CN217221413U - 新型加氢反应器催化剂支持盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型加氢反应器催化剂支持盘，属于新型加氢反应器内构件领域。包括主梁，主梁两侧连接有横梁，主梁上方设有格栅，格栅上方设有丝网，丝网上方设有压板；主梁为工字型主梁，主梁包括设于顶部的主梁托台，主梁托台上设有格栅；格栅包括多孔板，多孔板下方设有分割成若干块的格栅块。本实用新型实现了对加氢反应器催化剂、瓷球的支撑，新型加氢反应器催化剂支持盘结构的受力好，经计算后得出的厚度较薄，节省了材料，减少了安装过程中的困难，并且提高了催化剂支持盘的使用寿命。

Description

新型加氢反应器催化剂支持盘

技术领域

本实用新型涉及一种新型加氢反应器催化剂支持盘，属于新型加氢反应器内构件领域。

背景技术

加氢反应器是有机化学生产过程中及炼油加氢过程中非常关键的设备，不仅可以用作加氢反应的容器，而且也可以用于液体和气体需要充分混合的场合。最常见的加氢反应器属于固定床反应器，固定床反应器又称填充床反应器，装填有固体催化剂或固体用以实现的一种反应器。在现代生产中固定床反应器开始广泛应用于生产之中，主要用于化工生产、生物科研等。加氢反应器操作于高温高压临氢环境下，并且进入反应器的物料往往都含有硫和氮等杂质，和氢反应生成具有腐蚀性的硫化氢和氨。另外，加氢反应是放热反应，会使床层温度升高，但又不能出现局部过热现象。

加氢过程由于存在有气、液、固三相的放热反应，欲使反应进料(气、液两相)与催化剂(固相)充分、均匀、有效地接触，加氢反应器设计有多个催化剂床层，在每个床层上的催化剂均是由催化剂支撑盘进行支撑的。

传统的催化剂支撑盘由T形大梁、格栅和约翰逊网组成。大梁的两边搭在反应器器壁的凸台上，而格栅则放在大梁和凸台上。格栅上平铺一层约翰逊网，上面就可以装填磁球和催化剂了。催化剂支撑大梁和格栅要有足够的高温强度和刚度，即在℃高温下弯曲变形也要求很小，且具有一定的抗腐蚀性能。因此，大梁、格栅和丝网的材质均为不锈钢。在设计中应考虑催化剂支撑盘上催化剂和磁球的重量、催化剂支撑盘本身的重量、床层压力降和操作液重等载荷，经过计算得出支撑大梁和格栅的结构尺寸。对于传统的催化剂支持盘存在以下技术缺陷：

经计算后得出的支撑大梁和格栅所用材料的厚度往往很厚，非常浪费材料。并且支撑盘上筛网孔会影响流体的流动和压力降，网孔的精度会影响催化剂颗粒的损失程度，随着产业规模的扩大，反应器的规模也越来越大，其直径也越来大，对催化剂支撑盘的要求也越来越高，但目前使用的支撑盘存在着安装复杂、不便于拆卸检修，甚至拆卸一次或有部分损坏时往往需要换整个支承盘、高温下易变形导致催化剂泄漏等问题。

实用新型内容

本实用新型克服现有技术的不足，提供一种新型加氢反应器催化剂支持盘，实现了对加氢反应器催化剂、瓷球的支撑，新型加氢反应器催化剂支持盘结构的受力好，经计算后得出的厚度较薄，节省了材料，减少了安装过程中的困难，并且提高了催化剂支持盘的使用寿命。

本实用新型所述的新型加氢反应器催化剂支持盘，包括主梁，主梁两侧连接有横梁，主梁上方设有格栅，格栅上方设有丝网，丝网上方设有压板；

主梁为工字型主梁，主梁包括设于顶部的主梁托台，主梁托台上设有格栅；

格栅包括多孔板，多孔板下方设有分割成若干块的格栅块。

工作过程或工作原理：

主梁为工字型主梁，支撑性能更好，主梁两侧连接有横梁，受力更加均匀，所述的新型加氢反应器催化剂支持盘，厚度减小，节省了材料，减少了安装过程中的困难，而且提高了催化剂支持盘的使用寿命。

