一种管箱制造技术

本实用新型专利技术旨公开了一种管箱。所述管箱包括箱体；所述箱体内设有水汽隔离筒，该水汽隔离筒将管箱的内腔分为水室和汽室两个区域；所述管箱的水室上设有进水口，该管箱的汽室上设有出汽口。本实用新型专利技术的管箱方便冷却管的进水和出汽，从而提高了反应效率，避免了催化剂失活。

【技术实现步骤摘要】
一种管箱
本技术涉及一种管箱，属于等温反应器的结构设计领域；等温反应器主要应用于无机化工、有机化工、环境保护工程中，尤其适合在恒温低温下进行CO与水蒸汽反应变换成CO2与H2的工艺。
技术介绍
煤气、天然气转化气、焦炉气转化气、电石炉尾气、高炉煤气、转炉煤气等，这些气体均含有大量的CO，例如电石尾气中的CO含量为80%左右，粉煤气化炉煤气中CO含量为～65%，水煤浆煤气CO含量为～45%，CO可变换是制H2的有效途径，其反应方程式为：CO+H2O（汽）CO2+H2+Q变换反应为可逆放热反应，必须有催化剂和过量的H2O（水蒸气）才能使反应向生成H2方向进行，其中Q=9590cal/mol。高CO变换多用钴钼系催化剂，其使用温度范围为200℃～470℃。因CO变换是强放热反应，放出的热量使催化剂床层升温，一旦温度超过催化剂使用温度，易导致催化剂粉化、烧结、失活。由方程式计算每反应1%CO（干基），温升5℃～6℃；煤气中CO含量越高，即变换CO越多，温升越高。例如：煤气100（mol，干基），CO65%，水气比R=1.1，变换后CO为13%（mol，干基），放出热：52×9590=498680Kcal/h；比热容Cp：9.01kcal/kmol.℃；反应后物料：208kmol/h；498680=208×9.01×△t=266.1℃若反应前温度245℃，则反应后温度为：266.1+245=511.1℃。此温度（511.1℃）高于催化剂使用最高温度，会严重影响催化剂的活性，导致转换效率降低。因此，如何控制反应过程的温度，使之不超过催化剂允许的最高使用温度，同时又要控制水气比，使之补加水蒸气减少，还要在水蒸气减少之后，抑制甲烷化反应。合理控制反应温度是变换反应安全稳定高效运行的关键。传统的控制温度方法为：分段绝热反应--升温--移热降温模式，这种模式对于高CO%煤气变换有诸多缺点，如设备台数多，流程长，第一段易超温，催化剂易老化粉化。现代变换反应热降温方法是：相变移热等温法。即在反应器催化剂床层中埋设许多水管，水吸收反应热汽化为水蒸气，汽化潜热很大，汽化温度恒定，因此反应催化剂床层保持等温状态。现有的水管式相变移热变换反应器，有双套管式，单管式，其中比较优秀的是双套管式（或称剌刀式）反应器，如申请人之前申请的中国专利技术专利申请CN201610652865.5，水管在受热后，能自由升缩，安全可靠，检修周期长达六至七年。这种反应器能够按CO反应机理，反应始端反应速度快，需要催化剂量少，反应放热多，需要换热面积大，布管多而密。反应未端反应速度慢，需要催化剂量多，反应放热少，需要换热面积小，布管少有而稀。检修周期长达六至七年，加上反应温度在恒温低温，每炉催化剂使用寿命长达六至七年，但不足之处是内管只有导流作用，非传热面积，因此消耗材料多，反应器沉重，且大型装置运输受限，投资多。单管式反应器，一般上下两端管口与集气、分气环管或筒体相焊接，不能按反应要求稀、密度布管，相接角焊难度较大，质量难以控制。
技术实现思路
本技术旨在提供一种管箱，该管箱通过设置水汽隔离筒将管箱的内腔分为水室和汽室两个区域，方便冷却管的进水和出汽，从而可以提高反应效率，同时避免催化剂失活。为了实现上述目的，本技术所采用的技术方案是：一种管箱，包括箱体；其结构特点是，所述箱体内设有水汽隔离筒，该水汽隔离筒将管箱的内腔分为水室和汽室两个区域；所述管箱的水室上设有进水口，该管箱的汽室上设有出汽口。根据本技术的实施例，还可以对本技术作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：优选地，所述水汽隔离筒的内侧区域为与进水口连通的水室，外侧区域为汽室；所述水室上的进水口与U形水汽管的一端连通，该U形水汽管的另一端与汽室的出汽口连通。当未反应气进入催化剂筒的内腔在催化剂的作用下进行反应，反应时进入U形水汽管内的水在反应热的作用下逐渐汽化，汽化后的蒸汽U形水汽管的另一端溢出，从而使高CO变换反应处低温等温达到任一变换率，且反应气流动阻力极低，避免了催化剂失活，提高了催化剂的使用寿命。反应后的气体汇集在中心集气管内，再从反应气出口排出。所述汽室内设有与进水口连通的水环夹套；所述U形水汽管分为两部分，第一部分的U形水汽管的一端与水环夹套连通，该第一部分的U形水汽管的另一端与汽室连通，第二部分的U形水汽管的一端与水室连通，第二部分的U形水汽管的另一端与汽室连通。这样通过水环夹套和水室两路进水，蒸汽均从汽室溢出，从而可以根据反应热的大小布置U形水汽管。作为一种具体的布置形式，所述U形水汽管分为两组，其中一组为第一U形水汽管，另一组为第二U形水汽管；其中第一U形水汽管布置在催化剂筒的中心区域，第二U形水汽管周向设置在第一U形水汽管的外侧；所述第一U形水汽管的进水端与所述水环夹套连通，第二U形水汽管的进水端与所述水室连通，所述第一U形水汽管的出汽端和第二U形水汽管的出汽端均与所述汽室连通。由此，第一U形水汽管主要负责反应后期对反应放热的传递，第二U形水汽管主要负责反应前期对反应放热的传递，从而保证反应热被快速导出，避免催化剂失活。为了方便从管箱内向反应器内加料，所述箱体的底部设有中心加料口。所述水汽隔离筒包括至少两块可同轴心相对转动的弧形板，其中相邻两块弧形板中，一块弧形板的内半径不小于另一块弧形板的外半径，且在两块弧形板的连接处设有密封元件；所述水汽隔离筒包括工作状态和检修状态，其中：工作状态为至少两块弧形板转动形成整体为圆筒形的结构，检修状态为至少两块弧形板同轴心转动叠合在一起。由此，需要检修时，将弧形板同轴心转动使之叠合在一起，从而可以对内部进行检修，需要工作时，再将弧形板同轴心转动并固定形成圆筒形的结构。为了方便实现弧形板同轴心转动，所述水汽隔离筒的顶端与内筒或管箱的顶部内壁之间设有密封环，该水汽隔离筒的底端与管箱的底部内壁之间设有环形滑道。优选所述弧形板的顶端面上开有凹弧面，该弧形板的底端面具有凸球面，所述环形滑道上设有与所述凸球面配合的凹弧面环形槽。优选地，根据本技术的实施例，所述水汽隔离筒包括两块半圆形的弧形板。由此，两块半圆形的弧形板在工作状态时相对设置而形成整体式筒状结构，在检修状态时叠合在一起。优选地，所述箱体整体为圆柱形。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1、管箱替代管板或管环，布管更多，相对重量轻。2、管箱a/b两半圆筒组成的水汽隔离筒，检修人员可进入管箱，移动a半边使之与另b半边重贴，检查及修理底部管板及其半边筒体管口焊缝。同样办法可检修另半边筒体管口焊缝。附图说明图1是本技术一个实施例的反应器的整体结构原理图；图2是本技术一种实施例的管箱的立面示意图；图3是图2的某一横截面示意图；图4是本技术中支撑网架的示意图；图5是本技术在管箱上布管的原理图；图6是图5的四分之一扇面的局部放大图；图7是本技术一种实施例的隔离筒的立面示意图；图8是图7的纵剖面示意图；图9是图7中的某一横截面示意图。具体实施方式以下将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管箱，包括箱体；其特征在于，所述箱体内设有水汽隔离筒（19），该水汽隔离筒（19）将管箱（18）的内腔分为水室和汽室两个区域；所述管箱（18）的水室上设有进水口，该管箱（18）的汽室上设有出汽口；所述水汽隔离筒（19）的内侧区域为与进水口连通的水室（5），外侧区域为汽室；所述水室上的进水口与U形水汽管的一端连通，该U形水汽管的另一端与汽室的出汽口连通。

