一种环箱式水移热控温反应器制造技术

本实用新型专利技术公开一种环箱式水移热控温反应器，涉及化工技术领域，包括炉体、外分布器、中心集气管、内取热器、支撑环和顶盖，炉体的顶部设置有变换气入口和热水出口，炉体的底部设置有变换气出口和热水入口，外分布器与炉体之间形成环形间隙，中心集气管设置于外分布器中，中心集气管底端固定于炉体上并与变换气出口连通，内取热器包括上部环形管箱、下部环形管箱和多个换热管，多个换热管均设置于外分布器与中心集气管之间，多个换热管沿外分布器的径向非均匀分布且沿外分布器的周向均匀分布，换热管为弯管，多个换热管之间填充有催化剂。该装置提高了取热效率，催化剂床层温度可控，使得催化剂使用寿命延长，能够实现长周期安全稳定运行。稳定运行。稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种环箱式水移热控温反应器


[0001]本技术涉及化工
，特别是涉及一种环箱式水移热控温反应器。

技术介绍

[0002]CO变换反应是强放热反应，传统的绝热式反应器，当遇到高浓度CO原料气工艺条件时，因反应放热剧烈，存在超温的风险，为避免超温，需要再专门设置控温手段还需要结合性能优良且与工艺相匹配的催化剂才能实现；随着反应器技术的进步，近几年来，等温或可控移热式反应器随之兴起，这类反应器在内部设置水移取热系统，可及时将变换反应热移走，从而实现炉温可控。理论上来讲，设置内部取热的反应器，不会再发生催化剂床层超温，但目前已开车运行的等温或控温变换反应器，应用在高放热的变换反应段时，又极易出现“泄漏”的问题(工艺气泄漏至内取热的水管束中，或者内取热的水/蒸汽系统泄漏至催化剂床层中)，严重者直接导致整炉催化剂损坏，装置无法实现长周期稳定运行。究其“泄漏”的原因，一方面反应器内部仍然存在局部“超温”现象(超反应器设计温度)，另一方面在面对“超温”的情况下，反应器设备内部所产生的热应力不能完全得到有效消除，最终导致设备出故障。