优选地，主梁还包括主梁立板和主梁底板，主梁立板设于主梁托台和主梁底板之间；主梁托台和压板通过螺柱螺母连接；主梁托台上设有多根垂直于主梁的螺柱，螺柱用于固定催化剂支持盘最上层铺设的丝网。所述主梁托台、主梁立板和主梁底板的厚度以及主梁的总高度是根据强度计算得出，以满足催化剂支持盘所支撑的瓷球、催化剂以及物料等所需强度的要求。所述主梁托台上开有与螺柱相配合的螺纹孔，用于安装螺柱。

优选地，主梁两端设有连接板，连接板用于连接反应器内壁；主梁底板底部设有支持板，支持板用于连接反应器内壁；所述主梁立板的两端设与连接板相配合的圆形螺栓孔，用于与反应器内壁进行固定。所述主梁底板垂直于立板，且平行于主梁托台，组装时将主梁底板安放到反应器的支持板上。

优选地，主梁托台外平齐设有支持圈，支持圈用于连接反应器内壁；

支持板下方设有筋板。

优选地，格栅块包括分割成若干块的交错布置的格栅板和支撑圆钢，格栅板上对应支撑圆钢开设容纳槽，格栅板与支撑圆钢上表面平齐布置；

格栅板和支撑圆钢外周设有边框；

格栅块组装后整体为与反应器内壁相适配的圆形；格栅块组装后外径小于反应器内径设置。

所述格栅由边框、格栅板、支撑圆钢、多孔板组焊而成，将边框组焊成所需的形状尺寸，将格栅板按等距平行的组焊到边框内，将支撑圆钢以与格栅板垂直的方向与格栅板和边框进行组焊，再将多孔板组焊到最上层，采用断续焊以控制边框的变形量，组焊后多孔板上表面应与边框在同一平面上。

格栅板上开设与支撑圆钢相配合的方形槽，方形槽等距布置且每一块格栅板的上开槽的位置尺寸均应相同，组焊时确保支撑圆钢贯穿每一块格栅板。

优选地，多孔板上开设若干圆孔，圆孔呈等距三角形布置，以起到对流体均匀分布的作用；多孔板可以上布满等直径的圆孔。所述的多孔板为一定厚度的钢板，多孔板形状与边框相配合，多孔板上均布且布满等直径的圆孔，多孔板上孔的直径是根据反应器内流量的需要计算得出，且直径不能过大以防止上层钢丝网的塌陷到孔内。

优选地，格栅板等距布置，格栅板均应为同一方向布置；格栅板组焊时采用等距布置，整个格栅上的格栅板均应是同一方向。

所述格栅整体外形为略小于反应器内径的圆形，再根据反应器人孔内径的大小分割成数块，以确保后期格栅与反应器组装时能顺利装入。

优选地，丝网包括两层细丝网，两层细丝网之间设有粗丝网；丝网包括若干对应格栅块设置的丝网块；丝网块外周大于格栅块周圈布置；以便于安装时将丝网块多出格栅块的部分翻折到格栅块侧面；丝网可以为不锈钢丝网，不锈钢丝网分三层，最上层和最下层两层规格一致为较细的丝网，中间的一层为粗丝网。所述的丝网可以为不锈钢丝网，分上、中、下三层，其中上、下两层规格为较细目数的不锈钢丝网，规格以不得超过催化剂支持盘上瓷球和催化剂的直径为依据，中间的一层为较粗目数的不锈钢丝网，以起到对上、下两层丝网加强的作用。丝网的形状应与每一块格栅相同。

