用于氨反应器的开工加热炉制造技术

一种用于氨反应器（１）的内部开工加热炉（１０），所述开工加热炉（１０）包括纵向加热构件（１６）和用于所述加热构件（１６）的支撑结构，该结构包括具有接触所述加热构件（１６）的平行支撑梁（２２Ａ－２２Ｄ）的板（２０Ａ－２０Ｄ），其中，所述板被布置成由至少第一和第二板形成的板组，所述第一板和第二板具有被不同地布置的支撑梁。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于产生氨的反应器的领域。具体地说，本专利技术涉及一种用在氨反 应器中的内部开工加热器，该加热器具有细长的电子加热构件。
技术介绍
根据已知技术，氨的合成是在催化反应器或转化器中进行的，在催化反应器或 转化器中气态氢(H2)和氮(N2)在高温高压下反应，通常压力会达到130巴或更高而温度 则为500°C左右。已经熟知多种不同类型的氨反应器；例如常见布置为包括三个径向流 催化床的圆柱形容器，这些催化床具有中间淬火热交换器。在反应器启动期间，需要将进入反应器的气体反应剂预热到450-480°C左右，以 启动化学反应。为了达到这一目的，现有技术包括提供合适的开工加热炉，该开工加热 炉可以被实现为外部加热炉或者为置于反应器自身内的内部电子加热炉。内部开工加热炉是基本上圆柱形的设备，该设备可通过容器的高压盖的合适的 孔同轴插入反应器；且基本上由安装法兰构成，具有必要的电子连接器和多个纵向加热 构件。在已知实施方式中，所述加热构件由沿着电加热炉纵向上下延伸的非绝缘金属 带制成且由陶瓷绝缘元件支撑。在另一已知实施方式中，加热构件由通常被弯曲成U型 的铠装金属棒形成。所述金属棒通常是绝缘的，但在一些情况下也使用非绝缘棒。在操作中，气体反应剂在进入催化反应区(如第一催化床)前，纵向流过预热器 且在加热构件之间流动。在大型反应器中，内部开工加热炉可长达数米，且需要用于加热构件的合适的 间隔和支撑装置。在已知技术中，通常使用金属网或连接棒联结的陶瓷支撑结构来将加 热构件保持就位。所述金属网或陶瓷支撑结构基本上由具有限定正方形栅格的交叉梁的 圆环构成，为各加热构件间保留了固定的空隙。所述内部开工加热炉已经显现一些缺陷，尤其是在可靠性和使用寿命方面。已 经观察到，尤其在追求高生产率而需高速气流的现代装置中内部开工加热炉的不足。由于加热构件和间隔与支撑网的元件之间存在着相对较大的空隙，因此加热构 件可相对自由地在任何径向方向上移动，即在垂直于纵向的平面中移动，且因此该加热 构件对气流导致的振动、相关机械应力以及由相对运动引起的磨损高度敏感。机械应力可能导致加热构件的永久变形或机械损坏。加热构件的变形导致其 自身损坏；加热构件之间的接触也可能会损坏加热构件的表面；非绝缘加热构件之间的 接触可能也会引起短路；加热构件的任何损坏可能引起局部过热，例如由于局部截面减 小，进而导致加热构件自身熔化和毁损。在某些相关加热构件变形的情况下，将开工加热炉从容器中取出进行保养或更 换可能变得很困难。也应注意，很多情况下，开工加热炉的损坏很难立即被检测到，例 如因为反应器长时期持续运转，尽管未使用开工加热炉。损坏经常在特定时期后被检4测到，而此时加热元件被不可修复地损坏。开工加热炉的失效可迫使氨反应器停用时间延长，进而导致在产量损失方面的 相关成本。也应注意，内部开工加热炉是关键部件，由于加热炉占据了提供给催化床和化 学反应的部分有效容积，因此，整体直径必须尽量小。基于同样原因，加热构件相对较 长且互相贴近，因此也是在需要小直径与保持用于加热构件之间的气流的充足横截面的 需要之间折中的方案。通常情况下，不可能为了更好地抵抗气流导致的振动而设计一个 更大和/或更短的内部开工加热炉。改进现有氨反应器也存在类似的限制。内部开工加热炉的最大尺寸是由容器盖 中的的有效安装通道确定的尽管改进过的反应器有更高的生产率，但通常不可能或者 不期望安装更大的预热装置，因为这种改进可能涉及用昂贵的替代品来更换整个的高压 盖。另一方面，改进可能需要增加气体反应剂的流速，以增加产量，但这将使开工加热 炉面临因气流导致的振动引起更高损坏的风险。因此，强烈需要设计一种可以克服上述缺陷的开工加热炉，尤其需要避免类似 开工加热炉的附加设备故障而影响氨反应器和整个工厂的操作性和可靠性。