单管密封式换热转化炉制造技术

一种单管密封式换热转化炉，包括炉体、位于炉体中的多根装有催化剂的转化管、安装在炉体中的上管板和下管板，各根转化管的一端固定在上管板或下管板上，另一端为自由伸缩端，该端穿过下管板上对应的过孔进入下管板之下的下管箱，或穿过上管板上对应的过孔进入上管板之上的上管箱，各根转化管的自由伸缩端设置有密封装置，以保证反应气与高温气的隔离或高温气与原料气的隔离。密封装置可以是迷宫式密封盒，也可以是填料函式密封盒。此种换热转化炉简化了结构，提高了操作可靠性，降低了造价，维修更加方便。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
单管密封式换热转化炉
本技术属于烃制合成气的设备，特别涉及一种用高温气体供热的换热式转化炉。
技术介绍
换热式转化炉是用烃和水蒸气在镍催化剂条件下制合成气使用的一种设备，该设备设计难点是解决列管(转化管)的膨胀问题。中国专利ZL 93238295.9公开了一种换热式一段转化炉，其转化管束的各转化管一端固定在上管板，另一端经一猪尾管与浮头相连，通过猪尾管来解决各转化管的热膨胀问题。其中心管一端与浮头连接，另一端伸出管箱。转化管向下膨胀，中心管向上膨胀。反应后的一段转化气经猪尾管汇集在浮头内，再经中心管流出一段转化炉。此种转化炉需用高镍合金的猪尾管和中心管，结构复杂，造价高。中国专利ZL 02234868.9公开了一种套管式气-气换热式一段转化炉，该转化炉是多组套管并联结构，同四根集合管联成一台炉。套管组的内管为转化管，所有集合管与套管之间均设置了猪尾管，利用猪尾管的柔性补偿集合管与套管之间的膨胀，降低管系的二次应力，外套管与内转化管的膨胀用设置的波形补偿器来解决。此种转化炉虽取消了中心管，但增加了集合管和波形补偿器，仍存在结构复杂，造价高的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种单管密封式换热转化炉，以进一步简化结构，提高安全性并降低造价。本技术的目的是这样实现的：对现有换热转化炉进行改进，去掉猪尾管、浮头、中心管或集合管、波形补偿器，将各根转化管的一端固定在上管板或下管板上，让另一端为自由伸缩端，从而解决了转化管的热膨胀问题。本技术所述单管密封式换热转化炉包括炉体、位于炉体中的多根装有催化剂的转化管、安装在炉体中的上管板和下管板，各根转化管的一端固定在上管板或下管板上，另一端为自由伸缩端，该端穿过下管板上对应的过孔进入下管板之下的下管箱，或穿过上管板上对应的过孔进入上管板之上的上管箱，各根转化管的自由伸缩端设置有密封装-->置，以保证反应气与高温气的隔离或高温气与原料气的隔离。密封装置可以是迷宫式密封盒，也可以是填料函式密封盒。本技术具有以下有益效果：1、由于去掉了猪尾管、浮头、中心管或集合管、波形补偿器，因而简化了结构结构，降低了造价，维修更加方便。2、各根转化管的一端固定在上管板或下管板上，另一端为自由伸缩端，有效地解决了转化管的热膨胀问题，保证了使用的安全性。3、各根转化管的自由伸缩端均设置有密封装置，很好地解决了反应气与高温气的隔离或高温气与原料气的隔离。4、阻力降低，可适用于大直径的转化炉。附图说明图1是本技术所述单管密封式换热转化炉的一种结构简图；图2是本技术所述单管密封式换热转化炉的又一种结构简图；图3是转化管与迷宫式密封盒的组装图，其中，A图为迷宫槽在转化管一侧，B图为迷宫槽在转化管一侧，且密封盒端部设有“O”形密封环，C图为迷宫槽在密封盒一侧；图4是转化管与填料函式密封盒的组装图。