优选地，所述两层细丝网和粗丝网均采用0.1mm钢丝进行捆扎；

丝网块外周大于格栅块周圈60-80mm；

格栅块之间的缝隙由丝网和陶纤绳塞实。

优选地，横梁为T字型横梁，横梁包括横梁顶板和横梁立板，横梁顶板设于横梁立板上方，横梁外周设有固定板，固定板用于连接反应器内壁和主梁；横梁顶板与压板通过螺柱螺母连接；横梁顶板上设有与其垂直的螺柱。横梁顶板、横梁立板的厚度与主梁托台、主梁立板相同，横梁的总高度要求低于主梁的高度，以满足安装时主梁、横梁不相碰为准。所述横梁顶板上开有与螺柱相配合的螺纹孔，用于安装螺柱；所述横梁立板的两端设圆形螺栓孔，安装时采用螺栓将横梁固定板连接，固定板连接主梁和反应器内壁。所述主梁立板在相应的位置组焊有固定板，固定板上开螺栓孔，用于定位横梁。

所述压板为不锈钢薄板，厚度可以取3-4mm，压板上开设与主梁、横梁上螺柱相配合的圆孔，压板的外形尺寸应以能压实固定丝网为依据，以防止丝网活动存在缝隙。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过设置主梁、横梁、格栅、丝网和压板，减小结构厚度的同时，能够满足支持要求，结构简单，安装方便，高温下不易变形等优点，将本实用新型安装在催化加氢反应器中，能同时满足对催化剂床层的支撑和流体的分布，且使用寿命为普通支撑盘的1～1.5倍，大大的节省材料的用量，检修时只需更换三层丝网即可。

2、一个梁的上边和下边的受力最大，上面受压，下面受拉，从梁的受力情况设计梁的截面形状，工字梁受力要好于T型梁；将主梁的结构由T型梁变为工字梁，同样载荷的情况下计算得出的所需厚度工字梁要小于T型梁，这样可以大大的节省材料的用量。

3、通过采用多孔板+丝网的结构代替原来的条形筛网的结构，其强度更好不容易变形，使格栅的使用寿命提高1～1.5倍，且丝网的目数从规格较多，可根据反应器内不同的催化剂以及瓷球的规格选择丝网的规格，能更好的适应不同规格的反应器，能更好的防止催化剂、瓷球调入到下一层，在反应器检修时，只需更换丝网，无需更换整件格栅，大大节约了成本。

4、主梁、横梁与反应器连接的结构采用螺栓连接代替焊接结构，使催化剂支持盘在安装、拆卸时方便，现场施工更安全环保。

5、主梁采用两端螺栓与反应器连接板相连，工字梁下表面安放在反应器支持板上的结构，使工字梁上表面与支持圈上表面更好的保持在同一水平面上，使催化剂支持盘安装好后能更好的确保水平度。

6、通过多孔板上等距布置圆孔的方式使内部介质更能均匀的分布到下层盘板。

附图说明

图1：本实用新型的一实施例应用于反应器中的结构示意图；

图2：本实用新型的一实施例的结构示意图；

图3：图2的半剖俯视图；

图4：图2中I处放大结构示意图；

图5：图2中II处放大结构示意图；

图6：图3中A-A剖视结构示意图；

图7：图6中B-B剖视结构示意图；

图8：多孔板结构示意图；

图9：多孔板上圆孔排列示意图；

图10：格栅块结构示意图；

图11：图10的俯视图；

图12：图10中III处放大结构示意图；

图13：主梁结构示意图；

图14：图13俯视图；

图15：图13中C-C剖视结构示意图；

图16：压板结构示意图；

图17：横梁结构示意图；

图18：图17俯视图；

图19：图17中D-D剖视结构示意图。

图中：1、反应器；2、新型加氢反应器催化剂支持盘；3、压板；4、丝网；5、格栅；6、固定板Ⅰ；7、横梁；8、主梁；9、支持板；10、筋板；11、连接板；12、支持圈；13、六角头螺栓；14、螺母Ⅰ；15、螺母Ⅱ；16、陶纤绳；17、固定板Ⅱ；

