二氧化硫转化器制造技术

本发明专利技术公开了一种二氧化硫转化器，包括外壳，外壳内设触媒层，外壳上设进气口和出气口，它还包括多级布气装置和阻力补偿板；多级布气装置设置于进气口处，将烟气多级均匀输送至触媒层；阻力补偿板包括多阶补偿凸台，各阶补偿凸台沿周向密封连接于转化器外壳内壁、触媒层下，补偿凸台与出气口之间间距越大、补偿凸台的宽度越小。在二氧化硫转化器进气口处设置多级布气装置，避免烟气动能大量损失，也能使各烟气均匀进入各分区，解决了传统转化器中部分区域获得气量偏少的问题；同时在触媒层下出气口前增设阻力补偿板，使总阻力损失平衡，实现烟气过触媒层转化后均匀分布，保证烟气停留时间、触媒利用率和转化率。

【技术实现步骤摘要】
二氧化硫转化器
本专利技术属于化工、冶金设备
，特别是涉及一种二氧化硫转化器。
技术介绍
二氧化硫转化器是工业硫酸生产的重要设备之一，其作用是通过触媒层的催化作用使进气中的二氧化硫组分和氧气组分反应生成三氧化硫。随着硫酸行业的发展，硫酸设备逐步趋向大型化，特别是一些铜冶炼行业大处理量二氧化硫转化器设备直径达到了15米以上，因此采取有效措施保障气体在触媒层内均匀分布对于提高触媒利用率、保证转化效率、防止触媒层局部超温的意义显得尤为重要。传统硫酸预转化器或主转化器最上层转化段触媒层上部多采用顶部进气或侧部进气的方式。采用顶进气，由于顶部进气口相对转化器截面相对较小，触媒层的横截面积可以达到进气管横截面积的25倍以上，因此有必要采取合理的措施使进气管流入的烟气在触媒层横截面均匀分布，这也是保证二氧化硫转化率、提高触媒利用率及寿命的关键。目前传统的硫酸转化器通常在顶部进气口的正下方设置一个直径略大于进气口且开有若干筛孔的圆形挡板，这种挡气板的弊端一是进口处没有针对触媒层横截面外环区的布气结构，进气的动力大部分损失在与挡板的撞击过程当中，导致分散到触媒层横截面外环区的气体动能不足、气量偏少。二是这种结构属于单级布气结构，圆形挡板外圈下部的环形区域的气量全靠上方筛孔流入的气体提供，其获得的气量会明显少于外围周边没有挡板的区域，导致该区域内产生漩涡而使流入触媒层横截面对应环形区域内的气量偏少。采用侧进气，由于侧部进气口相对转化器截面相对较小，触媒层的横截面积可以达到侧面进气管横截面积的25倍以上，因此有必要采取合理的措施使进气口流入的烟气在触媒层横截面均匀分布，这也是保证二氧化硫转化率及硫酸尾气达标排放的关键。传统的硫酸转化器侧面进气口多为长方形，进气口内部设置有若干类似于家用空调出风口状的沿左右及斜向上的导流叶片。这种布气方式及结构存在的弊端是：进气口宽度远小于转化器直径，同时左右方向和斜向上的导流叶片尺寸较小起到的导流作用有限，使得烟气离开进气口后在触媒层上方的分布非常不均，即距离侧面进气口较近区域的触媒层获得的烟气量较多，远离侧面进气口区域的触媒层获得的烟气量较少，这样就造成了气流的短路、影响了二氧化硫气体的转化效率。另一方面，传统硫酸生产中对于解决气体在触媒层内均匀分布的思路大多数停留在解决气体进入触媒层前的分布问题，往往忽视了气体完成转化离开触媒层后在出气室中通过出气管离开转化器这一过程中气体均匀分布的重要性。传统结构转化器出气室内未采取任何布气措施仅在侧壁上开设一常规出气口，这样带来的弊端是触媒层下方离出气口距离近的区域的气体由于流动距离阻力损失小而能够快速通过气体出口管离开转化器，进而导致触媒层内对应区域内的气体停留时间不够转化率偏低；反之距离进气口距离远的区域对应的触媒层内就会出现流动距离阻力损失大、转化率过高、局部触媒存在高温失效风险。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种烟气在触媒层前后均能均匀分布的二氧化硫转化器。本专利技术提供的这种二氧化硫转化器，包括外壳，外壳内设触媒层，外壳上设进气口和出气口，它还包括多级布气装置和阻力补偿板；多级布气装置设置于进气口处，将烟气多级均匀输送至触媒层；阻力补偿板包括多阶补偿凸台，各阶补偿凸台沿周向密封连接于转化器外壳内壁、触媒层下，补偿凸台与出气口之间间距越大、补偿凸台的宽度越小。所述阻力补偿板包括一阶补偿凸台、二阶补偿凸台和三阶补偿凸台，各阶补偿凸台沿周向依次密封连接于转化器外壳内壁、触媒层下，一阶补偿凸台、二阶补偿凸台、三阶补偿凸台的宽度递增，三阶补偿凸台的底端面位于出气口的上端面下。所述一阶补偿凸台的圆心角范围为40°-120°，所述二阶补偿凸台的圆心角范围为80°-140°，所述三阶补偿凸台的圆心角范围为40°-120°。所述多阶补偿凸台的外壁向内倾斜20°-80°。所述外壳上设两类进气口，一类为顶进气口，另一类为侧进气口；所述多级布气装置有两类，一类为顶进式多级布气装置，安装于顶进气口处，另一类为侧进式多级布气装置，安装于侧进气口处。所述顶进式多级布气装置包括若干级分布锥和若干级分布盘，各级分布锥自进气口向触媒层依次设置，各级分布盘自分布锥向触媒层依次设置。所述分布锥包括同轴布置的一级分布锥和二级分布锥，一级分布锥包括分气锥和连接筋板，分气锥为上小下大的锥台，分气锥的底边外翘形成向上导向段，各连接筋板均布于向上导向段上、顶端与导向锥相连，二级分布锥上设若干通气孔，二级分布锥以其大径段连接于向上导向段下。所述分布盘包括盘主体和连接筋，盘主体上设若干布气孔，连接筋的上端连接于所述二级分布锥的内壁、下端与盘主体相连。所述侧进式多级布气装置包括口径递增的预分布腔、扩流腔和导流分气腔；预分布腔装配于外壳外壁、内端伸至进气口内；扩流腔设置在外壳内壁进气口处，外端与预分布腔连通、内端与导流分气腔相连；导流分气腔向上倾斜。所述预分布腔内设若干竖向分流板；所述扩流腔底部设有若干一次通气孔；所述导流分气腔底壁设有二次通气孔，其内设多块沿内壁平行布置的导流板。本专利技术通过在二氧化硫转化器进气口处设置多级布气装置，避免烟气动能大量损失，也能使各烟气均匀进入各分区，解决了传统转化器中部分区域获得气量偏少的问题；同时在触媒层下出气口前增设阻力补偿板，使出气室各分区内总阻力损失得到平衡，实现烟气经过触媒层转化后在出气室内均匀分布，保证烟气停留时间、触媒利用率和转化率。附图说明图1为本专利技术一个优选实施例的主视示意图。图2为本优选实施例中顶进气口与触媒层之间区域分区示意图。图3为本优选实施例中侧进气口与触媒层之间区域分区示意图。图4为本优选实施例中触媒层与出气口之间区域分区示意图。图5为本优选实施例中顶进式多级布气装置在外壳内的装配放大示意图。图6为本优选实施例中一级分布锥的俯视放大示意图。图7为本优选实施例中二级分布锥的俯视放大示意图。图8为本优选实施例中分布盘的俯视放大示意图。图9为本优选实施例中侧进式多级布气装置在外壳内的装配放大示意图。图10为图9的俯视示意图。图11为图9中X向放大示意图。图12为本优选实施例中阻力补偿板在外壳的装配放大示意图。图13为本优选实施例中阻力补偿板的俯视放大示意图。图示序号：1—外壳，11—进气管，12—导向锥，13—触媒层，14—出气管；2—顶进式多级布气装置，21—一级分布锥、211—分气锥、212—连接筋板，22—二级分布锥，23—分布盘、231—盘主体、232—连接筋；3—侧进式多级布气装置，31—预分布腔，32—扩流腔，33—导流分气腔，34—竖向分流板，35—导流板；4—阻力补偿板，41—一阶凸台，42—二阶凸台，43—三阶凸台；A—中心圆区，B—内环区，C—中环区，D—外环区；AA—一次布气区，BB—二次布气区，C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氧化硫转化器，包括外壳，外壳内设触媒层，外壳上设进气口和出气口，其特征在于：它还包括多级布气装置和阻力补偿板；/n多级布气装置设置于进气口处，将烟气多级均匀输送至触媒层；/n阻力补偿板包括多阶补偿凸台，各阶补偿凸台沿周向密封连接于转化器外壳内壁、触媒层下，补偿凸台与出气口之间间距越大、补偿凸台的宽度越小。/n

