CN203944358U - 一种饱和热水移热全自卸的等温径向变换反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种饱和热水移热全自卸的等温径向变换反应器，它包括由外壳和内件组成，其中：外壳包括上部封头、气体进口管、气体出口管、筒体、下部封头和催化剂卸料口；内件包括分气筒、集气筒、换热管、换热进口管箱和换热出口管箱；其特征在于还包括催化剂和移热介质，所述催化剂设在分气筒和集气筒之间以及换热管之外；所述移热介质设在换热管内，该换热管的形状为弯曲管；气体进口管和气体出口管为套管结构，气体出口管套设在气体进口管内，该气体进口管的上管口设在上部封头的顶端；催化剂卸料管口设在下部封头的正下端。本实用新型解决了现有变换反应器的催化剂卸出不彻底的难题，且换热效率高，适用于煤化工、天然气等后续加工行业。

Description

一种饱和热水移热全自卸的等温径向变换反应器

技术领域

本实用新型属于煤化工设备技术领域，特别是涉及一种饱和热水移热全自卸的等温径向变换反应器。

技术背景

在现有的煤化工行业生产装置中，按一氧化碳变换反应器的类型分类，有绝热反应器、有等温反应器；有轴向反应器、有径向反应器；反应器中的催化剂有自卸的、也有人工卸的。但即使具有催化剂自卸功能的反应器，其催化剂的卸出口都在反应器的侧部，在催化剂的卸出过程中总有一定数量的催化剂卸不掉。有的进行人工清理，有的就留在了反应器内。人工清理，工作难度大，因反应器内空间很小，无法进人，只有借助于吊车，将反应器倒置卸出，劳民伤财。留在反应器内，因在反应器内的位置属于死角，气体流通不畅，在以后的生产过程中会形成超温、结实的情况，这样就影响下一次催化剂的卸出。

具有催化剂自卸功能的反应器，在其外壳下封头上，通常设有多个卸料口，还有出气口、多个进水口和人孔等，有的外壳下封头开孔多达9个。反应器外壳属于承压元件，封头开孔过多，势必会影响下封头的安全性，增加封头厚度，提高设备制造成本。

现有的等温变换反应器中，用于移热的换热元件，既有直管式，也有板式。采用直管式的，由于管内的换热介质呈直线流，换热效果差，若提高移热能力只有增加换热管，这样又降低了反应器容积利用率，提高了设备制造成本；采用板式的，由于换热板加工难度大，换热元件加工费用高，整个换热部件造价高，且换热板的强度很难保证，泄漏率相对于管式大。无论直管还板式，它们自身在运行时受热的应力和变形都无法消除。

现有的等温变换反应器中，用于移热反应器内的移热的介质有气体、蒸汽和水等，无论采用什么介质，在反应器换热元件的进出端以及各换热断面总存在温差，少则20℃，多则100℃以上，反应器内催化剂床层温度并非是真正意义上的等温。

发明内容

本实用新型的目的是为克服现有技术的不足而提供一种饱和热水移热全自卸的等温径向变换反应器，本实用新型能够解决现有变换反应器的催化剂卸出不彻底的难题，且结构简单、无需人工二次处理以及换热管效率高，适用于煤化工、天然气等后续加工行业。

根据本实用新型提供的一种饱和热水移热全自卸的等温径向变换反应器，它包括由外壳和内件组成，其中：外壳包括上部封头、气体进口管、气体出口管、筒体、下部封头和催化剂卸料口，所述筒体的上下端分别与上部封头和下部封头连接；内件包括分气筒、集气筒、换热管、换热进口管箱和换热出口管箱，所述换热管的上下端分别与换热出口管箱和换热进口管箱连接；其特征在于还包括催化剂和移热介质，所述催化剂设在分气筒和集气筒之间以及换热管之外；所述移热介质设在换热管内，该换热管的形状为弯曲管；气体进口管和气体出口管为套管结构，气体出口管套设在气体进口管内，该气体进口管的上管口设在上部封头的顶端；催化剂卸料管口设在下部封头的正下端。

本实用新型与现有技术相比其显著优点在于：

一是本实用新型的催化剂卸料口设在外壳下封头的最低端，即可实现催化剂完全自卸，因下部封头只开一个卸料孔，无进出气口，无需开设人孔，比现有的等温反应器下封头开孔减少4个，有效的解决了下部封头强度及厚度要求高的问题，提高了反应器外壳的下封头的安全性。

二是本实用新型反应器内移热的换热元件采用弯曲管，管内移热介质的流动方向不停地改变，管内移热介质的流动达到湍动，有效的提高了传热系数，增大了换热效果，增加了压力容器的容积利用率，降低了设备制造难度和投资，且弯曲管通过自身形状也消除了部分受热应力和变形。

三是本实用新型反应器内的移热介质采用饱和热水移热，其饱和热水在反应器内的移热元件中始终处于饱和或过饱和热水状态，饱和热水在反应器的换热元件中进出端以及各换热断面的温差保持在15℃以内。