【技术特征摘要】
1.一种管箱，包括箱体；其特征在于，所述箱体内设有水汽隔离筒（19），该水汽隔离筒（19）将管箱（18）的内腔分为水室和汽室两个区域；所述管箱（18）的水室上设有进水口，该管箱（18）的汽室上设有出汽口；所述水汽隔离筒（19）的内侧区域为与进水口连通的水室（5），外侧区域为汽室；所述水室上的进水口与U形水汽管的一端连通，该U形水汽管的另一端与汽室的出汽口连通。2.根据权利要求1所述的管箱，其特征在于，所述汽室内设有与进水口连通的水环夹套（4）；所述U形水汽管分为两部分，第一部分的U形水汽管的一端与水环夹套（4）连通，该第一部分的U形水汽管的另一端与汽室连通，第二部分的U形水汽管的一端与水室（5）连通，第二部分的U形水汽管的另一端与汽室连通。3.根据权利要求2所述的管箱，其特征在于，所述U形水汽管分为两组，其中一组为第一U形水汽管（9），另一组为第二U形水汽管（10）；其中第一U形水汽管（9）布置在催化剂筒（14）的中心区域，第二U形水汽管（10）周向设置在第一U形水汽管（9）的外侧；所述第一U形水汽管（9）的进水端与所述水环夹套（4）连通，第二U形水汽管（10）的进水端与所述水室（5）连通，所述第一U形水汽管（9）的出汽端和第...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢定中，
申请(专利权)人：湖南安淳高新技术有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南,43