CN203030262U - 一种大型吊篮式密封换热式一段转化炉 - Google Patents
一种大型吊篮式密封换热式一段转化炉 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种大型吊篮式密封换热式一段转化炉，本实用新型公开了一种应用于以天然气为原料的大中型换热式转化工艺的换热式转化一段炉。有承压壳体、浮头、转化管、中心管等，转化炉内件与承压壳体间采用新型的自重型吊篮式密封形式；多中心管设计解决换热式炉猪尾管径向应力膨胀；换热转化管采用独特的套管式设计。很好的解决了高温密封性与转化管膨胀问题，同时解决了换热管换热不均问题。密封结构简单，热效率高，换热均匀，安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种转化炉，具体地说，尤其涉及一种大型换热式一段转化炉。
背景技术
目前国内外以天然气为原料的合成氨装置中的一段炉基本采用的箱式转化炉具有辐射段和对流段及引风系统组成。整个炉的结构复杂而庞大，钢才耗量多，占地面积大，投资高；反应热量由数量众多的外部烧嘴燃烧供热，热效率低，有大量的废气排放大气；吨氨耗能高。中国成达公司开发的换热转化工艺在国内共有将近15套装置，但基本上都是应用在4-8万吨左右的小合成氨装置，现有的小型换热式转化一段炉在大型化装置上无法应用；在20万吨以上大中型合成氨装置上采用该工艺的还没有，主要是无法解决大型化换热式炉装置所带来的装置密封、换热管猪尾管轴、径向应力及气体均匀换热等问题，都是制约换热式转化炉及换热式转化工艺大型化的主要因数。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种气密性好、质量可靠的大型吊篮式密封换热式。
为达到上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：一种大型吊篮式密封换热式一段转化炉，包括承压外壳(1)、吊篮(3)、中心管(4)、转化管(5)和套管(6)，其中所述承压外壳(1)上部设置有天然气进口(a)和一段转化气出口(b)，所述吊篮(3)位于承压外壳(1)上部将承压外壳(1)分隔为两个腔室，所述中心管(4)、转化管(5)竖向设置在承压外壳(1)内，且固定在吊篮(3)上，所述中心管(4)上端穿过吊篮(3)与一段转化气出口(b)连通，所述转化管(5)穿过吊篮(3)与吊篮(3)上部的腔室连通，所述承压外壳(1)下部设置有二段转化气入口(d)，该承压外壳(1)内位于吊篮(3)下方设置有隔板(10)，所述吊篮(3)与隔板(10)侧壁开有二段转化气出口(c)，其关键在于：所述吊篮(3)外围密封面与承压外壳(1)上相对应的承重面之间设置有耐高温的密封垫(9)，所述转化管(5)外套有套管(6)，该套管(6)下端与加热气体入口(d)连通，所述套管(6)上端穿过隔板(10)与二段转化气出口(c)所在腔室连通。换热式转化炉内件自重(100多吨)，炉采取吊篮式自重密封独特结构，只需在内件密封面与承压外壳间加入一个耐高温的密封垫就可以解决换热式转化炉内部的气体密封问题。相较国内小型换热式转化炉多采用螺栓加垫子或焊接密封，随着生产时间的加长及生产负荷的调整，会出现螺栓松动或焊缝断裂等情况造成转化炉内漏，结构简单、维修成本低。
同时换热式转化炉内件换热管采用套管式换热。传统的换热式转化炉多采用折流板的形式进行换热，由于每层折流板间温差大，经常会形成换热管换热不均匀，使得换热管在每层折流板间的膨胀程度不一样，经常造成猪尾管断裂。本实用新型取消了传统的折流板设计，在每根换热管(5)外套用一个套管(6)，高温的二段转化气直接进入套管(6)与换热管(5)内气体换热，减少了热量的流失，每根换热管在套管内的温降程度相同，轴向膨胀均匀，同时套管又进一步减小了换热管的径向位移。
上述吊篮(3)呈圆形，该吊篮(3)上设置有不少于24根中心管(4)。本实用新型采用多中心管(4)设计；在传统的方箱式换热炉及小型换热式转化炉多采用单中心管设计，经常会出现猪尾管断裂的情况，主要是由于在换热转化管升温或温度急剧改变过程中换热转化管不光有上下膨胀的轴向变形，还具有左右移动的径向位移，使得猪尾管不能及时的伸缩，多造成转化管接头与猪尾管连接焊缝断裂。本实用新型的换热式炉共有204根转化管(5)，采用传统的单中心管设计显然不能达到需求，采用24根中心管(4)，中心管(4)与下方的浮头(8)连接；在中心管周边均匀分布了6根换热管(5)，换热管下方用猪尾管(7)与浮头(8)；由于采用了多中心管连接浮头，使得下方的浮头轴、径向变形达到最小，这样就大大缩短了猪尾管的长度，减小了猪尾管的因为换热管径向位移造成猪尾管断裂的可能性。
本实用新型的有益效果是：克服了大型化换热式炉装置所带来的装置密封、换热管猪尾管轴、径向应力及气体换热不均匀等问题，提高了气密性及整个设备运行的可靠性。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1中A处放大图；
图3为中心管和转化管在吊篮上的分布图；
图4为图1中B处放大图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