【技术特征摘要】
1.一种二氧化硫转化器，包括外壳，外壳内设触媒层，外壳上设进气口和出气口，其特征在于：它还包括多级布气装置和阻力补偿板；
多级布气装置设置于进气口处，将烟气多级均匀输送至触媒层；
阻力补偿板包括多阶补偿凸台，各阶补偿凸台沿周向密封连接于转化器外壳内壁、触媒层下，补偿凸台与出气口之间间距越大、补偿凸台的宽度越小。


2.如权利要求1所述的二氧化硫转化器，其特征在于：所述阻力补偿板包括一阶补偿凸台、二阶补偿凸台和三阶补偿凸台，各阶补偿凸台沿周向依次密封连接于转化器外壳内壁、触媒层下，一阶补偿凸台、二阶补偿凸台、三阶补偿凸台的宽度递增，三阶补偿凸台的底端面位于出气口的上端面下。


3.如权利要求2所述的二氧化硫转化器，其特征在于：所述一阶补偿凸台的圆心角范围为40°-120°，所述二阶补偿凸台的圆心角范围为80°-140°，所述三阶补偿凸台的圆心角范围为40°-120°。


4.如权利要求1所述的二氧化硫转化器，其特征在于：所述多阶补偿凸台的外壁向内倾斜20°-80°。


5.如权利要求1所述的二氧化硫转化器，其特征在于：所述外壳上设两类进气口，一类为顶进气口，另一类为侧进气口；所述多级布气装置有两类，一类为顶进式多级布气装置，安装于顶进气口处，另一类为侧进式多级布气装置，安装于侧进气口处...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳灿，黄金豪，朱智颖，汤洛，王旭，魏敏，
申请(专利权)人：长沙有色冶金设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43