，在设有催化剂的固定床302上进行一氧化碳绝热变换反应，气体升温后进入换热管206内，在催化剂212上发生一氧化碳等温变换反应，反应后的气体从气体出口210排出。等温反应过程放出的热量用来加热换热管206外来自管口205的锅炉给水，用于副产蒸汽，并从蒸汽出口209排出。
19.具体实施过程为：15000kg/h的原料气(温度为220℃，压力为3.6mpa)经过气体分布器进入绝热反应壳程，在催化剂上进行一氧化碳绝热变换反应，温度升高至265℃后进入换热管内，发生一氧化碳等温变换反应，反应后的气体温度为305℃从气体出口排出。等温反应过程放出的热量用来加热换热管外的锅炉给水(132℃)，可以副产65000kg/h饱和蒸汽(温度为224℃，压力为2.5mpa)，并从蒸汽出口排出。
20.本实用新型设计的组合式等温变换反应器可以在一台设备内同时实现一氧化碳等温变换反应和绝热变换反应两种工艺操作过程，设备结构紧凑，既节省了装置占地面积，又增加了设备功能，降低了设备造价。
21.上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明创造的原理，并不因此而限定本实用新型的保护范围，在不脱离本发明创造精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。


技术特征：
1.一种组合式等温变换反应器，其特征在于：包括支撑件(1)，以及位于所述支撑件(1)上的等温反应部分(2)和绝热反应部分(3)，所述等温反应部分包括等温反应壳体(201)，所述的等温反应壳体(201)从下到上依次设置气体出口(210)、瓷球(203)、下管板(204)、换热管(206)以及上管板(208)，所述的绝热反应部分(3)包括绝热反应壳体(301)，所述的绝热反应壳体(301)从下到上设有设有催化剂的固定床(302)以及气体进口(305)。2.根据权利要求1所述的组合式等温变换反应器，其特征在于：气体出口(210)位于等温反应壳体(201)的底部、所述的气体出口(210)的上方设有卸料口(202)、锅炉给水进口(205)和蒸汽出口(209)。3.根据权利要求1所述的组合式等温变换反应器，其特征在于：下管板(204)和上管板(208)之间设有若干水平布置的支撑格栅(207)，所述的支撑格栅(207)下方均设有折流板(211)。4.根据权利要求1所述的组合式等温变换反应器，其特征在于：绝热反应壳体(301)上的气体进口(305)的下方设有气体分布器(306)。5.根据权利要求1所述的组合式等温变换反应器，其特征在于：绝热反应壳体(301)上设有若干温度计口和人孔。6.根据权利要求1所述的一种组合式等温变换反应器，其特征在于：所述支撑件(1)为裙座。

技术总结
本实用新型公开了一种组合式等温变换反应器，属于化工装置。该反应器包括支撑件，以及位于所述支撑件上的等温反应部分和绝热反应部分，所述等温反应部分包括等温反应壳体，所述的等温反应壳体从下到上依次设置气体出口、瓷球、下管板、换热管以及上管板，所述的绝热反应部分包括绝热反应壳体，所述的绝热反应壳体从下到上设有设有催化剂的固定床以及气体出口。所设计的组合式等温变换反应器可以在一台设备内同时实现一氧化碳等温变换反应和绝热变换反应两种工艺操作过程，设备结构紧凑，既节省了装置占地面积，又增加了设备功能，降低了设备造价。了设备造价。了设备造价。


技术研发人员：兰荣亮 蒋燕 王靓 薛白 王亚杰
受保护的技术使用者：中石化南京工程有限公司
技术研发日：2021.10.28
技术公布日：2022/5/17