携带全逆流式的换热器的合成气反应装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了携带全逆流式的换热器的合成气反应装置，其包括连接在一起的合成气反应器和换热器，该换热器包括外壳，分割管板将外壳的内腔分割为换热腔和进水腔，在换热腔内设置有换热筒，换热筒包括连接在一起的进气筒和内筒，换热筒与外壳之间形成环隙；在进气筒内安装有具有集水腔的集水件；内筒朝向内管板的一端具有高温气通道，内筒经高温气通道连通进气筒；内筒朝向分割管板的一端具有低温气通道，内筒经该低温气通道连通环隙；换热直管的两一端分别连通集水腔和进水腔；排水管的一端连通集水腔，排水管的另一端成为冷媒出口管。采用本申请，能够降低氢腐蚀并提高换热效率，并降低设备的制造费用。并降低设备的制造费用。并降低设备的制造费用。

【技术实现步骤摘要】
携带全逆流式的换热器的合成气反应装置


[0001]本技术属于化工设备
，具体为一种携带全逆流式的换热器的合成气反应装置。

技术介绍

[0002]为回收合成气反应时所产生的反应热，一般均在合成气反应器的出料管上连接有换热器或废热锅炉，以回收反应热。
[0003]目前，列管换热器作为合成气热能回收的常规设备，得到广泛的应用，由于合成气中含有高浓度的氢气，为了避免焊缝的氢腐蚀，需要采用耐高温，耐强氢腐蚀腐蚀的焊接材料，导致换热器的制作成本较高，且设备的维护成本也较高。另外列管换热器的结构一般是采用半逆流式结构，即换热管只有一段是逆流式换热，另一段为顺流式换热，降低了换热器的换热效率。

