【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种化工装置，尤其是一种合成氨反应器，具体的说是一种热管式合成氨反应器。
技术介绍
1、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。
2、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。
3、目前，市场上应用较为广泛的合成氨反应器大都是竖置的筒体状，其内部通常都设置有多个横置的催化剂层。反应气体从上向下流经不同的催化剂层，使不同浓度的反应气体在合适的催化剂层温度条件下发生反应。
4、为使催化剂层在合适温度条件下运行，需要对催化剂层布置换热结构。目前，主要是在催化剂层中设置多个换热管的方式，通过在该换热管内通入换热气体而与催化剂层进行换热而降低其温度。但是，此种换热结构存在冷管效应，使反应器效率降低。而且，还容易造成催化剂层温度的分布不均匀，以及催化剂层温度控制不精确等问题，导致反应气体在催化剂层中的反应效率较低。
5、因此，需要进行改进，以便更好的满足生产的需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种热管式合成氨反
2、本专利技术的技术方案是：
3、一种热管式合成氨反应器，包括筒体和热管，所述筒体为横置，其纵截面为椭圆形，其内部设有隔板；该隔板沿所述筒体的轴向设置，将所述筒体的内部分隔成相互隔离的换热腔和反应腔；所述换热腔位于所述反应腔的上方；
4、所述换热腔和反应腔的两端分别设有封头，使所述换热腔和反应腔分别形成封闭的腔体；所述封头上分别设有反应气体进口、反应气体出口、换热气体进口和换热气体出口；
5、所述反应腔内设有多个催化剂层；该催化剂层相互间隔的竖向设置；
6、所述热管为多根，竖向密封的穿设在所述隔板上，其下部置于所述催化剂层中，其上、下端分别抵靠在所述筒体的顶面和底面上；该热管的容积相同，并均匀分布。
7、进一步的，所述隔板的纵截面为开口向下的圆弧形。
8、进一步的，所述封头为半球壳形；所述反应气体进口和反应气体出口分别位于所述反应腔的左端和右端；所述换热气体进口和换热气体出口分别位于所述换热腔的右端和左端。
9、进一步的，所述催化剂层包括从左向右依序排列的第一催化剂层、第二催化剂层和第三催化剂层；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%；所述第三催化剂层的高度为催化剂总填充高度的40-70%。
10、进一步的，还包括分布板；该分布板为圆板状，其上设有多个均匀分布的分布孔；该分布板分别设于所述反应腔左端的封头内和所述换热腔右端的封头内。
11、进一步的，所述分布板的开孔面积与不开孔面积之比为1：1-1：3。
12、进一步的，所述反应气体进口和换热气体进口分别居中设置于所述封头上；所述分布板正对所述反应气体进口或换热气体进口。
13、进一步的，所述分布板通过连接杆与所述封头内壁相连。
14、进一步的，所述热管为交错设置；相邻的所述热管之间的距离为50-200mm。
15、本专利技术的有益效果：
16、1.通过将反应气体与换热气体的分离，极大的简化了反应器结构。
17、2.利用热管极高的导热性能，提高了反应器内各催化剂层温度的均匀性以及温度控制的精确性。
18、3.通过热管的交错布置方式，增加了反应气体的扰动程度，强化了反应气体与热管间的换热，以及反应气体与催化剂层间的化学反应。
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1.一种热管式合成氨反应器，包括筒体和热管，其特征是，所述筒体为横置，其纵截面为椭圆形，其内部设有隔板；该隔板沿所述筒体的轴向设置，将所述筒体的内部分隔成相互隔离的换热腔和反应腔；所述换热腔位于所述反应腔的上方；
2.根据权利要求1所述的热管式合成氨反应器，其特征是，所述隔板的纵截面为开口向下的圆弧形。
3.根据权利要求1所述的热管式合成氨反应器，其特征是，所述封头为半球壳形；所述反应气体进口和反应气体出口分别位于所述反应腔的左端和右端；所述换热气体进口和换热气体出口分别位于所述换热腔的右端和左端。
4.根据权利要求1所述的热管式合成氨反应器，其特征是，所述催化剂层包括从左向右依序排列的第一催化剂层、第二催化剂层和第三催化剂层；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%；所述第三催化剂层的高度为催化剂总填充高度的40-70%。
5.根据权利要求1所述的热管式合成氨反应器，其特征是，还包括分布板；该分布板为圆板状，其上设有多个均匀分布的分布孔；该分布板分别设于所述反应
6.根据权利要求5所述的热管式合成氨反应器，其特征是，所述分布板的开孔面积与不开孔面积之比为1：1-1：3。
7.根据权利要求5所述的热管式合成氨反应器，其特征是，所述反应气体进口和换热气体进口分别居中设置于所述封头上；所述分布板正对所述反应气体进口或换热气体进口。
8.根据权利要求5所述的热管式合成氨反应器，其特征是，所述分布板通过连接杆与所述封头内壁相连。
9.根据权利要求1所述的热管式合成氨反应器，其特征是，所述热管为交错设置；相邻的所述热管之间的距离为50-200mm。
...【技术特征摘要】
1.一种热管式合成氨反应器，包括筒体和热管，其特征是，所述筒体为横置，其纵截面为椭圆形，其内部设有隔板；该隔板沿所述筒体的轴向设置，将所述筒体的内部分隔成相互隔离的换热腔和反应腔；所述换热腔位于所述反应腔的上方；
2.根据权利要求1所述的热管式合成氨反应器，其特征是，所述隔板的纵截面为开口向下的圆弧形。
3.根据权利要求1所述的热管式合成氨反应器，其特征是，所述封头为半球壳形；所述反应气体进口和反应气体出口分别位于所述反应腔的左端和右端；所述换热气体进口和换热气体出口分别位于所述换热腔的右端和左端。
4.根据权利要求1所述的热管式合成氨反应器，其特征是，所述催化剂层包括从左向右依序排列的第一催化剂层、第二催化剂层和第三催化剂层；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%；...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁慕康，张栋玮，张玉轩，刘祖光，谢银，
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：
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