CN215540718U - 一种用于小型撬装式氨合成装置的反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于小型撬装式氨合成装置的反应器，包括：高压外筒，所述高压外筒的内部设置有氨合成反应器，所述氨合成反应器的内部设置有塔壁换热器、中心管、触媒框和热电偶套管，所述中心管竖直安装在氨合成反应器的内底部且上端向上延伸，所述中心管的内部安装有电炉，且中心管上端连接有冷气进气管。本实用新型弥补现在氨反应器无法小型化和撬装化的设计；便于装置拆卸，组装，保证装置能够安装即用；方便移动，新能源装置安装在哪里，本氨反应器可以很方便运输到哪里。
Description
技术领域
本实用新型涉及氨合成技术领域，更具体为一种用于小型撬装式氨合成装置的反应器。
背景技术
利用传统能源(煤、天然气、石油等)生产液氨的大型化氨反应器技术已经非常成熟，单台反应器产能10-120万吨/年；该反应器通常为三径向催化剂床层+两层间换热器结构，此反应器产能大，氨净值高，但是设备较大，最大直径达到3200mm，全长达到30000mm，不利于运输。
随着太阳能、风能、水能、潮汐能的利用，越来越多的清洁电能被开发，由于很多新能源发电站比较偏远，利用电网输送，投资巨大，维护不便，很多情况下利用电解水制氢，制得氢能源，但是根据氢气的特性，也存在运输距离短，运输量不大；为了便于新能源的输送，可以将氢气与空气分离出来的氮气合成变成液氨输出，此液氨称之为无碳氨。为了达到此目的，特地开发了一种氨反应器，用于小型装置，便于整体撬装。
目前，现有的氨合成反应器主要用于传统能源化工，便于规模化，但是设备尺寸大，结构复杂，组装要求高，组装周期长；在复杂山区，设备不便于运输；不利于小型化，撬装化，不利于搬迁。为此，需要设计一个新的方案给予改进。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于小型撬装式氨合成装置的反应器，解决了现有的氨合成反应器主要用于传统能源化工，便于规模化，但是设备尺寸大，结构复杂，组装要求高，组装周期长；在复杂山区，设备不便于运输；不利于小型化，撬装化，不利于搬迁的问题，满足实际使用需求。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于小型撬装式氨合成装置的反应器，包括：高压外筒，所述高压外筒的内部设置有氨合成反应器，所述氨合成反应器的内部设置有塔壁换热器、中心管、触媒框和热电偶套管，所述中心管竖直安装在氨合成反应器的内底部且上端向上延伸，所述中心管的内部安装有电炉，且中心管上端连接有冷气进气管。
作为本实用新型的一种优选实施方式，所述高压外筒的表面下端对称设置有气体输入口,位于高压外筒左侧的气体输入口为主气进口，位于高压外筒右侧的气体输入口为塔壁换热器冷管气体进口。
作为本实用新型的一种优选实施方式，所述塔壁换热器的内部还设置有两个移热套管，所述高压外筒的内底部形成有与移热套管和气体输出口连通的移热槽。
作为本实用新型的一种优选实施方式，所述热电偶套管安装在中心管外侧且热电偶套管内安装有热电偶，所述热电偶上设置有信号线且信号线延伸至高压外筒的上方。
作为本实用新型的一种优选实施方式，所述触媒框包括第一触媒框和第二触媒框，且第一触媒框和第二触媒框的内部填充有催化剂。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
本实用新型，弥补现在氨反应器无法小型化和撬装化的设计；便于装置拆卸，组装，保证装置能够安装即用；方便移动，新能源装置安装在哪里，本氨反应器可以很方便运输到哪里。
附图说明
图1为本实用新型所述用于小型撬装式氨合成装置的反应器的结构图。