技术实现思路

[0004]为提高换热效率，本申请提供了一种携带全逆流式的换热器的合成气反应装置，其包括合成气反应器和连接在该合成气反应器上的换热器；
[0005]该换热器包括一外壳，该外壳沿一轴线方向延伸，分割管板将外壳的内腔沿该轴线方向分割为换热腔和进水腔，在换热腔内设置有换热筒，该换热筒包括进气筒和密封地连接在该进气筒朝向分割管板的一端的内筒，换热筒与外壳之间形成一环隙，在外壳上安装有连通该进气筒的进气管和连通该环隙的排气口；该轴线沿水平方向延伸；
[0006]在进气筒内设置有一集水件，该集水件包括一内管板和焊接在该内管板背离分割管板一侧的内封头，内管板与内封头之间形成一集水腔；
[0007]内筒朝向内管板的一端形成有高温气通道，内筒的内腔经该高温气通道连通进气筒；内筒朝向分割管板的一端具有低温气通道，内筒的内腔经该低温气通道连通环隙；
[0008]在内筒中安装有沿轴线方向延伸的换热直管，换热直管的两端分别经内管板和分割管板连通集水腔和进水腔，排水管的一端密封地安装在内管板上、并连通集水腔，排水管的另一端密封地贯穿分割管板和外壳后形成为冷媒出口管；在外壳上安装有连通进水腔的冷媒进口管；
[0009]在该合成气反应器上设置有反应气出口管，该反应气出口管连接到该进气管上。
[0010]换热器内，合成气与冷媒处于完全逆流状态，相比现有的半逆流换热器，能够提高换热效率10
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15％，由于换热效率的提高，有利于提高冷媒的出口温度。换热直管在热胀冷缩时，能够产生大致相同的伸缩量，有利于减少换热直管与管板焊接处的应力效应。同时，由于取消了U型换热管的弯曲部，能够提高换热直管的安装密度，使换热器设计为细长型，有利于延长换热流道，提高换热效率。
[0011]采用U型管作为换热管时，由于U型管的进水段和出水段的伸缩量不同，导致U型管与管板处的焊接处出现更大的内应力，而换热直管则可以避免出现该问题。由于能够有效
地降低设备各部件之间在产生伸缩时的内应力，由此可以降低设备的抗应力处理费用，同时由于提高了换热效率，能够降低合成气在换热器上的出口温度，并降低分割管板的最高使用温度，并由此可以降低分割管板区域的材料等级，以及降低设备的制作费用。采用本申请，在处理相同合成气流量的情况下，能够降低5
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10％的设备制作费用。
[0012]本申请中，换热直管与分割管板的焊缝位于进水腔内，换热直管与内管板的焊缝位于集水腔内，在工作时，合成气不会接触换热直管与分割管板和内管板之间的焊缝，而且这两处的焊缝均与冷媒接触，与合成气的温度相比，处于较低的温度范围，能够有效地防止氢腐蚀。
[0013]进一步，为保证换热直管在热胀冷缩时，能够自由地伸长和回缩，集水件仅连接在换热直管和排水管上，内筒与集水件之间的间隙形成为高温气通道；内筒与分割管板之间无连接，且内筒与分割管板之间的间隙形成为低温气通道。集水件与内筒之间的距离为150
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400mm；内筒与分割管板之间的间隙为150
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400mm，以保证合成气的顺利地流过，避免对合成气产生过大的阻力。
[0014]上述结构能够使集水件悬空在进气筒中，在换热直管由于热胀冷缩而使长度变化时，不会受到集水件的限制，能够在换热筒内沿轴线方向自由伸缩，避免产生内应力，从而避免由此产生的焊缝开裂等问题，保证了设备的安全运行，提高了设备的使用寿命。
[0015]进一步，为增强传热效率，在内筒中安装有至少两个折流杆组，该至少两个折流杆组沿该轴线方向间隔设置，每个折流杆组包括若干根相互平行且间隔设置的折流杆，所有的折流杆均垂直于该轴线方向；沿该轴线方向观察，不同折流杆组内的折流杆相互交叉，使折流杆之间形成穿管孔，换热直管自由地穿过该穿管孔后连接到内管板和分割管板上；沿轴线方向观察，穿管孔呈正方形或正六边形。
[0016]折流杆用于对合成气进行扰动，以提高换热效率，在使折流杆之间形成穿管孔后，还可以作为换热直管的支撑件，避免换热直管的部分区域由于重力作用而下弯，由于换热直管自由地穿过穿管孔，不会限制换热直管在轴线方向上的自由伸缩，由此进一步避免了换热直管由于热胀冷缩而产生的内应力，大幅度地降低了换热直管与分割管板和内管板焊缝的开裂概率。正方形或正六边形的穿管孔，不但能够使换热直管均匀布置，还能够提高换热直管的布置密度。
[0017]进一步，为提高安装效率，至少两个折流杆组连接为一个安装组。由于安装组可以在设备外部进行组装，由此减少折流杆组在设备内的安装时间，由此提高安装效率。
[0018]进一步，为降低换热筒在热胀冷缩时的内应力，在进气筒朝向分割管的一端安装有一环形板，该环形板朝进气筒的内侧方向延伸，内筒连接在该环形板的内侧。该设计能够使环形板成为一个台阶部，使换热筒在伸缩变形时，主要集中在该台阶部处，减少其它区域的变形，此时，台阶部的变形主要为弯曲变形，降低换热筒组成部件之间焊缝的应力效应。
[0019]进一步，在换热腔内安装有垫板，该垫板位于换热腔的下侧，在换热筒的外壁上固定安装有滑块，该滑块能够在垫板上沿轴线方向往复滑动。利用滑块，在保证换热筒自由伸缩的同时，还可以为换热筒提高支撑，避免换热筒由于重力而产生弯曲变形。
[0020]进一步，该合成气反应器的壳体上安装有连接套管，该连接套管外套在该反应气出口管上；
[0021]该连接套管密封地连接到该进气管上，该反应气出口管插入到进气管内、并密封
地连接到进气筒上，且该反应气出口管的外壁密封地抵压到进气管朝向外壳的内腔的一端上，在反应气出口管与进气管之间形成第一环形腔，在反应气出口管与连接套管之间形成第二环形腔，该第一环形腔经第二环形腔连通合成气反应器的进气腔，该进气腔连通合成气反应器的反应腔；
[0022]在该进气管上安装有连通该第一环形腔的冷却气入口管，冷却气能够经该冷却气入口管进入到第一环形腔内，并依次经第二环形腔和进气腔进入到反应腔内进行反应，该冷却气为合成气原料气。
[0023]设置冷却气入口管后，可以向第一环形腔内充入冷却气，以降低进气管的温度，从而降低进气管由于热胀冷缩而导致的变形，还能够使进气管的温度保持在440℃以下，降低进气管的材质要求，以降低设备的制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.携带全逆流式的换热器的合成气反应装置，其特征在于，包括合成气反应器和连接在该合成气反应器上的换热器；该换热器包括一外壳，该外壳沿一轴线方向延伸，分割管板将外壳的内腔沿该轴线方向分割为换热腔和进水腔，在换热腔内设置有换热筒，该换热筒包括进气筒和密封地连接在该进气筒朝向分割管板的一端的内筒，换热筒与外壳之间形成一环隙，在外壳上安装有连通该进气筒的进气管和连通该环隙的排气口；该轴线沿水平方向延伸；在进气筒内设置有一集水件，该集水件包括一内管板和焊接在该内管板背离分割管板一侧的内封头，内管板与内封头之间形成一集水腔；内筒朝向内管板的一端形成有高温气通道，内筒的内腔经该高温气通道连通进气筒；内筒朝向分割管板的一端具有低温气通道，内筒的内腔经该低温气通道连通环隙；在内筒中安装有沿轴线方向延伸的换热直管，换热直管的两端分别经内管板和分割管板连通集水腔和进水腔，排水管的一端密封地安装在内管板上、并连通集水腔，排水管的另一端密封地贯穿分割管板和外壳后形成为冷媒出口管；在外壳上安装有连通进水腔的冷媒进口管；在该合成气反应器上设置有反应气出口管，该反应气出口管连接到该进气管上。2.根据权利要求1所述的合成气反应装置，其特征在于，集水件仅连接在换热直管和排水管上，内筒与集水件之间的间隙形成为高温气通道；内筒与分割管板之间无连接，且内筒与分割管板之间的间隙形成为低温气通道。3.根据权利要求1所述的合成气反应装置，其特征在于，在内筒中安装有至少两个折流杆组，该至少两个折流杆组沿该轴线方向间隔设置，每...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢健，王雪林，
申请(专利权)人：南京聚拓化工科技有限公司，
类型：新型
国别省市：