本发明专利技术涉及一种等温与绝热复合式径向变换反应器，它由壳体和内件组成，其中：壳体由外壳上部封头和外壳下部筒体连接；内件包括等温径向段的催化剂床层、上分气筒、上集气筒、换热管、换热管进口管箱、换热管出口管箱、冷激器；绝热径向段的冷激汽化层、催化剂床层、下分气筒和下集气筒；其特征在于内件为径向设置，其中：内件的上部设有等温径向段的催化剂床层，该等温径向段的催化剂层设在上分气筒和上集气筒之间以及换热管之外；内件的下部设有绝热径向段的催化剂床层，该催化剂层设在下分气筒和下集气筒之间。本发明专利技术解决了现有等温变换工艺装置设备部件多、占地面积大和投资成本高等问题，适用于煤化工、天然气等后续加工行业。
【技术实现步骤摘要】
一种等温绝热径向复合式反应器
本专利技术属于煤化工设备
，特别是涉及一种等温绝热径向复合式反应器。 技术背景 变换反应是利用原料气体中的一氧化碳(CO)和蒸汽(H2O)在催化剂的作用下生成二氧化碳(CO2)和氢气(H2)，并放出大量热量Q，其反应方程式为: CO + H2CO + H2 + Q 在现有的煤化工行业生产装置中，为了调节原料气中的碳氢比或氢氮比，很多装置一氧化碳变换工序采用了等温变换工艺。但对于高浓度一氧化碳等温变换工艺装置，目前大多是采用一台或多台等温变换反应器后再串联一台绝热变换反应器才能达到生产工艺要求。同时，为了降低绝热变换反应器的气体进口温度，等温变换反应器和绝热变换反应器之间设置了热量回收设备，为了调节绝热变换反应器进气体口的汽气比，入绝热变换反应器前还设置了喷水设备或蒸汽添加装置。这样既增加了设备投资、加大了管道投入，还扩大了装置的占地面积。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服现有技术的不足而提供一种等温绝热径向复合式反应器，本专利技术能够解决现有高浓度一氧化碳等温变换工艺装置的设备部件多、占地面积大和投资成本高等难题，适用于煤化工、天然气等后续加工行业。 根据本专利技术提出的一种等温绝热径向复合式反应器，它由壳体和内件组成，其中:壳体由外壳上部封头和外壳下部筒体连接；内件包括等温径向段的上催化剂床层、上分气筒、上集气筒、换热曲管、换热管进口管箱、换热管出口管箱和冷激器，所述换热曲管的上下端分别与换热管出口管箱和换热管进口管箱连接；绝热径向段的冷激汽化层、下催化剂床层、下分气筒和下集气筒；其特征在于所述内件为径向设置，其中:所述内件的上部设有等温径向段的上催化剂床层，该上催化剂床层设在上分气筒和上集气筒之间以及换热管之夕卜，冷激器设在等温径向段的上集气筒内；所述内件的下部设有绝热径向段的下催化剂床层，该下催化剂床层设在下分气筒和下集气筒之间，该下催化剂床层的上段设有冷激汽化层。 本专利技术与现有技术相比其显著优点在于: 一是反应气体首先通过等温径向段的上催化剂床层进行一氧化碳变换反应，一氧化碳转化率可达到90%左右；然后气体再进入绝热径向段的冷激汽化层通过用洁净的蒸汽冷凝热水冷激降温，热水汽化以调节汽气比；最后进入绝热径向段的催化剂床层进行一氧化碳变换反应，使得反应器出口的一氧化碳含量可达到工艺要求。 二是等温径向段的上催化剂床层设置在上分气筒和上集气筒之间以及换热曲管之外，换热曲管的管内走热水；反应气体在催化剂床层内进行一氧化碳变换反应所放出的热量通过换热曲管内的热水带出，并副产蒸汽，使催化剂床层的反应温度处在一个相对恒定状态，从而达到等温变换的过程。 三是绝热径向段的进口反应气体在反应器内进行冷激降温、增湿，通过将冷激器设置在上集气筒内、冷激汽化层设在绝热径向段的上部，使得洁净的蒸汽冷凝热水首先通过冷激器的雾化喷头，在上集气筒内对等温径向段的出口气即绝热径向段的进口气进行冷激降温和增湿，由增湿后的气体再进入冷激汽化层进一步汽化进入绝热径向段进行变换反应，从而省去现有的高浓度一氧化碳变换工艺装置的等温变换反应器和绝热变换反应器之间的热量回收设备以及增湿或添加蒸汽的设备。 综上所述，本专利技术很好地解决了现有高浓度一氧化碳等温变换工艺装置的设备部件多、占地面积大和投资成本高的难题，广泛适用于煤化工、天然气等后续加工行业。 【附图说明】 图1是本专利技术提出的一种等温绝热径向复合式反应器的主视结构剖面示意图。 图2是本专利技术提出的一种等温绝热径向复合式反应器的俯视结构示意图。 图3是本专利技术提出的一种等温绝热径向复合式反应器的仰视结构示意图。 具体实施方案 下面结合附图和实施例对本专利技术的具体实施方案作进一步的详细说明。 