一种换热式氨分解反应器制造技术

本发明专利技术公开一种换热式氨分解反应器，包括盖体和筒体，盖体和筒体连接，盖体包括上封头，上封头设置有分解气出口管和原料气进口，筒体设置有热介质进口管和热介质出口管，筒体内设置有催化反应回路部，催化反应回路部将筒体内分隔为催化反应回路和热介质气体回路，分解气出口管和原料气进口均与催化反应回路连通，热介质进口管和热介质出口管均与热介质气体回路连通；本发明专利技术采用废气、废料、天然气或化石燃料通过燃烧提供热介质，间接为催化剂管提供热源，热源稳定，分解彻底，分解气中残余氨含量低，利于装置长周期安全运行，利于装置大型化，单套氢可以达到30万吨氢/年生产能力，利于各种能量综合回收利用，运行能耗低。运行能耗低。运行能耗低。

【技术实现步骤摘要】
一种换热式氨分解反应器


[0001]本专利技术涉及氨分解制氢反应器
，具体涉及一种换热式氨分解反应器。

技术介绍

[0002]目前国家大力推广氢能源汽车，由于氢储运过程中逃逸量大，难以长距离运输，现常通过将氢以氨的形式储运以避免氢运输难题，同时通过换热式氨分解反应器以就地设置制氢装置进行制氢。
[0003]现有的氨分解制氢反应器一般为单管或多管式，多管氨分解制氢反应器上下之间采取环管联箱结构，催化剂换热管外部设有大量耐火砖，采取电炉供给热量，生产能力一般在1000～5000Nm3/h之间，只能满足小型试验装置，无法满足大型化装置需求；床层温度需要维持在800℃，耐火砖温度需要在850℃以上，而且采取电炉热辐射供给热量，供热不均匀，催化剂单管床层两端之间温度达到300℃以上温差，催化剂无法达到最佳反应温区，部分催化剂没有发挥催化作用，分解后的气体中氨含量≥1000PPm；原料气无法预热，分解后的气体余热无法回收，造成运行能耗高，装置小，供热元件-电加热器经常烧断造成装置无法运行。
[0004]鉴于上述缺陷，本专利技术创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本专利技术。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术缺陷，本专利技术采用的技术方案在于，提供一种换热式氨分解反应器，包括盖体和筒体，所述盖体和所述筒体连接，所述盖体包括上封头，所述上封头设置有分解气出口管和原料气进口，所述筒体设置有热介质进口管和热介质出口管，所述筒体内设置有催化反应回路部，所述催化反应回路部将所述筒体内分隔为催化反应回路和热介质气体回路，所述分解气出口管和所述原料气进口均与所述催化反应回路连通，所述热介质进口管和所述热介质出口管均与所述热介质气体回路连通，所述催化反应回路部内设置有催化剂。
[0006]较佳的，所述分解气出口管设置在所述盖体和所述筒体的轴线上，所述原料气进口设置在所述盖体的一侧；所述热介质进口管设置在所述筒体靠近所述盖体的一端，所述热介质出口管设置在所述筒体远离所述盖体的一端。
[0007]较佳的，所述催化反应回路部包括上管板、催化剂管、下管板和第一封头，所述上管板和所述筒体内壁密封连接，使所述盖体和所述上管板之间形成进气腔，所述下管板和所述第一封头密封连接形成出气腔，所述分解气出口管和所述出气腔连通，所述原料气进口和所述进气腔连通；所述催化剂管的两端分别和所述上管板、所述下管板密封连接，且所述进气腔和所述出气腔通过所述催化剂管连通，所述催化剂设置在所述催化剂管内。
[0008]较佳的，所述催化剂管设置有多个，且各所述催化剂管以所述分解气出口管为中心环形均布。
[0009]较佳的，所述上管板和所述下管板之间还设置有折流板，所述折流板和所述催化
剂管固定连接。
[0010]较佳的，所述折流板包括第一折流板、第二折流板，所述第一折流板、所述第二折流板平行且交错设置，且所述第一折流板的直径大于所述第二折流板的直径；
[0011]所述第一折流板中心设置有第一通过孔，所述分解气出口管设置在所述第一通过孔内，所述第一通过孔直径和所述第二折流板直径相差0cm～10cm；在所述第一折流板上环形设置有第一连接孔，所述第一连接孔对应所述催化剂管设置，且所述第一连接孔和对应的所述催化剂管管壁固定连接；
[0012]所述第二折流板中心设置有第二通过孔，所述第二通过孔对应所述分解气出口管设置，且所述第二通过孔和所述分解气出口管管壁固定连接。在所述第二折流板上环形设置有第二连接孔，所述第二连接孔对应所述催化剂管设置，且所述第二连接孔和对应的所述催化剂管管壁固定连接。
[0013]较佳的，所述上封头内壁上设置有上封头保温材料层，所述筒体保温材料层内壁上设置有筒体保温材料层和下封头保温材料层。
[0014]较佳的，所述上封头上设置有床层热电偶，所述床层热电偶端部设置在所述催化剂管内；所述筒体上设置有热介质热电偶，所述热介质热电偶端部设置在所述热介质气体回路内。
