一种分段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，特别涉及一种分段螺旋板式超低压等温氨合成塔。该分段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，螺旋板换热器由若干段连接构成，每相邻两段螺旋板换热器的外边缘相连接，内筒中设有位于中心的升气管，升气管下方设有换热管。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，不易变形，安全可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种分段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，特别涉及一种分段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、不易变形的分段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：一种分段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，螺旋板换热器由若干段连接构成，每相邻两段螺旋板换热器的外边缘相连接，内筒中设有位于中心的升气管，升气管下方设有换热管。所述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，冷激气分布管伸入分散管内，分散管上部安装有气体分散板，分散管中下部连接有分散支管，分散管及分散支管上开设有分散孔，分散管内部设有若干挡板。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，不易变形，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；附图11为本专利技术的冷激气管结构示意图；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分散管，12气体分散板，13分散支管，14分散孔，15挡板，16折流板，17上管板，18下管板，19气体分布板，20气体分布孔，21导流负重筒，22温度传感器，23除氧水管道，24泄填料管，25圆锥封头，26泄填料口，27上盖，28合成气入口，29合成气出口，30内筒下封头，31外筒下封头，32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，螺旋板换热器7由若干段连接构成，每相邻两段螺旋板换热器7的外边缘相连接，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，冷激气分布管10伸入分散管11内，分散管11上部安装有气体分散板12，分散管11中下部连接有分散支管13，分散管11及分散支管13上开设有分散孔14，分散管11内部设有若干挡板15。换热管9之间设有折流板16，换热管9顶端安装有上管板17，底端安装有下管板18。内筒1顶部设有气体分布板19，气体分布板19上开设有气体分布孔20。上管板17上安装有导流负重筒21，螺旋板换热器7内设有若干温度传感器22。螺旋板换热器7的除氧水蒸发侧底部连接除氧水管道23，除氧水管道23下部为U型形状。内筒1中心底部设有泄填料管24，泄填料管24顶部连接有圆锥封头25，圆锥封头25顶部与内筒1内壁相连接，泄填料管24底部设有泄填料口26。外筒2顶部设有上盖27，外筒2上部侧边开设有合成气入口28，外筒2下部侧边开设有合成气出口29。内筒1底部设有内筒下封头30，外筒2底部设有外筒下封头31。温度传感器22顶部连接有温度传感器接口32。采用本专利技术的一种分段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28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16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27作用下，合成气通过气体分布板19的气体分布孔20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；螺旋板换热器7由若干段构成，使其结构在竖直方向更短，不易出现变形的问题。此外，通过温度传感器22时刻监测塔内温度，可同时使冷激气通过冷激气管5、冷激气分布管10均匀进入塔内平面，进而通过分散管11、分散支管13均匀进入塔内竖直方向，通过分散孔14排出，快速的对螺旋板换热器7周围进行降温，由于越往下温度越低，所以挡板15可适当控制冷激气进入下方的量。合成的气体向下运行时产生较大的推力，导流负重筒21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23排出，除氧水的膨胀量和塔体3外壳不同，除氧水管道23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25作用下进入泄填料管24，进而从泄填料口26排出。合成的氨气从合成气出口29排出。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分段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，螺旋板换热器（7）由若干段连接构成，每相邻两段螺旋板换热器（7）的外边缘相连接，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）。

【技术特征摘要】
1.一种分段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，螺旋板换热器（7）由若干段连接构成，每相邻两段螺旋板换热器（7）的外边缘相连接，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）。2.根据权利要求1所述的一种分段螺旋板式超低压等温氨合成塔，其特征是：所述冷激气管（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，冷激气分布管（10）伸入分散管（11）内，分散管（11）上部安装有气体分散板（12），分散管（11）中下部连接有分散支管（13），分散管（11）及分散支管（13）上开设有分散孔（14），分散管（11）内部设有若干挡板（15）。3.根据权利要求1所述的一种分段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（16），换热管（9）顶端安装有上管板（17），底端安装有下管板（18）。4.根据权利要求1所述的一种分段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（19），气体分布板（...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋胜昔，曹月梅，张琳华，王闰，孙守禄，赵亚南，张燕鹏，安晓熙，田原宇，乔英云，崔晓慧，
申请(专利权)人：济南承乾工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37