附图说明

图1是本实用新型提出的一种饱和热水移热全自卸的等温径向变换反应器的主视结构剖面示意图。

图2是本发明提出的一种饱和热水移热全自卸的等温径向变换反应器的俯视结构示意图。

图3是本发明提出的一种饱和热水移热全自卸的等温径向变换反应器的仰视结构示意图。

具体实施方案

下面结合附图和实施例对本实用新型的具体实施方案作进一步的详细说明。

结合图1，本实用新型提出的一种饱和热水移热全自卸的等温径向变换反应器，它包括由外壳和内件组成，其中：外壳包括上部封头(3)、气体进口管(2)、气体出口管(1)、筒体(7)、下部封头(11)和催化剂卸料口(12)，所述筒体(7)的上下端分别与上部封头(3)和下部封头(11)连接；内件包括分气筒(5)、集气筒(9)、换热管(6)、换热进口管箱(10)和换热出口管箱(4)，所述换热管(6)的上下端分别与换热出口管箱(4)和换热进口管箱(10)连接；其中：还包括催化剂(8)和移热介质(13)，所述催化剂(8)设在分气筒(5)和集气筒(9)之间以及换热管(6)之外；所述移热介质(13)设在换热管(6)内，该换热管(6)的形状为弯曲管；气体进口管(2)和气体出口管(1)为套管结构，气体出口管(1)套设在气体进口管(2)内，该气体进口管(2)的上管口设在上部封头(3)的顶端；催化剂卸料管口(12)设在下部封头(11)的正下端。

结合图1，本实用新型设置有设备管口：包括气体进口a；气体出口b；饱和热水进口c、数量4个即c1～4；饱和热水进口d、数量4个即d1～4；催化剂卸料口e；人孔口m；其中：气体进口a设在上部封头(3)上；气体出口b设在气体进口管内；饱和热水进口c1、c2、c3和c4分布设置在下部封头(11)上；饱和热水进口d1、d2、d3和d4分布在设置在上部封头(3)上；催化剂卸料口e设在下部封头(11)上；人孔口m设在上部封头(3)上。

本实用新型进一步的优选方案是：

本实用新型所述催化剂卸料管口(12)设在下部封头(11)的最低端，使得反应后的所有催化剂均能全部卸出，有效的解决了现有反应器内催化剂卸出不彻底的问题。

本实用新型所述下部封头(11)设有4个进水口d1～4和1个卸料口e，使得下部封头(11)的强度大大的增加，对封头的厚度要求也大大下降。

本实用新型所述气体出口管(1)设置在气体进口管(2)内，呈外套管式结构；套有气体出口管(1)的气体进口管(2)设在上部封头(3)的顶端，并在上部封头(3)的顶端设置1个开孔，即可具备气体进出口共用的功能。

本实用新型所述换热管(6)为用于移出反应热的移热元件，其上下端分别与换热出口管箱(4)和换热进口管箱(10)连接；该换热管(6)的形状为弯曲管，采用直管在受热状态下用弯管机加工而成；在加工过程中，换热管(6)的金属晶体重新组合，其晶体的原子之间的键能没有破坏，因此，换热管(6)的强度保持不变；在运行时，换热管(6)内的移热介质会不断的改变流动方向，换热效果得到了很好的提高；同时换热管(6)可消除受热应力和变形的能力，相比直管和板式换热元件的效率有了大大的提高。

本实用新型所述移热介质(13)为饱和热水，该饱和热水从下部封头(11)的进水口c1～4进入，经连接管进入换热进口管箱(10)再流入换热管(6)，移除催化剂床层的反应热，移热热后的热水流入换热出口管箱(4)再经连接管从上封头(3)的出水口d1～4出去。

本实用新型中凡未作说明的技术手段均为本领域技术人员所公知的现有技术。

以上结合附图和实施例所述的具体实施方式是对本实用新型提出的一种饱和热水移热全自卸的等温径向变换反应器技术思想的具体支持，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在本技术方案基础上所做的任何等同变化或等效的改动，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围。

Claims (4)

1.一种饱和热水移热全自卸的等温径向变换反应器，它包括由外壳和内件组成，其中：外壳包括上部封头（3）、气体进口管（2）、气体出口管（1）、筒体（7）、下部封头（11）和催化剂卸料口（12），所述筒体（7）的上下端分别与上部封头（3）和下部封头（11）连接；内件包括分气筒（5）、集气筒（9）、换热管（6）、换热进口管箱（10）和换热出口管箱（4），所述换热管（6）的上下端分别与换热出口管箱(4)和换热进口管箱(10) 连接；其特征在于还包括催化剂（8）和移热介质（13），所述催化剂（8）设在分气筒（5）和集气筒（9）之间以及换热管（6）之外；所述移热介质（13）设在换热管（6）内，该换热管（6）的形状为弯曲管；气体进口管（2）和气体出口管（1）为套管结构，气体出口管（1）套设在气体进口管（2）内，气体进口管（2）的上管口设在上部封头（3）的顶端；催化剂卸料管口（12）设在下部封头（11）的正下端。

2.根据权利要求1所述的一种饱和热水移热全自卸的等温径向变换反应器，其特征在于催化剂卸料口（12）设在下部封头（11）的最低端。

3.根据权利要求1所述的一种饱和热水移热全自卸的等温径向变换反应器，其特征在于下部封头（11）设有4个进水口和1个卸料口。

4.根据权利要求1所述的一种饱和热水移热全自卸的等温径向变换反应器，其特征在于移热介质（13）为饱和热水。