轴径向变换反应器制造技术

本实用新型专利技术涉及化工设备技术领域，具体为一种轴径向变换反应器，包括由外到内依次设置的承压壳体、气体分布器和中心集气筒，承压壳体上开设进气口和出气口，承压壳体与气体分布器的间隙形成原料气进口通道；气体分布器和中心集气筒之间形成变换反应环隙，变换反应环隙内从上至下设置有催化剂床层；中心集气筒的一端设置与出气口连通的变换气出口通道，中心集气筒顶部沿周向设置向下延伸的封板。本实用新型专利技术在中心集气筒的顶部设置封板，封板将中心集气筒顶部周侧封闭，在反应器催化剂使用周期内，即使催化剂产生下沉，也不会因催化剂高度下降导致反应炉内出现气流短路现象，保证变换反应的有效进行。反应的有效进行。反应的有效进行。

【技术实现步骤摘要】
轴径向变换反应器


[0001]本技术涉及化工设备
，具体为一种轴径向变换反应器。

技术介绍

[0002]大型变换反应器是变换单元核心设备，该设备性能将直接影响到一氧化碳变换率、能耗、投资以及装置的长期稳定运行。目前，变换反应器主要采用下列3种结构形式:轴向变换反应器、轴径向变换反应器和列管等温变换反应器。煤制甲醇主要通过水煤浆加压气化、一氧化碳变换、低温甲醇洗、酸性气体脱除、甲醇合成等工艺过程生产甲醇，变换单元一般采用国内一氧化碳变换工艺，通过变换反应将合成气中的氢碳比调至适宜，多采用轴径向变换反应器调节变换气中氢碳比，一氧化碳变换反应机理如下：
[0003]变换反应:CO+H2O＝CO2+H2[0004]副反应:CO+3H2＝CH4+H2O(甲烷化反应)；CO+H2＝C+H2O(析碳反应)
[0005]在轴径向变换反应器中，壳体内部设置开孔的气体分布器和中心集气筒，中间装填催化剂，由于所用催化剂对反应具有良好的选择性，从而抑制了上述副反应的发生，把CO变为易于脱除的CO2，制得与反应物CO相等摩尔的H2，原料气沿径向从气体分布器进入催化剂床层，反应后变换气进入中心集气筒汇集，离开变换反应器。
[0006]但变换反应器催化剂运行期间会出现下沉，催化剂下沉后，进入变换反应器部分水煤气会出现短路现象，短路的水煤气无法进行变换反应，导致变换反应器出口CO偏高。为了保证合成工段氢碳比的需求，需要降低变换工段配气量，保证更多的水煤气进入变换反应器反应，如此操作依然存在以下弊端：
[0007](1)很大程度限制了装置的负荷；
[0008](2)检修期间需补充催化剂，检修工作量大。

