等温化学反应器中热交换器板片的支承系统技术方案

用于支承等温化学反应器（１）内部的板式热交换器（１０，１００，２００）的系统，包括至少固定在板片（１１）的顶部径向面（１９ｓ）的圆周环结构（４０），所述结构形成为单环或双环。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种等温或伪等温化学反应器技术。更具体地，本专利技术涉及一种等温 化学反应器内部的热交换器板片结构连接系统。
技术介绍
众所周知，等温或伪等温化学反应器设有内部热交换器，适于提供或移除化学反 应器自身内部产生的化学反应热。通常，热交换器插在反应区内部的催化层内，并用于在抵 消反应本身所产生(或吸收)的热的状态下，把反应物的温度保持在一个理想的范围内。在 其它应用中，生产甲醇的工厂常用等温反应器，其合成反应为放热反应。上述反应器可为不同的类型，例如根据反应物相对于反应器的主轴所经过的路 径，可以是轴向、径向或混合流。特别地，径向或轴向/径向流等温反应器通常设置为压力容器，其中，容纳有由两 个穿孔的同轴壁界定的催化盒，该催化盒包含适当的催化剂(催化床)。在上述化学反应器中，已知提供了一种板式热交换器，其中，典型的热交换元件为 盒形的、平坦的平行六面体元件，通常称为“板片”。该板片主要由两个至少沿周长彼此连接 的矩形壁组成，以限定用于加热或冷却流体的通道的内腔。带有板式热交换器的化学反应 器，或更简单地，板式反应器例如可见EP-A-1284813。板式反应器得到了广泛的好评，这是因为其结构简单、即使在已有的反应器中也 能方便安装、与尺寸相比具有较大的热交换表面，因而在许多应用中，其比带有管式交换器 的反应器更优。还已经知道，通过在已有的反应器内部设置新的板式交换器以替代管式交 换器可以实现反应器的改造。板式反应器技术面临的是充分支承位于反应器内的热交换板片，也就是上述盒形 体的问题。板片支承系统必须满足各种需求，包括以适当的方式支承板片的重量；保证长 期可靠，例如由反应物/产品流动所产生的震动，该震动可以损害交换器的物理稳固性；在 维修或更换时，可以移走一个板片或一组板片。此外，由于化学反应器内部的容纳空间，板片支承系统受到结构和运行方面的限 制，因为可用空间是有限的，并且可取性可能很复杂。例如，不能采取庞大的支承，因为这降 低了反应的可用容积和/或降低了催化剂的装载/卸载能力。更重要的是，当介入已经使 用了很长一段时间的已有反应器，不推荐采用焊接操作来提供新的支承，应当使用已有的 支承。通常，尤其在老的反应器中，提供一种圆周支承，该支承由焊接到反应器的柱形壳 的内部边缘上的支架组成，位于催化床的入口壁，同时内部不再提供支承。在其它情况下， 板式交换器位于横向支承梁(例如C形或双C形梁)上，并焊接在反应器内部。应当注意 到，在纵轴反应器中，这些支承位于下端板片附近，因此不能轻易接触到。通常，热交换器包括给定数量的模块元件，即，板片组，每个板片组构成交换器的环形体的一段。尤其当安装到带有部分开口的反应器中，不允许插入整个交换器时，模块结 构具有优越性。在这类情况下，通过逐个插入板片组把交换器安装在反应器内部(或替换 已有的交换器)，这会给交换器恢复机械一体化，以保证安全支承并阻止板片从安装位置移 开所带来问题，尤其当只能获得上述外部圆周支承(支架)时。需要对现有的支承系统进行改进以满足上述不同需求。尤其在交换器内部完成安 装操作时，现有的系统无法满足模块交换器的整体结构的总体恢复需求。
技术实现思路
本专利技术基于如下问题设计并提供了一种板片的机械支承系统，用于上文限定类 型的等温反应器中，能够满足上述需求。通过等温化学反应器内部的板式热交换器的机械支承系统来解决上述问题，所述 交换器具有通常的圆柱环形结构以及径向热交换板片，所述板片具有大致为平行六面体的 盒形体，该平行六面体具有平行于反应器的轴的面以及位于板片本身相对端、相对于反应 器的同一轴为径向的面，所述系统的特征在于，其包括固定于所述板片至少一端的径向面 的圆周环箍结构。根据本专利技术的一个方面，所述圆周环箍结构为单环或双环的形式；所述双环环箍 结构主要包括两个同心环并，还包括位于所述两个环之间的径向连接元件。所述环箍结构设置在板片的一端或两端。