如图1、图2、图3和图4所示：一种大型吊篮式密封换热式一段转化炉，由承压外壳1、吊篮3、中心管4、转化管5、套管管6、猪尾管7和浮头8等组成，其中所述承压外壳1上部设置有天然气进口a和一段转化气出口b，所述吊篮3位于承压外壳1上部将承压外壳1分隔为两个腔室，所述中心管4、转化管5竖向设置在承压外壳1内，且固定在吊篮3上，所述中心管4上端穿过吊篮3与一段转化气出口b连通，所述转化管5穿过吊篮3与吊篮3上部的腔室连通，所述承压外壳1下部设置有二段转化入口d，转化管5下端连接有猪尾管7，所述中心管4和猪尾管7都深入到浮头8内。该承压外壳1内位于吊篮3下方设置有隔板10，所述吊篮3与隔板10侧壁开有二段转化气出口c，所述吊篮3外围密封面与承压外壳1上相对应的承重面之间设置有耐高温的密封垫9，所述转化管5外套有套管6，该套管6下端与二段转化气入口d连通，所述套管6上端穿过隔板10与二段转化气出口c所在腔室连通。上述吊篮3呈圆形，该吊篮3上设置有不少于24根中心管4。
具有一定压力的天然气原料气经脱硫后在加热炉内预热到480-500℃，由承压外壳1上的天然气进口a进入管箱2，均匀地分配到转化管5中装满催化剂的每根转化管中，吸收管外高温气得热量，在催化剂的作用下，使天然气进行转化反应。反应后的一段转化气汇聚在浮头8内，在经过中心管7通过一段转化气出口b流出一段炉进入二段炉，通过二段炉的富氧燃烧提供热量进一步对甲烷进行转化反应，使二段炉转化气达到指标。二段炉气温度提高到1000℃经过二段转化气入口d进入换热式一段炉壳侧，高温的二段炉气进入套管6内，为换热管内气体转化提供热量。二段炉气温度降至500-700℃，通过管道c流出，进入下游设备。
Claims (2)
1.一种大型吊篮式密封换热式一段转化炉，包括承压外壳(1)、吊篮(3)、中心管(4)、转化管(5)和套管(6)，其中所述承压外壳(1)上部设置有天然气进口(a)和一段转化气出口(b)，所述吊篮(3)位于承压外壳(1)上部将承压外壳(1)分隔为两个腔室，所述中心管(4)、转化管(5)竖向设置在承压外壳(1)内，且固定在吊篮(3)上，所述中心管(4)上端穿过吊篮(3)与天然气出口(b)连通，所述转化管(5)穿过吊篮(3)与吊篮(3)上部的腔室连通，所述承压外壳(1)下部设置有加热气体入口(d)，该承压外壳(1)内位于吊篮(3)下方设置有隔板(10)，所述吊篮(3)与隔板(10)侧壁开有加热气体出口(c)，其特征在于：所述吊篮(3)外围密封面与承压外壳(1)上相对应的承重面之间设置有耐高温的密封垫(9)，所述转化管(5)外套有套管(6)，该套管(6)下端与加热气体入口(d)连通，所述套管(6)上端穿过隔板(10)与加热气体出口(c)所在腔室连通。
2.根据权利要求1所述一种大型吊篮式密封换热式一段转化炉，其特征在于：所述吊篮(3)呈圆形，该吊篮(3)上设置有不少于24根中心管(4)。
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| CN2012206404537U CN203030262U (zh) | 2012-11-28 | 2012-11-28 | 一种大型吊篮式密封换热式一段转化炉 |
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Publications (1)
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| CN203030262U true CN203030262U (zh) | 2013-07-03 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103785333A (zh) * | 2014-02-20 | 2014-05-14 | 刘建国 | 节能型蒸汽转化炉炉管 |
| CN111204710A (zh) * | 2020-01-19 | 2020-05-29 | 中化重庆涪陵化工有限公司 | 一种换热式一段转化炉 |
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2012
- 2012-11-28 CN CN2012206404537U patent/CN203030262U/zh not_active Expired - Lifetime
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| CN103785333A (zh) * | 2014-02-20 | 2014-05-14 | 刘建国 | 节能型蒸汽转化炉炉管 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
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| TR01 | Transfer of patent right |
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Granted publication date: 20130703 |
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