技术实现思路

[0009]本技术的目的在于提供，以解决上述
技术介绍
中提出的催化剂床层下沉导致的水煤气出现短路而无法有效进行变换反应的问题。
[0010]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0011]一种轴径向变换反应器，包括由外到内依次设置的承压壳体、气体分布器和中心集气筒，所述承压壳体上开设进气口和出气口，所述承压壳体与气体分布器的间隙形成原料气进口通道；
[0012]所述气体分布器和中心集气筒之间形成变换反应环隙，所述变换反应环隙内从上至下设置有催化剂床层；
[0013]所述中心集气筒的一端设置与出气口连通的变换气出口通道，所述中心集气筒顶部沿周向设置向下延伸的封板；
[0014]所述进气口、原料气进口通道、变换反应环隙、中心集气筒、变换气出口通道和出气口依次连通。
[0015]进一步地，所述封板设置在中心集气筒的顶部，所述封板沿周向将中心集气筒的顶部密封。
[0016]进一步地，所述封板套设在中心集气筒的顶部。
[0017]进一步地，所述封板的高度为中心集气筒高度的3％
‑
6％。
[0018]进一步地，所述封板的高度为50
‑
70cm。
[0019]进一步地，所述封板与中心集气筒焊接。
[0020]进一步地，所述承压壳体的侧部设置人孔。
[0021]与现有技术相比，本技术的有益效果是：通过在中心集气筒的顶部沿周向设置向下延伸的封板，封板将中心集气筒顶部周侧的一定高度封闭，在反应器催化剂使用周期内，即使催化剂产生下沉，也不会导致反应炉内气流出现短路现象，保证了变换反应器CO的转换率，保证了变换反应器的反应负荷，避免频繁检修补充催化剂，可以有效延长装置的运行周期。
附图说明
[0022]图1为现有变换反应器运行原理示意图；
[0023]图2为现有变换反应器催化剂床层下沉后运行原理示意图；
[0024]图3为本技术实施例1结构示意图；
[0025]图4为本技术实施例2结构示意图；
[0026]图5为本技术实施例3结构示意图；
[0027]图6为本技术实施例4结构示意图；
[0028]图中：1、承压壳体；2、中心集气筒；3、气体分布器；4、变换反应环隙；5、催化剂床层；6、封板；7、原料气进口通道；8、盖板；9、变换气出口通道。
具体实施方式
[0029]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。
[0030]如图1所示，现有变换反应器在正常运行时，水煤气原料气从原料气进口通道7底端进入轴径向变换反应器，经气体分布器3上的气孔至催化剂床层5处发生交换反应，后从中心集气筒2底端经变换气出口通道9排出，变换反应器内催化剂运行期间会出现下沉，催化剂下沉后，如图2所示，进入变换反应器部分水煤气会直接通过催化剂下沉后的空间，从中心集气筒2底端经变换气出口通道9排出，出现短路现象，短路的水煤气无法进行变换反应，导致变换反应器出口CO偏高。因此，为解决上述问题，本技术提供以下实施方式：
[0031]实施例1：请参阅图3，本技术提供的第一种轴径向变换反应器：水煤气的走气形式为下进下出，包括由外到内依次设置的承压壳体1、气体分布器3和中心集气筒2，承压壳体1套设在气体分布器3外部，气体分布器3套设在中心集气筒2外部，承压壳体1的底端上开设进气口和出气口，承压壳体1的侧部设置人孔，人孔的设置便于对反应器内部进行检修；中心集气筒2为圆环形，中心集气筒2顶部设置向下延伸的封板6，封板6也为圆环形，封板6的直径大于中心集气筒2的直径，封板6套设在中心集气筒2的顶部周侧，实际中封板6也可以设置在中心集气筒2顶部的内侧，封板6沿周向将中心集气筒2的顶部一定高度密封，封
板的高度一般为中心集气筒高度的3％
‑
6％，本实施例根据实际中使用的中心集气筒及反应器整体高度，封板高度设置为50
‑
70cm，封板6与中心集气筒2材质相同，封板6与中心集气筒2之间点焊连接；气体分布器3能够使气体在反应器内均匀分布，并使反应后的变换气进入中心集气筒2，承压壳体1与气体分布器3的间隙形成原料气进口通道7，气体分布器3和中心集气筒2之间形成变换反应环隙4，变换反应环隙4内设置有催化剂床层5，催化剂床层5上设置催化剂，承压壳体1、中心集气筒2和气体分布器3的顶端均被盖板8封闭，即变换反应环隙4的顶端被封闭，中心集气筒2的顶端被封闭，原料气进口通道7的顶端被封闭；承压壳体1底端开设变换气出口通道9，变换气出口通道9与中心集气筒2的底端连通；本实施例中原料气从承压壳体1底端的进气口经原料气进口通道7进入轴径向变换反应器，在变换反应环隙4的催化剂床层5处反应产生变换气，变换气从气体分布器3进入中心集气筒2，之后从中心集气筒2经由变换气出口通道9排出至承压壳体1底端的出气口。
[0032]本实施例中变换反应器通过在中心集气筒的顶部沿周向设置向下延伸的封板，封板将中心集气筒顶部周侧的一定高度封闭，在反应器内催化剂使用周期内，即使催化剂产生下沉，也不会导致反应炉内气流出现短路现象，保证了变换反应器CO的转换率，保证了变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轴径向变换反应器，其特征在于：包括由外到内依次设置的承压壳体(1)、气体分布器(3)和中心集气筒(2)，所述承压壳体(1)上开设进气口和出气口，所述承压壳体(1)与气体分布器(3)的间隙形成原料气进口通道(7)；所述气体分布器(3)和中心集气筒(2)之间形成变换反应环隙(4)，所述变换反应环隙(4)内从上至下设置有催化剂床层(5)；所述中心集气筒(2)的一端设置与出气口连通的变换气出口通道(9)，所述中心集气筒(2)顶部沿周向设置向下延伸的封板(6)；所述进气口、原料气进口通道(7)、变换反应环隙(4)、中心集气筒(2)、变换气出口通道(9)和出气口依次连通。2.根据权利要求1所述的轴径向变换反应器，其特征在于：所述封板...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕斌，尤涛，阴志慧，宋愉，
申请(专利权)人：兖州煤业榆林能化有限公司，
类型：新型
国别省市：