然而，尽管 存在这样的需求，当前的现有技术并没有对以上问题提供有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于氨反应器的内部开工加热炉，该加热炉更适用 于抵抗气流导致的应力，特别地对气流导致的振动低敏感。该目的通过一种氨反应器的内部开工加热炉实现，所述加热炉包括多个细长电 子加热构件，所述加热构件沿所述加热炉的纵向轴线延伸，其特征在于-开工加热炉包括多个用于加热构件的支撑板，每一支撑板包括外部框架和平行 布置的支撑梁，相对端被固定至外部框架，支撑梁被置于垂直所述纵向轴线的平面中且 在加热构件之间的通道中，与所述加热构件相接触，以及-所述支撑板被布置在具有至少第一和第二板的至少一个板组中，与第二板的支 撑梁相比第一板具有以不同的布置方式布置的支撑梁。形成板组的支撑板的不同地布置的支撑梁提供用于加热构件的协同径向支撑。 根据本专利技术的一方面，所选定的板的支撑梁可以用作加热构件在开工加热炉的选定的径 向的阻止装置，使得由于协同径向支撑，支撑板板组可以防止加热构件在垂直纵向轴线 的任何方向发生移位或振动。在本专利技术实施例中，加热炉配备有包括垂直和/或错开的支撑梁的板组，以支 撑加热构件，使其不在垂直于加热炉的纵轴线上的任何径向上移位。更具体地，根据本专利技术另一方面，预热装置包括至少一组支撑板，所述组包括 至少第一板和至少第二板，所述至少第一板具有被布置在垂直于加热炉的纵向轴线的所 述平面中在第一方向上的平行的支撑梁，所述至少第二板具有被布置在垂直于所述第一 方向的第二方向上的平行的支撑梁。根据本专利技术另一方面，预热装置包括至少一组支撑板，所述组包括至少第一板和 至少第二板，所述至少第一板具有被布置在第一方向上的平行的支撑梁，所述至少第二板具有被布置同一方向上的平行的支撑梁，这些支撑梁相对于所述第一板的支撑梁错开。在优选实施例中，所述板均有平行且等间隔的支撑梁。根据本专利技术另一优选方面，至少一些支撑板组包括具有不同地布置的支撑梁的 板，支撑梁在由细长加热构件形成的行和/或列之间的通道中交替布置地延伸，使得支 撑板组在所述通道的每个中提供至少一个支撑梁。该布置提供与加热构件的合适的接 触，使得加热构件在任何垂直于加热炉的纵向轴线的径向方向上不位移和振动。根据本专利技术的所述方面且在优选实施例中，加热炉包括至少一个四板的组，该 四板的组按顺序包括第一板，具有平行且等间隔的支撑梁，所述支撑梁在加热构件之间的交替通道 中延伸。第二板，具有在加热构件之间的交替通道中延伸的支撑梁，且第二板的支撑梁 垂直于第一板的支撑梁。第三板，具有相对于所述第一板的支撑梁平行的且错开布置的支撑梁，使得所 述第三板的支撑梁相对于第一板的支撑梁在平行且交替的通道中延伸。 第四板，具有相对于所述第二板的支撑梁平行的且错开布置的支撑梁，使得所 述第四板的支撑梁相对于第二板的支撑梁在平行的且交替的通道中延伸。更加优选地，开工加热炉的加热构件被布置成正方形排列，且支撑梁穿过加热 构件之间的对角通道。然而在等效实施例中，支撑梁穿过加热构件之间的正交通道。在优选的实施例中，支撑板外部框架为大致垂直于细长加热构件的方向的环。 支撑梁例如可以被实现为金属管，金属管在端部处被焊接至所述外部环状框架。如技术 人员所清楚的，类似于垂直和平行的术语是相对于建造的正常公差而言。所述加热构件可以被实现为电阻器。在本专利技术优选实施例中，所述加热构件的 每个基本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于氨反应器（１）的内部开工加热炉（１０），所述加热炉（１０）包括沿所述加热炉（１０）的纵向轴线Ｘ－Ｘ延伸的多个细长电子加热构件（１６），其特征在于：所述加热炉（１０）包括用于所述加热构件（１６）的多个支撑板（２０），每个支撑板包括外部框架（２１）和平行布置的支撑梁（２２Ａ－２２Ｄ），所述支撑梁的相对的端部固定至所述外部框架，所述支撑梁布置在垂直于所述纵向轴线Ｘ－Ｘ的平面中且位于所述加热构件（１６）之间的通道（Ｌ，Ｍ，Ｎ，Ｐ）中，与所述加热构件接触，所述支撑板（２０）布置成具有至少第一板和第二板的至少一个板组（２０’，２０”），所述第一板（２０Ａ）的所述支撑梁（２２Ａ）与所述第二板（２０Ｂ）的支撑梁（２２Ｂ）的布置不同。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：恩里科里奇，埃尔曼诺菲利皮，麦克塔罗奇，
申请(专利权)人：阿梅尼亚卡萨莱股份有限公司，
类型：发明
国别省市：CH