一种新型径向流合成氨反应器制造技术

本发明专利技术涉及一种新型径向流合成氨反应器，包括壳体，该壳体包括圆筒状的筒体，其上下两端分别设有与其相连的上封头和下封头；该筒体内设有至少三层催化剂层；该催化剂层为圆柱体形，其直径与所述壳体相当，沿所述壳体轴向平行设置；每个所述催化剂层的上

【技术实现步骤摘要】
一种新型径向流合成氨反应器


[0001]本专利技术涉及一种化工设备，尤其是一种合成氨反应器，具体的说是一种新型径向流合成氨反应器
。

技术介绍

[0002]在很多化工生产领域中，氨是不可缺少的原料，以氨合成为中心的合成氨工业在国民经济中具有举足轻重的地位
。
合成氨作为化学工业的支柱产业，具有产量大
、
能耗高等特点，其工作原理是将氨合成反应器处于高压和高温条件下，使氮气和氢气在催化剂作用下发生反应生成氨
。
[0003]氨合成反应器在工艺上须满足下述要求：首先氨合成反应尽可能在接近最适宜温度下进行，以获得大生产能力和高氨合成收率；其次降低氨合成反应器的压力降，以减少循环气体的动力消耗；最后在结构上要求合成氨反应器应简单可靠，并满足高温和高压的要求
。
[0004]目前，市场上所应用的径向流合成氨反应器大都是在壳体内设置催化剂层，使反应气体进入壳体后，从催化剂层的外侧进入催化剂层，再从催化剂层的中心处流出，实现与催化剂的反应
。
此类反应器的结构导致反应气体在催化剂层的停留时间较短，无法实现反应气体与催化剂的充分反应，影响了反应器反应效率
。
[0005]因此，需要加以改进，以便更好的满足生产需求
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种新型径向流合成氨反应器，可以有效提升反应工质与催化剂接触的均匀性，并可延长反应工质与催化剂接触和反应的时间，为提高反应效率创造了有利条件
。
[0007]本专利技术的技术方案是：一种新型径向流合成氨反应器，包括壳体，所述壳体为竖置，包括筒体；该筒体为两端开敞的圆筒状，其上
、
下两端分别设有与其相连的上封头和下封头；所述筒体内设有至少三层催化剂层；该催化剂层为圆柱体形，其直径与所述筒体相当，沿所述壳体轴向平行设置；每个所述催化剂层的上
、
下端面处分别设有隔板；该隔板为圆板状，其边缘与所述筒体内壁相连，使催化剂被封闭在所述隔板之间；相邻所述催化剂层之间设有隔空的绝热层；所述壳体侧壁上设有反应气体进口和反应气体出口；所述反应气体进口与处于最上层的所述催化剂层的上端处相连通；所述反应气体出口与位于最下层的所述催化剂层的下端处相连通；相邻的所述催化剂层之间设有连接管，使所述催化剂层之间相互连通；所述催化剂层内设有至少一块扰流板；该扰流板为扇形平板，横向设置于所述催
化剂层的中部，其直径与所述催化剂层相当；所述连接管与相邻的所述扰流板的直边互为异向；还包括多根换热管；该换热管为两端开敞的细直管，竖向均匀设置于所述筒体内，并贯穿所述催化剂层和扰流板后与所述上
、
下封头相贯通；所述上
、
下封头上分别设有换热气体进口和换热气体出口
。
[0008]进一步的，所述上封头和下封头的形状相同，均为半球壳状；所述换热气体进口和换热气体出口为居中设置
。
[0009]进一步的，所述催化剂层包括由上而下设置的第一催化剂层
、
第二催化剂和第三催化剂层；所述第一催化剂层的高度为催化剂总填充高度的
10%~20%
；所述第二催化剂层的高度为催化剂总填充高度的
20%~40%
；所述第三催化剂层占催化剂总填充高度的
40%~70%。
[0010]进一步的，所述绝热层的高度相同
。
[0011]进一步的，所述扰流板的直边对应的圆心角为
40
°
~90
°
；所述连接管与所述扰流板直边的中心线相对应
。
[0012]进一步的，所述催化剂层内的各所述扰流板为等距设置，且各相邻所述扰流板互为异向
。
[0013]进一步的，所述连接管贴近所述筒体的内壁
。
[0014]进一步的，所述连接管的端口设有丝网状的挡板
。
[0015]进一步的，所述换热管的内径为
10mm~40mm
；相邻所述换热管之间的间距为
