一种螺旋板式超低压等温氨合成塔制造技术

本发明专利技术涉及一种氨合成塔，特别涉及一种螺旋板式超低压等温氨合成塔。该螺旋板式超低压等温氨合成塔，包括由内筒和外筒构成的塔体，其特征是：所述内筒内顶部连接有蒸汽总管、冷激气管和加填料管，蒸汽总管底部与螺旋板换热器的除氧水蒸发侧相连接，内筒中设有位于中心的升气管，升气管下方设有换热管，冷激气管底部连接冷激气分布管，冷激气分布管交错分布于螺旋板换热器内部。本发明专利技术的有益效果是：使合成气在塔内不间断的进行整体换热，大大减小了合成反应所需的压力，且使塔内上下温度一致，提高了氨合成的转化率，加工简单，节约成本，降低了能耗，安全可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种螺旋板式超低压等温氨合成塔（一）
本专利技术涉及一种氨合成塔，特别涉及一种螺旋板式超低压等温氨合成塔。（二）
技术介绍
合成氨是指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨，为一种基本无机化工流程。现代化学工业中，氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料，在国民经济中占有重要地位，其中约有80%氨用来生产化学肥料，20%为其它化工产品的原料。氨合成塔被称为合成氨厂的心脏，它是整个合成氨厂生产过程中的主要关键设备之一。在化工行业中，传统合成塔的氨转化率较低（10%～12%），合成压力较高（22.0MPa～32.0MPa），单位产品能耗很高。后来因净化技术改进、气体成分改善、杂质气体含量由1%～5%下降到10ppm～50ppm，合成塔的结构也发生了变化，加大了催化剂段间换热面积，降低了合成平均温度，因此，合成塔的氨转化率提高（15%～18%），合成压力降低（12.0MPa～15.0MPa），单位产品能耗明显下降。但是，合成压力仍然超过了10MPa，超过10Mpa对于合成塔来说，加工难度大、加工成本高、运行危险性高，运行能耗也高。（三）
技术实现思路
本专利技术为了弥补现有技术的不足，提供了一种加工简单、节约成本、降低能耗、安全可靠、氨转化率高的螺旋板式超低压等温氨合成塔。本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种螺旋板式超低压等温氨合成塔，包括由内筒和外筒构成的塔体，其特征是：所述内筒内顶部连接有蒸汽总管、冷激气管和加填料管，蒸汽总管底部与螺旋板换热器的除氧水蒸发侧相连接，内筒中设有位于中心的升气管，升气管下方设有换热管，冷激气管底部连接冷激气分布管，冷激气分布管交错分布于螺旋板换热器内部。所述换热管之间设有折流板，换热管顶端安装有上管板，底端安装有下管板。所述内筒顶部设有气体分布板，气体分布板上开设有气体分布孔。所述上管板上安装有导流负重筒，螺旋板换热器内设有若干温度传感器。所述螺旋板换热器的除氧水蒸发侧底部连接除氧水管道，除氧水管道下部为U型形状。所述内筒中心底部设有泄填料管，泄填料管顶部连接有圆锥封头，圆锥封头顶部与内筒内壁相连接，泄填料管底部设有泄填料口。所述外筒顶部设有上盖，外筒上部侧边开设有合成气入口，外筒下部侧边开设有合成气出口。所述内筒底部设有内筒下封头，外筒底部设有外筒下封头。所述温度传感器顶部连接有温度传感器接口。本专利技术的有益效果是：使合成气在塔内不间断的进行整体换热，大大减小了合成反应所需的压力，且使塔内上下温度一致，提高了氨合成的转化率，加工简单，节约成本，降低了能耗，安全可靠。（四）附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。附图1为本专利技术的轴截面结构示意图；附图2为附图1的A-A剖视图；附图3为附图1的B-B剖视图；附图4为附图1的C-C剖视图；附图5为附图1的D-D剖视图；附图6为附图1的E-E剖视图；附图7为附图1的F-F剖视图；附图8为附图1的G-G剖视图；附图9为附图1的H-H剖视图；附图10为附图1的J-J剖视图；图中，1内筒，2外筒，3塔体，4蒸汽总管，5冷激气管，6加填料管，7螺旋板换热器，8升气管，9换热管，10冷激气分布管，11折流板，12上管板，13下管板，14气体分布板，15气体分布孔，16导流负重筒，17温度传感器，18除氧水管道，19泄填料管，20圆锥封头，21泄填料口，22上盖，23合成气入口，24合成气出口，25内筒下封头，26外筒下封头，27温度传感器接口。