采用天然气脱硫与蒸汽水碳比优化机制的转化炉及其应用的制作方法

本发明涉及转化炉的，特别是涉及一种采用天然气脱硫与蒸汽水碳比优化机制的转化炉。

背景技术：

1、众所周知，转化炉是指在催化剂存在的条件下，将烃类转化为合成气的设备。可分为顶部烧嘴转化炉、侧壁烧嘴转化炉、梯台式转化炉三类；而转化炉在使用过程中，采用天然气脱硫与蒸汽水碳比优化机制，可有效降低水碳比，具有更好的经济优势；但水碳比的降低与混合气体的充分反应程度息息相关(具体详见：天然气转化水碳比分析与运行优化，化学工业与工程技术2001年第22卷第3期，作者：马兵)。

2、又如中国发明专利公开了一种转化炉管和转化炉(公开(公告)号cn208747627u)，尤其提出了一种通过含烃输入气体的蒸汽转化来生产合成气体的转化炉管，其中外壳管通过分离盘被划分成反应室和排出室；蒸汽转化活性固体催化剂的催化剂倾卸床被布置在所述反应室中；至少一个热交换器管被布置在所述反应室内并且在所述催化剂倾卸床内，该热交换器管的进口端与所述催化剂倾卸床流体连通并且该热交换器管的出口端与所述排出室流体连通，其中所述转化炉管的与气体接触的部件、特别是所述至少一个热交换器管由镍基合金制成并且在它们的内侧上涂覆有铝扩散层。

3、然而，本发明人具体实施此装置时，发现存在以下缺陷：为有效促使反应的完全进行，并降低水碳比，转化炉管内各处的温度均衡度、与催化剂的接触均匀性以及催化剂本身的催化性能均有待进一步提高。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供一种提高混合气体与催化剂接触均匀性，促使反应快速进行，有效降低水碳比的采用天然气脱硫与蒸汽水碳比优化机制的转化炉及其应用。

3、(二)技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种采用天然气脱硫与蒸汽水碳比优化机制的转化炉，包括炉体以及内置于炉体内的炉管反应器，所述炉管反应器包括管体、内置于管体中部的中空管、填充于管体和中空管之间的多孔填料、转动安装于中空管内的螺旋轴以及转动安装于中空管上部的驱动叶轮，所述中空管底部安装有用于颗粒催化剂存放的储存器，所述中空管上设有与储存器内部相通的进料口，所述驱动叶轮与螺旋轴传动连接，所述管体顶部设有容许混合气体进入的进气端口；进一步的，所述多孔填料上设有多个沿管体中心轴线方向布置的轴向孔，轴向孔可容许颗粒催化剂和混合气体通过，所述驱动叶轮通过多个连接杆与螺旋轴的顶部连为一体；驱动叶轮也可通过其他连接件与螺旋轴顶部一体连接。

5、优选的，所述驱动叶轮采用锥型叶轮，所述锥型叶轮上设有沿锥型叶轮轴向设置的多个贯穿孔；进一步的，所述贯穿孔位于驱动叶轮上两相邻叶片之间。

6、优选的，所述炉管反应器为多组，所述炉体内上部固定安装有安装板，所述安装板的底端中部安装有燃气燃烧器，多组所述炉管反应器周向均布于燃气燃烧器的周围，所述炉体上设有与燃气燃烧器连通的燃气供气管，所述炉体顶部设有进气总管，所述进气总管的输出端设有与各炉管反应器进气端口连通的分气管；进一步的，所述燃气燃烧器上设有朝向各炉管反应器的喷火盘。

7、优选的，所述炉体中下部侧壁上设有排气管，所述排气管的中心轴线向上倾斜设置。

8、优选的，所述炉体内底部设有倾斜布置的底板，所述炉体上靠近底板向下倾斜的一端处设有排液管。

9、优选的，所述螺旋轴的顶部设有锥型头。

10、优选的，所述管体上的直管段处设有多个首尾依次连接的直筒部，多个直筒部首尾可拆卸连接；进一步的，相邻两直筒部的首尾通过管箍可拆卸连接；两相邻直筒部也可通过螺栓等其他等同件可拆卸连接。