[0015]较佳的，所述第一封头上设置有尾管，所述尾管设置在所述第一封头远离所述下管板一侧的中心位置处，所述尾管远离所述第一封头的端部设置第二封头，所述筒体设置有短接，所述尾管设置在所述短接内，且所述短接远离所述筒体的端部设置有第三封头，所述第二封头与所述第三封头之间设置有间隙。
[0016]较佳的，所述第三封头和所述短接之间通过短接法兰连接。
[0017]与现有技术比较本专利技术的有益效果在于：本专利技术采用废气、废料、天然气或化石燃料通过燃烧提供热介质，间接为催化剂管提供热源，热源稳定，分解彻底，分解气中残余氨含量低，利于装置长周期安全运行，利于装置大型化，单套氢可以达到30万吨氢/年生产能力，利于各种能量综合回收利用，运行能耗低。
附图说明
[0018]图1为所述换热式氨分解反应器的结构视图。
[0019]图中数字表示：
[0020]1-床层热电偶；2-分解气出口管；3-管道膨胀节；4-上封头；5-原料气进口；6-盖体；7-上封头保温材料层；8-上管板；9-壳体法兰；10-上管板支撑圈；11-热介质进口管；12-筒体；13-催化剂管；14-筒体保温材料层；15-第一折流板；16-第二折流板；17-热介质热电偶；18-下管板；19-第一椭圆封头；20-下封头保温材料层；21-热介质出口管；22-尾管；23-短接；24-短接法兰；25-第二椭圆封头；26-第三椭圆封头。
具体实施方式
[0021]以下结合附图，对本专利技术上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
[0022]实施例一
[0023]如图1所示，图1为所述换热式氨分解反应器的结构视图。本专利技术所述换热式氨分
解反应器包括盖体6和筒体12，所述盖体6和所述筒体12通过壳体法兰9连接，所述盖体6包括上封头4，所述上封头4设置有分解气出口管2和原料气进口5，所述筒体12设置有热介质进口管11和热介质出口管21，所述筒体12内设置有催化反应回路部，所述催化反应回路部将所述筒体12内分隔为催化反应回路和热介质气体回路，所述分解气出口管2和所述原料气进口5均与所述催化反应回路连通，所述热介质进口管11和所述热介质出口管21均与所述热介质气体回路连通。所述催化反应回路部内设置有催化剂。
[0024]热介质通过所述热介质进口管11经所述热介质气体回路由所述热介质出口管21流出，反应气通过所述原料气进口5经所述催化反应回路由所述分解气出口管2流出，在所述催化反应回路内的反应气和在所述热介质气体回路内的热介质进行换热，并在所述催化剂作用下实现反应气的分解操作。
[0025]一般的，所述分解气出口管2设置在所述盖体6和所述筒体12的轴线上，所述原料气进口5设置在所述盖体6的一侧；所述热介质进口管11设置在所述筒体12靠近所述盖体6的一端，所述热介质出口管21设置在所述筒体12远离所述盖体6的一端。
[0026]所述催化反应回路部包括上管板8、催化剂管13、下管板18和第一椭圆封头19，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种换热式氨分解反应器，其特征在于，包括盖体和筒体，所述盖体和所述筒体连接，所述盖体包括上封头，所述上封头设置有分解气出口管和原料气进口，所述筒体设置有热介质进口管和热介质出口管，所述筒体内设置有催化反应回路部，所述催化反应回路部将所述筒体内分隔为催化反应回路和热介质气体回路，所述分解气出口管和所述原料气进口均与所述催化反应回路连通，所述热介质进口管和所述热介质出口管均与所述热介质气体回路连通，所述催化反应回路部内设置有催化剂。2.如权利要求1所述的换热式氨分解反应器，其特征在于，所述分解气出口管设置在所述盖体和所述筒体的轴线上，所述原料气进口设置在所述盖体的一侧；所述热介质进口管设置在所述筒体靠近所述盖体的一端，所述热介质出口管设置在所述筒体远离所述盖体的一端。3.如权利要求1所述的换热式氨分解反应器，其特征在于，所述催化反应回路部包括上管板、催化剂管、下管板和第一封头，所述上管板和所述筒体内壁密封连接，使所述盖体和所述上管板之间形成进气腔，所述下管板和所述第一封头密封连接形成出气腔，所述分解气出口管和所述出气腔连通，所述原料气进口和所述进气腔连通；所述催化剂管的两端分别和所述上管板、所述下管板密封连接，且所述进气腔和所述出气腔通过所述催化剂管连通，所述催化剂设置在所述催化剂管内。4.如权利要求3所述的换热式氨分解反应器，其特征在于，所述催化剂管设置有多个，且各所述催化剂管以所述分解气出口管为中心环形均布。5.如权利要求3所述的换热式氨分解反应器，其特征在于，所述上管板和所述下管板之间还设置有折流板，所述折流板和所述催化剂管固定连接。6.如权利要求5所述的换热式氨分解反应器，其特征在于，所述折流板包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆新，王揽月，
申请(专利权)人：安徽聚源机械设备有限公司南京敦先化学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：