结合图1，本专利技术提出的一种等温绝热径向复合式反应器，它由壳体和内件组成，其中:壳体由外壳上部封头⑴和外壳下部筒体(6)连接；内件包括等温径向段的上催化剂床层(2)、上分气筒(3)、上集气筒(5)、换热曲管(4)、换热管进口管箱(11)、换热管出口管箱(10)和冷激器(7)，所述换热曲管(4)的上下端分别与换热管出口管箱(10)和换热管进口管箱(11)连接，该换热管出口管箱(10)通过其连接管与热水出口 dl?4连接，该换热管进口管箱(11)通过其连接管与热水出口 Cl?4连接；绝热径向段的冷激汽化层(8)、下催化剂床层(9)、下分气筒(12)和下集气筒(13)，其中:所述内件为径向设置，该内件的上部设有等温径向段的上催化剂床层(2)，该上催化剂床层(2)设在上分气筒(3)和上集气筒(5)之间以及换热管⑷之外；冷激器(7)设在等温径向段的上集气筒(5)内；该内件的下部设有绝热径向段的下催化剂床层(9)，该下催化剂床层(9)设在下分气筒(12)和下集气筒(13)之间，该下催化剂床层(9)的上段设有冷激汽化层(8)。 本专利技术的工作原理是:将用于冷激的洁净的蒸汽冷凝热水通过外壳上部封头(I)上的f 口进入，经过连接金属软管和直管，到达冷激器(7)的雾化喷头，再通过该雾化喷头将水雾化成0.1mm的小水珠，进入反应气体后受热汽化变成蒸汽，从而起到降低绝热径向段的下催化剂床层(9)的进气温度和调节汽气比的作用；所述内件的下部设有绝热径向段的下催化剂床层(9)，该下催化剂床层(9)设在下分气筒(12)和下集气筒(13)之间；该下催化剂床层(9)的上段设有冷激汽化层(8)，该冷激汽化层(8)起到增大气、汽、液的接触面积的作用，使冷激水汽化更加完全彻底；当反应气体进入绝热径向段的下催化剂床床层 (9)后进行变换反应，由于进入该下催化剂床层(9)气体中的CO含量小于5%，反应气体温升在32.5°C以内，且下催化剂床层(9)的气体温度在催化剂的适用温度以内，绝不会因催化剂床层超温而引起催化剂失活结块。 本专利技术进一步的优选方案是: 本专利技术所述等温径向段的上分气筒(3)和上集气筒(5)均设有分气导流槽，绝热径向段的下分气筒(12)和下集气筒(13)均设有分气导流槽，设置分气导流槽可使气体分布均匀，气体从上分气筒(3)或下分气筒(12)出来的流向是在同平面上呈现切向曲线流进上集气筒(5)或下集气筒(13)，从而增大气体流经路径，使得一氧化碳变换反应更加完全。 本专利技术具体装配的实施要求如下: 如图1所示，本专利技术由壳体和内件两部分组成，所述壳体包括由外壳上部封头(I)和外壳下部筒体(6)连接，连接方式采用法兰为宜，以便自由拆卸和方便内件安装；所述内件中的等温径向段的催化剂床层(2)和绝热径向段的下催化剂床层(9)分体运输、现场组装，其中将等温径向段的上催化剂床层(2)设置在上，绝热径向段的下催化剂床层(9)设置在下；所述下催化剂床层(9)的顶端设置冷激汽化层(8)，冷激器(7)设置在等温径向段的上集气筒(5)内，冷激器(7)与外壳进液口均采用金属软管连接；所述等温径向段的上催化剂床层(2)和绝热径向段的下催化剂床层(9)之间还设有催化剂卸除连接管，以便于等温径向段的上催化剂床层(2)的催化剂卸除；所述等温径向段的换热元件的进口管经绝热径向段的下催化剂床层(9)，连接到下封头的热水进口 Cl~4 口 ；换热管进口管箱(11)与换本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种等温绝热径向复合式反应器，它由壳体和内件组成，其中：壳体由外壳上部封头（1）和外壳下部筒体（6）连接；内件包括等温径向段的上催化剂床层（2）、上分气筒（3）、上集气筒（5）、换热曲管（4）、换热管进口管箱（11）、换热管出口管箱（10）和冷激器（7），所述换热曲管（4）的上下端分别与换热管出口管箱（10）和换热管进口管箱（11）连接；绝热径向段的冷激汽化层（8）、下催化剂床层（9）、下分气筒（12）和下集气筒（13）；其特征在于所述内件为径向设置，其中：所述内件的上部设有等温径向段的上催化剂床层（2），该上催化剂床层（2）设在上分气筒（3）和上集气筒（5）之间以及换热管（4）之外，冷激器（7）设在等温径向段的上集气筒（5）内；所述内件的下部设有绝热径向段的下催化剂床层（9），该下催化剂床层（9）设在下分气筒（12）和下集气筒（13）之间，该下催化剂床层（9）的上段设有冷激汽化层（8）。
【技术特征摘要】
1.一种等温绝热径向复合式反应器，它由壳体和内件组成，其中:壳体由外壳上部封头(I)和外壳下部筒体(6)连接；内件包括等温径向段的上催化剂床层(2)、上分气筒(3)、上集气筒(5)、换热曲管(4)、换热管进口管箱(11)、换热管出口管箱(10)和冷激器(7)，所述换热曲管(4)的上下端分别与换热管出口管箱(10)和换热管进口管箱(11)连接；绝热径向段的冷激汽化层(8)、下催化剂床层(9)、下分气筒(12)和下集气筒(13);其特征在于所述内件为径向设置，其中:所述内件的上部设有等温径向段的上催化剂床层(2)，该上催化剂床层(...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚恒，温利民，舒捷，
申请(专利权)人：南京博扬化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。