11、优选的，所述储存器呈锥型斗状，所述锥型斗状储存器的大口径端口朝向上方，所述炉体上临近储存器处设有投料口，所述投料口处铰接安装有封堵门。

12、优选的，所述炉体外壁临近封堵门处设有梯台。

13、优选的，所述颗粒催化剂为镍-钴/改性氧化铝-多孔碳催化剂。

14、(三)有益效果

15、与现有技术相比，本发明提供了一种采用天然气脱硫与蒸汽水碳比优化机制的转化炉，具备以下有益效果：该采用天然气脱硫与蒸汽水碳比优化机制的转化炉，有压混合气体经进气端口进入至管体内，有压气体作用于驱动叶轮处，使驱动叶轮转动，驱动叶轮带动螺旋轴转动，螺旋轴将储存器内的颗粒催化剂输送至中空管上部，颗粒催化剂分散落至多孔填料内，同时混合气体同步进入至多孔填料内，混合气体与颗粒催化剂在多孔填料内充分接触，在加热状态，混合气体充分反应，可有效提高混合气体与催化剂接触均匀性，促使反应快速进行，有效降低水碳比。

技术特征：

1.一种采用天然气脱硫与蒸汽水碳比优化机制的转化炉，其特征在于，包括炉体(1)以及内置于炉体(1)内的炉管反应器(2)；

2.根据权利要求1所述的采用天然气脱硫与蒸汽水碳比优化机制的转化炉，其特征在于，所述驱动叶轮(7)采用锥型叶轮，所述锥型叶轮上设有沿锥型叶轮轴向设置的多个贯穿孔(10)。

3.根据权利要求2所述的采用天然气脱硫与蒸汽水碳比优化机制的转化炉，其特征在于，所述炉管反应器(2)为多组，所述炉体(1)内上部固定安装有安装板(11)，所述安装板(11)的底端中部安装有燃气燃烧器(12)，多组所述炉管反应器(2)周向均布于燃气燃烧器(12)的周围，所述炉体(1)上设有与燃气燃烧器(12)连通的燃气供气管(13)，所述炉体(1)顶部设有进气总管(14)，所述进气总管(14)的输出端设有与各炉管反应器(2)进气端口连通的分气管(15)。

4.根据权利要求1或3所述的采用天然气脱硫与蒸汽水碳比优化机制的转化炉，其特征在于，所述炉体(1)中下部侧壁上设有排气管(16)，所述排气管(16)的中心轴线向上倾斜设置。

5.根据权利要求4所述的采用天然气脱硫与蒸汽水碳比优化机制的转化炉，其特征在于，所述炉体(1)内底部设有倾斜布置的底板(17)，所述炉体(1)上靠近底板(17)向下倾斜的一端处设有排液管(18)。

6.根据权利要求1所述的采用天然气脱硫与蒸汽水碳比优化机制的转化炉，其特征在于，所述螺旋轴(6)的顶部设有锥型头(19)。

7.根据权利要求1所述的采用天然气脱硫与蒸汽水碳比优化机制的转化炉，其特征在于，所述管体(3)上的直管段处设有多个首尾依次连接的直筒部(20)，多个直筒部(20)首尾可拆卸连接。

8.根据权利要求1所述的采用天然气脱硫与蒸汽水碳比优化机制的转化炉，其特征在于，所述储存器(8)呈锥型斗状，所述锥型斗状储存器(8)的大口径端口朝向上方，所述炉体(1)上临近储存器(8)处设有投料口，所述投料口处铰接安装有封堵门(21)。

9.根据权利要求8所述的采用天然气脱硫与蒸汽水碳比优化机制的转化炉，其特征在于，所述炉体(1)外壁临近封堵门(21)处设有梯台(22)。

10.根据权利要求1所述的采用天然气脱硫与蒸汽水碳比优化机制的转化炉，其特征在于，所述颗粒催化剂为镍-钴/改性氧化铝-多孔碳催化剂。

技术总结
本发明涉及转化炉的技术领域，特别是涉及一种采用天然气脱硫与蒸汽水碳比优化机制的转化炉及其应用；其可提高混合气体与催化剂接触均匀性，促使反应快速进行，有效降低水碳比；包括炉体以及内置于炉体内的炉管反应器，所述炉管反应器包括管体、内置于管体中部的中空管、填充于管体和中空管之间的多孔填料、转动安装于中空管内的螺旋轴以及转动安装于中空管上部的驱动叶轮，所述中空管底部安装有用于颗粒催化剂存放的储存器，所述中空管上设有与储存器内部相通的进料口，所述驱动叶轮与螺旋轴传动连接，所述管体顶部设有容许混合气体进入的进气端口；所述驱动叶轮采用锥型叶轮，所述锥型叶轮上设有沿锥型叶轮轴向设置的多个贯穿孔。

技术研发人员：刘虎,刘秀红,李军,刘永毫,高海霞,冯中毅,史荣,刘明望
受保护的技术使用者：重庆卡贝乐化工有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/8