图中，1-原料气进口、2-反应气出口、3-高温气进口、4-高温气出口、5-上管板、6-下管板、7-转化管、8-催化剂、9-承压壳体、10-耐火衬里、11-折流板、12-水夹套、13-密封装置、14-迷宫槽；15-迷宫槽中的填料；16-“O”形密封环；17-固定盖；18-迷宫密封盒外壳；19-紧固件；20-填料盒；21-密封填料；22填料压盖。具体实施方式实施例1本实施例中的单管密封式换热转化炉的结构如图1所示，承压壳体9和耐火衬里10形成炉体，承压壳体9的外部安装有水夹套12。炉体内安装有上管板5和下管板6，上管板5与下管板6将炉体内腔分为三个独立的空间，上部空间为上管箱(原料气室)，下部空间为下管箱(反应气室)，中部空间为炉膛，炉膛的内壁设置有折流板11。上管箱(原料气室)区段的炉壁上开设有原料气进口1，下管箱(反应气室)区段的炉壁上开设有反应气出口2，炉膛区段的炉壁上开设有高温气进口3和高温气出口4。各根转化管7的上端固定在上管板5上，其下端为自由伸缩端，该端穿过下管板上对应的过孔-->进入下管板之下的下管箱(反应气室)，在受热膨胀时可以向下伸展，在受冷缩短时可以向上收缩。在各转化管与下管板6结合处设有密封装置13，密封装置为迷宫式密封盒，迷宫式密封盒的结构如图3所示，有多个迷宫槽14，若密封压差较大，可在迷宫槽内填装填料15，为强化密封，还可在密封盒端部设“O”形密封环16，由密封盖17固定。以产量9万吨/年设计，装催化剂6～7M3，承压壳体内径φ2000，耐火衬里内径φ1500，采用转化管φ108×6或φ114×7。原料气进口温度为450℃～550℃，反应后的反应气温度为650℃～750℃，高温气为二段炉出口转化气，进口温度约为1000℃，经冷却后为600℃～680℃。原料气从原料气进口1进入上管箱(原料气室)后再进入各转化管7，经转化后的反应气汇集到下管箱(反应气室)从反应气出口2流出；高温气从高温气进口3进入，在炉膛内将热供原料气反应后，温度降到约600℃经高温气出口4出转化炉。实施例2本实施例中的单管密封式换热转化炉的结构如图2所示，在结构上与实施例1不同之处是：1、各根转化管7的下端固定在下管板6上，其上端为自由伸缩端，该端穿过上管板上对应的过孔进入上管板之上的上管箱(原料气室)，在受热膨胀时可以向上伸展，在受冷缩短时可以向下收缩。2、在各转化管与上管板5结合处设有密封装置13，密封装置为填料函式密封盒，填料函式密封盒的结构如图4所示，由填料盒20、位于填料盒中的密封填料21和填料压盖22组成，填料盒20与填料压盖22通过紧固件19连接。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单管密封式换热转化炉，包括炉体、位于炉体中的多根装有催化剂（８）的转化管（７）、安装在炉体中的上管板（５），其特征在于炉体中还安装有下管板（６），各根转化管（７）的一端固定在上管板（５）或下管板（６）上，另一端为自由伸缩端，该端穿过下管板（６）上对应的过孔进入下管板之下的下管箱，或穿过上管板（５）上对应的过孔进入上管板之上的上管箱，各根转化管（７）的自由伸缩端设置有密封装置（１３）。

【技术特征摘要】
1、一种单管密封式换热转化炉，包括炉体、位于炉体中的多根装有催化剂(8)的转化管(7)、安装在炉体中的上管板(5)，其特征在于炉体中还安装有下管板(6)，各根转化管(7)的一端固定在上管板(5)或下管板(6)上，另一端为自由伸缩端，该端穿过下管板(6)上对应的过孔进入下管板之下的下管箱，或穿过上管板(5)上对应的过孔进入上管板之上的上管箱，各根转化管(7)的自由伸缩端设置有...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾纪龙，沈结，许斌，高良宏，
申请(专利权)人：中国成达工程公司，
类型：实用新型
国别省市：90[中国|成都]