在纵轴反应器中，所述环箍结构至少固 定在板片的顶部径向面上，并且还可选择地固定在板片本身相对的底面上。优选地，环箍结 构固定在与所述热交换板片的径向面成为一体的流体收集器或分配器上。根据另一个等同实施方式，热交换板片设置为一个单排，或者也可以，设置为几排 或同心“圈”，每排板片都有各自的环箍结构，每个环箍结构可能具有单环结构或双环结构。 优选地，内部板片进一步与下一个板片连接，外层排通过钩固定在相应环箍结构上。在一个优选实施方式中，热交换板片设置为模块元件，称为板片组，每组由给定数 量的板片组成，并且每组设有一部分(或段)圆周环箍结构，其也是模块化的。更进一步， 环箍结构的模块或段具有可逆连接，以连接板片组并恢复交换器的整个整体结构。优选地，这种可逆连接通过双环环箍结构的径向板片上的孔来实现，以便对邻近 的板片组的环箍段用螺栓连接。可逆连接甚至能够通过在板片的维修和更换期间以简单地 切割和再次焊接的方式实施的焊接操作而获得。本专利技术的一个目的是还提供一种等温或伪等温化学反应器，包括内部板式热交换 器，并设有依据本专利技术的用于所述交换器的机械支承系统。本专利技术基本上具有以下优点所述环箍结构恢复板片之间的机械连续性，从而获得单件热交换器的整体结构， 虽然热交换器由板片组组成，板片组被预先组装并被一次一个地插入反应器的壳中。当反应器是完全开口的反应器时，可以预先组装交换器，以从整个交换器的上方 插入。在这种情况下，本专利技术有利于在车间生产具有整体结构的交换器，然后使其向下进入 开口反应器，减少了现场工作、成本以及安装时间。如果交换器插入反应器时仍是分解的(一次一个板片组)，根据本专利技术的系统可 以有效地恢复板片的机械一体性；工作变得更加容易，尤其通过固定到顶面收集器，接触通常更为容易。通过以下描述，参照优选但非限制性的实施方式，本专利技术进一步的优点将变得明Mo附图说明图1为示意性示出了根据本专利技术的径向流体等温反应器的剖视图，包括板片的双 环环箍结构；图2示出了图1的反应器交换器的一组板片；图3和4分别从俯视图和仰视图角度，示意性示出了位于图1的反应器内部的交 换器；图5示出了另一个实施方式，其中交换器具有两个同心排的板片；图6描绘了交换器的板片之间的啮合系统，该交换器是设有两个同心排的类型；图7示出了又一个实施方式，其中交换器设有三个同心排的板片；图8示出了图7的细节；图9示出了本专利技术的另一个简化的实施方式，其中环箍结构为单个、焊接的环的类型。具体实施例方式参考图1，所示的等温反应器1主要包括圆柱壳2，具有纵轴，所述圆柱壳2具有法 兰20和21，用于反应物的进入和反应产品的排出，所述圆柱壳2包含板式热交换器10。所 述圆柱壳2还设有顶部开口或人孔P。交换器10插入到催化篮3中，主要由外部圆柱壁4、内部圆柱壁5以及底部6组 成。壁4和5被穿孔以允许反应物/反应产品通过缝隙7在壁4与壳2之间径向流动，经 过篮3本身，然后到达与法兰21连接的中心排放管收集器8。催化篮3—般大致为圆柱环形，并包含一定量的适当的催化剂(未显示)。在反应 器1内部的反应区(或环境)与篮3中催化剂所占用的空间一致，在图1中显示为虚线。插入催化篮3中的交换器10包括多个热交换板片11，每个热交换板片11大致由 盒形、平坦体组成，并具有内腔，加热或冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在等温化学反应器（１）内部的板式热交换器（１０、１００、２００）的机械支承系统，所述交换器具有通常的圆柱环形结构以及径向热交换板片（１１），所述板片具有大致为平行六面体的盒形体，该平行六面体具有平行于所述反应器（１）的轴的面（１８）以及位于所述板片本身相对端、相对于所述反应器（１）的同一轴为径向的面（１９ｓ、１９ｉ），所述系统的特征在于，其包括与所述板片（１１）至少一端处的径向面（１９ｓ，１９ｉ）连接的圆周环箍结构（４０）。

【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：恩里科力兹，埃曼诺菲利皮，米克塔罗索，
申请(专利权)人：卡萨尔甲醇公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]