50mm~200mm。
[0016]进一步的，还包括分布板；该分布板为圆板状，其上设有多个分布孔；该分布孔为贯通的小孔，均匀分布；所述分布板设置于所述上封头内，并正对所述换热气体进口
。
[0017]本专利技术的有益效果：本专利技术设计合理，结构简单，使用方便，通过设置扰流板，使反应工质与催化剂的接触更加均匀，并可延长反应工质在催化剂层中停留的时间，使其与催化剂的反应更加充分
。
同时，通过精确设计催化剂层
、
绝热层高度和换热管间距等方式，有效提升反应器内部温度分布的均匀性，为提高反应效率创造有利条件
。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的结构示意图
。
[0019]图2是图1的
AA
剖视图
。
[0020]图3是图1的
BB
剖面图
。
[0021]图4是本专利技术的扰流板的结构示意图其中，1‑
上封头，2‑
反应气体进口，3‑
第一催化剂层，4‑
绝热层，5‑
第二催化剂层，6‑
连接管，7‑
第三催化剂层，8‑
筒体，9‑
下封头，
10
‑
换热气体出口，
11
‑
隔板，
12
‑
反应气体出口，
13
‑
换热管，
14
‑
扰流板，
15
‑
连接杆，
16
‑
分布板，
17
‑
换热气体进口，
18
‑
分布孔，
19
‑
安装孔
。
实施方式
[0022]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明
。
[0023]如图1至4所示
。
[0024]一种新型径向流合成氨反应器，包括壳体
。
该壳体为竖置
。
[0025]所述壳体包括筒体
8。
该筒体8为两端开敞的圆柱形筒状，其上
、
下两端分别设有与其相连的上封头1和下封头9；所述上封头1和下封头9的形状相同，均匀为半球壳状，其上分别设有换热气体进口
17
和换热气体出口
10。
且，所述换热气体进口
17
和换热气体出口
10
均为居中设置
。
[0026]所述筒体8内沿其轴线设有三层催化剂层，自上而下分别为：第一催化剂层
3、
第二催化剂层5和第三催化剂层
7。
该催化剂层为圆柱体形，其直径与所述筒体8相当，相互平行设置<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种新型径向流合成氨反应器，包括壳体，其特征是，所述壳体为竖置，包括筒体；该筒体为两端开敞的圆筒状，其上
、
下两端分别设有与其相连的上封头和下封头；所述筒体内设有至少三层催化剂层；该催化剂层为圆柱体形，其直径与所述筒体相当，沿所述壳体轴向平行设置；每个所述催化剂层的上
、
下端面处分别设有隔板；该隔板为圆板状，其边缘与所述筒体内壁相连，使催化剂被封闭在所述隔板之间；相邻所述催化剂层之间设有隔空的绝热层；所述壳体侧壁上设有反应气体进口和反应气体出口；所述反应气体进口与处于最上层的所述催化剂层的上端处相连通；所述反应气体出口与位于最下层的所述催化剂层的下端处相连通；相邻的所述催化剂层之间设有连接管，使所述催化剂层之间相互连通；所述催化剂层内设有至少一块扰流板；该扰流板为扇形平板，横向设置于所述催化剂层的中部，其直径与所述催化剂层相当；所述连接管与相邻的所述扰流板的直边互为异向；还包括多根换热管；该换热管为两端开敞的细直管，竖向均匀设置于所述筒体内，并贯穿所述催化剂层和扰流板后与所述上
、
下封头相贯通；所述上
、
下封头上分别设有换热气体进口和换热气体出口
。2.
根据权利要求1所述的新型径向流合成氨反应器，其特征是，所述上封头和下封头的形状相同，均为半球壳状；所述换热气体进口和换热气体出口为居中设置
。3.
根据权利要求1所述的新型径向流合成氨反应器，其特征是，所述催化剂层包括由上而下设置的第一催化剂层
、
第二催化剂和第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁慕康，张栋玮，潘月松，李召华，
申请(专利权)人：南京凯普索工程有限公司，
类型：发明
国别省市：