图中:1、高压外筒；2、氨合成反应器；3、第一触媒框；4、第二触媒框；5、塔壁换热器；6、移热套管；7、中心管；8、热电偶套管。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种用于小型撬装式氨合成装置的反应器，包括：高压外筒1，高压外筒1承受高压，保证高压气体不外泄，高压外筒1的内部设置有氨合成反应器2，氨合成反应器2用于氢气和氮气反应生成氨的设备，热电偶套管8用于安装热电偶，便于监控触媒框内的温度，发现问题能及时调整操作条件，氨合成反应器2的内部设置有塔壁换热器5、中心管7、触媒框和热电偶套管8，中心管7竖直安装在氨合成反应器2的内底部且上端向上延伸，中心管7的内部安装有电炉，且中心管7上端连接有冷气进气管(N4)，冷却气体由N4管口进入，沿引伸管进入中心管7与换热后气体混合后进入第一催化剂床层反应，离开第一床层温度约460℃，进入第二床层，有冷管气体换热，温度控制在430℃，以提高转化率，然后进入氨合成内件外部换热器，温度冷却到230℃通过集气盒和软管，由N2出氨合成塔，电炉在催化剂升温还原阶段使用。
进一步改进地，高压外筒1的表面下端对称设置有气体输入口(N1,N3),位于高压外筒1左侧的气体输入口(N1)为主气进口，位于高压外筒1右侧的气体输入口(N3)为塔壁换热器5冷管气体进口。冷管气体(红色箭头)由N3管口进入，并与换热后的主气混合，进入冷管内管由下而上后，在进入外套管由上而下，与第二催化剂床层的高温气体换热，从而控制催化剂床层不超温；移走热量后的气体温度上升到360℃进入集气盒进入中心管7。
进一步改进地，氨合成反应器2的内部还设置有两个移热套管6，高压外筒1的内底部形成有与移热套管6和气体输出口连通的移热槽，及时移走反应热，提供转化效率。
进一步改进地，热电偶套管8安装在中心管7外侧且热电偶套管8内安装有热电偶，热电偶上设置有信号线且信号线延伸至高压外筒1的上方。
作为本实用新型的一种优选实施方式，触媒框包括第一触媒框3和第二触媒框4，且第一触媒框3和第二触媒框4的内部填充有催化剂
本实用新型在使用时，主气由N1管口进入，由氨合成塔高压外壳和转化器内件之间的环隙由下而上(保护氨合成塔高压外壳不超温)，到达上部后进入氨合成塔内件外部换热器，由管程自上而下，与反应后的气体进行换热，换热后的气体抵达反应器下部；冷管气体由N3管口进入，并与换热后的主气混合，进入冷管内管由下而上后，在进入外套管由上而下，与第二催化剂床层的高温气体换热，从而控制催化剂床层不超温；移走热量后的气体温度上升到～360℃进入集气盒进入中心管7；冷却气体由N4管口进入，沿引伸管进入中心管7与换热后气体混合后进入第一催化剂床层反应，离开第一床层温度约460℃，进入第二床层，有冷管气体换热，温度控制在430℃，以提高转化率，然后进入氨合成内件外部换热器，温度冷却到230℃通过集气盒和软管，由N2出氨合成塔。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用于小型撬装式氨合成装置的反应器，包括：高压外筒(1)，其特征在于：所述高压外筒(1)的内部设置有氨合成反应器(2)，所述氨合成反应器(2)的内部设置有塔壁换热器(5)、中心管(7)、触媒框和热电偶套管(8)，所述中心管(7)竖直安装在氨合成反应器(2)的内底部且上端向上延伸，所述中心管(7)的内部安装有电炉，且中心管(7)上端连接有冷气进气管。
2.根据权利要求1所述的一种用于小型撬装式氨合成装置的反应器，其特征在于：所述高压外筒(1)的表面下端对称设置有气体输入口,位于高压外筒(1)左侧的气体输入口为主气进口，位于高压外筒(1)右侧的气体输入口为塔壁换热器(5)冷管气体进口。
3.根据权利要求2所述的一种用于小型撬装式氨合成装置的反应器，其特征在于：所述塔壁换热器(5)的内部还设置有两个移热套管(6)，所述高压外筒(1)的内底部形成有与移热套管(6)和气体输出口连通的移热槽。
4.根据权利要求1所述的一种用于小型撬装式氨合成装置的反应器，其特征在于：所述热电偶套管(8)安装在中心管(7)外侧且热电偶套管(8)内安装有热电偶，所述热电偶上设置有信号线且信号线延伸至高压外筒(1)的上方。
5.根据权利要求1所述的一种用于小型撬装式氨合成装置的反应器，其特征在于：所述触媒框包括第一触媒框(3)和第二触媒框(4)，且第一触媒框(3)和第二触媒框(4)的内部填充有催化剂。
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