（五）具体实施方式附图为本专利技术的一种具体实施例。该实施例包括由内筒1和外筒2构成的塔体3，内筒1内顶部连接有蒸汽总管4、冷激气管5和加填料管6，蒸汽总管4底部与螺旋板换热器7的除氧水蒸发侧相连接，内筒1中设有位于中心的升气管8，升气管8下方设有换热管9，冷激气管5底部连接冷激气分布管10，冷激气分布管10交错分布于螺旋板换热器7内部。换热管9之间设有折流板11，换热管9顶端安装有上管板12，底端安装有下管板13。内筒1顶部设有气体分布板14，气体分布板14上开设有气体分布孔15。上管板12上安装有导流负重筒16，螺旋板换热器7内设有若干温度传感器17。螺旋板换热器7的除氧水蒸发侧底部连接除氧水管道18，除氧水管道18下部为U型形状。内筒1中心底部设有泄填料管19，泄填料管19顶部连接有圆锥封头20，圆锥封头20顶部与内筒1内壁相连接，泄填料管19底部设有泄填料口21。外筒2顶部设有上盖22，外筒2上部侧边开设有合成气入口23，外筒2下部侧边开设有合成气出口24。内筒1底部设有内筒下封头25，外筒2底部设有外筒下封头26。温度传感器17顶部连接有温度传感器接口27。采用本专利技术的一种螺旋板式超低压等温氨合成塔，N2、H2、惰性气体等合成气从外筒2的合成气入口23进入，沿内筒1和外筒2之间的间隙一直向下，通过内筒1底部的通孔进入内筒1内上升，经过换热管9进行预热，由于折流板11的作用，合成气呈S型上升，加大了换热效率。然后，合成气进入升气管8一直上升至塔体3顶部，在上盖22作用下，合成气通过气体分布板14的气体分布孔15向下运行，此时接触到从加填料管6送入的催化剂，使N2和H2合成氨气，合成过程中放热，热量使螺旋板换热器7内的除氧水蒸发成蒸汽进入蒸汽总管4，从而完成塔内换热，使塔内上下温度相等，提高合成反应的转化率；此外，通过温度传感器17时刻监测塔内温度，可同时使冷激气通过冷激气管5进入冷激气分布管10均匀进入螺旋板换热器7间隙内快速的对螺旋板换热器7周围进行降温。合成的气体向下运行时产生较大的推力，导流负重筒16不仅可以起到对合成气进行导流的作用，而且可给予上部塔体3催化剂一定负重支撑，防止对塔体3造成破坏。除氧水一定时间后可通过除氧水管道18排出，除氧水的膨胀量和塔体3外壳不同，除氧水管道18底部的U型弯可消除膨胀应力。位于螺旋板换热器7间隙的催化剂可在圆锥封头20作用下进入泄填料管19，进而从泄填料口21排出。合成的氨气从合成气出口24排出。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种螺旋板式超低压等温氨合成塔，包括由内筒（1）和外筒（2）构成的塔体（3），其特征是：所述内筒（1）内顶部连接有蒸汽总管（4）、冷激气管（5）和加填料管（6），蒸汽总管（4）底部与螺旋板换热器（7）的除氧水蒸发侧相连接，内筒（1）中设有位于中心的升气管（8），升气管（8）下方设有换热管（9），冷激气管（5）底部连接冷激气分布管（10），冷激气分布管（10）交错分布于螺旋板换热器（7）内部。

【技术特征摘要】
1.一种螺旋板式超低压等温氨合成塔，包括由内筒（1）和外筒（2）构成的塔体（3），其特征是：所述内筒（1）内顶部连接有蒸汽总管（4）、冷激气管（5）和加填料管（6），蒸汽总管（4）底部与螺旋板换热器（7）的除氧水蒸发侧相连接，内筒（1）中设有位于中心的升气管（8），升气管（8）下方设有换热管（9），冷激气管（5）底部连接冷激气分布管（10），冷激气分布管（10）交错分布于螺旋板换热器（7）内部。2.根据权利要求1所述的一种螺旋板式超低压等温氨合成塔，其特征是：所述换热管（9）之间设有折流板（11），换热管（9）顶端安装有上管板（12），底端安装有下管板（13）。3.根据权利要求1所述的一种螺旋板式超低压等温氨合成塔，其特征是：所述内筒（1）顶部设有气体分布板（14），气体分布板（14）上开设有气体分布孔（15）。4.根据权利要求2所述的一种螺旋板式超低压等温氨合成塔，其特征是：所述上管板（12）上安装有导流负重筒（16），螺旋板换热器（7）内设有若干温度传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：安晓熙，蒋胜昔，曹月梅，张燕鹏，孙守禄，田原宇，乔英云，赵亚南，崔晓慧，王闰，张琳华，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37