技术实现思路

[0003]为解决以上技术问题，本技术提供一种环箱式水移热控温反应器，提高了取热效率，催化剂床层温度可控，使得催化剂使用寿命延长，能够实现长周期安全稳定运行。
[0004]为实现上述目的，本技术提供了如下方案：
[0005]本技术提供一种环箱式水移热控温反应器，包括炉体、外分布器、中心集气管、内取热器、支撑环和顶盖，所述炉体的顶部设置有变换气入口和热水出口，所述炉体的底部设置有变换气出口和热水入口，所述支撑环设置于所述炉体下部的内壁上，所述外分布器为上下两端敞口的筒状结构，所述外分布器底部固定于所述支撑环上，所述外分布器顶部设置有所述顶盖，所述外分布器的侧壁上设置有多个第一通孔，所述外分布器与所述炉体之间形成环形间隙，所述中心集气管设置于所述外分布器中，所述中心集气管底端固定于所述炉体上并与所述变换气出口连通，所述中心集气管的侧壁上设置有多个第二通孔；所述内取热器包括上部环形管箱、下部环形管箱和多个换热管，所述上部环形管箱设置于所述炉体中的上部，所述热水出口与所述上部环形管箱连接，所述下部环形管箱设置于所述炉体中的下部，所述热水入口与所述下部环形管箱连接，所述下部环形管箱间隙套设于所述中心集气管的外部，各所述换热管的上下两端分别与所述上部环形管箱和所述下部环形管箱连接，多个所述换热管均设置于所述外分布器与所述中心集气管之间，多个所述换热管沿所述外分布器的径向非均匀分布且沿所述外分布器的周向均匀分布，所述换热管为弯管，多个所述换热管之间填充有催化剂，所述炉体底部填充有支撑材料，所述支撑材料用于支撑所述催化剂。
[0006]优选地，还包括气体分布器，所述气体分布器固定于所述炉体中的顶部，且所述气
体分布器位于所述变换气入口的下方，所述变换气入口设置于所述炉体顶部的中心处，所述变换气出口设置于所述炉体底部的中心处。
[0007]优选地，所述炉体包括由上至下依次连接的上封头、筒体和下封头，所述变换气入口和所述热水出口均设置于所述上封头上，所述变换气出口和所述热水入口均设置于所述下封头上，所述气体分布器固定于所述上封头顶部的内壁上，所述支撑环固定于所述筒体底部的内壁上。
[0008]优选地，还包括检修人孔，所述检修人孔设置于所述上封头的一侧。
[0009]优选地，还包括中心管支座，所述中心管支座固定于所述下封头底部的内壁上，所述中心集气管固定于所述中心管支座的顶部，所述中心集气管通过所述中心管支座与所述变换气出口连通。
[0010]优选地，还包括波纹管膨胀节，所述热水出口与所述波纹管膨胀节一一对应，所述热水出口通过所述波纹管膨胀节与所述上部环形管箱连接。
[0011]优选地，所述热水入口和所述热水出口均设置为多个。
[0012]优选地，所述支撑材料为瓷球。
[0013]优选地，所述换热管为C形管、S形管或螺旋形管。
[0014]本技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0015]本技术提供的环箱式水移热控温反应器，包括炉体、外分布器、中心集气管、内取热器、支撑环和顶盖，炉体的顶部设置有变换气入口和热水出口，炉体的底部设置有变换气出口和热水入口，内取热器包括上部环形管箱、下部环形管箱和多个换热管，多个换热管均设置于外分布器与中心集气管之间，多个换热管之间填充有催化剂。变换气由变换气入口进入外分布器与炉体之间的环形间隙中，然后从外分布器径向通过催化剂床层，汇入到中心集气管后经变换气出口流出，热水由下至上带走反应产生的热量而副产蒸汽，并以此可以控制炉温。通过将多个换热管设置为根据催化剂床层中径向温度分布规律沿外分布器的径向非均匀分布，即催化剂床层中温度高的区域换热管布置得密一些，催化剂床层中温度低的区域换热管布置得相对稀疏一些，进而实现更合理地移热，提高了取热效率，降低了催化剂床层温度，并控制在一定范围内，即使得催化剂床层温度可控，温度降低后，炉体材质可以降低要求，炉体的壁厚也能降低。换热管为弯管，弯管结构可以通过弹性变形来补偿换热管的热伸长，既而降低乃至消除了换热管与上部环形管箱、下部环形管箱的连接处的热应力，进而避免环箱式水移热控温反应器“泄漏”，使得催化剂使用寿命延长，确保环箱式水移热控温反应器长周期安全稳定运行。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本技术提供的环箱式水移热控温反应器的结构示意图。
[0018]附图标记说明：100、环箱式水移热控温反应器；1、上封头；2、筒体；3、下封头；4、变换气入口；5、热水出口；6、气体分布器；7、检修人孔；8、波纹管膨胀节；9、上部环形管箱；10、
换热管；11、下部环形管箱；12、变换气出口；13、热水入口；14、外分布器；15、支撑环；16、顶盖；17、中心集气管；18、催化剂；19、支撑材料；20、中心管支座。
具体实施方式
[0019]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0020]本技术的目的是提供一种环箱式水移热控温反应器，提高了取热效率，催化剂床层温度可控，使得催化剂使用寿命延长，能够实现长周期安全稳定运行。
[0021]为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
[0022本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环箱式水移热控温反应器，其特征在于，包括炉体、外分布器、中心集气管、内取热器、支撑环和顶盖，所述炉体的顶部设置有变换气入口和热水出口，所述炉体的底部设置有变换气出口和热水入口，所述支撑环设置于所述炉体下部的内壁上，所述外分布器为上下两端敞口的筒状结构，所述外分布器底部固定于所述支撑环上，所述外分布器顶部设置有所述顶盖，所述外分布器的侧壁上设置有多个第一通孔，所述外分布器与所述炉体之间形成环形间隙，所述中心集气管设置于所述外分布器中，所述中心集气管底端固定于所述炉体上并与所述变换气出口连通，所述中心集气管的侧壁上设置有多个第二通孔；所述内取热器包括上部环形管箱、下部环形管箱和多个换热管，所述上部环形管箱设置于所述炉体中的上部，所述热水出口与所述上部环形管箱连接，所述下部环形管箱设置于所述炉体中的下部，所述热水入口与所述下部环形管箱连接，所述下部环形管箱间隙套设于所述中心集气管的外部，各所述换热管的上下两端分别与所述上部环形管箱和所述下部环形管箱连接，多个所述换热管均设置于所述外分布器与所述中心集气管之间，多个所述换热管沿所述外分布器的径向非均匀分布且沿所述外分布器的周向均匀分布，所述换热管为弯管，多个所述换热管之间填充有催化剂，所述炉体底部填充有支撑材料，所述支撑材料用于支撑所述催化剂。2.根据权利要求1所述的环箱式水移热控温反应器，其特征在于，还包括气体分布器，所述气体分布器固定于所述炉体中的顶...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾松柏，肖杰飞，郭栋，何智灵，高辉，古黎明，梅丽伟，袁洪娟，
申请(专利权)人：山东三维化学集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：