3.1、螺栓孔；

5.1、多孔板；5.2、边框；5.3、格栅板；5.4、支撑圆钢；

5.1.1、圆孔；

7.1、螺柱Ⅰ；7.2、横梁顶板；7.3、横梁立板。

8.1、螺柱Ⅱ；8.2、主梁托台；8.3、主梁立板；8.4、主梁底板。

图9中d表示圆孔5.1.1的直径。

具体实施方式

实施例1

如图1～图19所示，本实用新型所述的新型加氢反应器催化剂支持盘，包括主梁8，主梁8两侧连接有横梁7，主梁8上方设有格栅5，格栅5上方设有丝网4，丝网4上方设有压板3；

如图13-图15所示，主梁8为工字型主梁，主梁8包括设于顶部的主梁托台8.2，主梁托台8.2上设有格栅5；

如图2-图6及图8-图12所示，格栅5包括多孔板5.1，多孔板5.1下方设有分割成若干块的格栅块。

如图7以及图13-图15所示，主梁8还包括主梁立板8.3和主梁底板8.4，主梁立板8.3设于主梁托台8.2和主梁底板8.4之间；主梁托台8.2和压板3 通过螺柱螺母连接。

主梁8两端设有连接板11，连接板11用于连接反应器1内壁；主梁底板8.4 底部设有支持板9，支持板9用于连接反应器1内壁。主梁托台8.2、主梁立板 8.3和主梁底板8.4以及主梁8的总高度是根据强度计算得出，以满足催化剂支持盘2所支撑的瓷球、催化剂以及物料等所需强度的要求。所述主梁托台8.2 上开有与螺柱Ⅱ8.1相配合的螺纹孔，用于安装螺柱Ⅱ8.1；所述主梁立板8.3 的两端设与连接板11相配合的圆形螺栓孔，用于与反应器1内壁进行固定。

固定板包括固定板Ⅰ6和固定板Ⅱ17；所述主梁立板8.3在相应的位置组焊有固定板Ⅰ6，固定板Ⅰ6上开螺栓孔，用于定位横梁7。

所述主梁底板8.4垂直于主梁立板8.3，且平行于主梁托台8.2，组装时将其安放到反应器支持板9上。

主梁托台8.2外平齐设有支持圈12，支持圈12用于连接反应器1内壁；

支持板9下方设有筋板10。

如图2-图6及图8-图12所示，格栅块包括分割成若干块的交错布置的格栅板5.3和支撑圆钢5.4，格栅板5.3上对应支撑圆钢5.4开设容纳槽，格栅板5.3 与支撑圆钢5.4上表面平齐布置；

格栅板5.3和支撑圆钢5.4外周设有边框5.2；

格栅块组装后整体为与反应器1内壁相适配的圆形；格栅块组装后外径小于反应器1内径设置。

所述格栅5整体外形为略小于反应器1内径的圆形，再根据反应器1人孔内径的大小分割成数块，以确保后期格栅5与反应器1组装时能顺利装入。

所述格栅5由边框5.2、格栅板5.3、支撑圆钢5.4、多孔板5.1组焊而成，将边框5.2组焊成所需的形状尺寸，将格栅板5.3按等距平行的组焊到边框5.2 内，将支撑圆钢5.4以与格栅板5.3垂直的方向与格栅板5.3和边框5.2进行组焊，再将多孔板5.1组焊到最上层，采用断续焊以控制边框5.2的变形量，组焊后多孔板5.1上表面应与边框5.2上表面在同一平面上。

所述格栅板5.3上应开与支撑圆钢5.4相配合的方形槽5.3.1，方形槽5.3.1 应等距布置，且每一块格栅板5.3的上开槽的位置尺寸均应相同，组焊时确保支撑圆钢5.4贯穿每一块格栅板5.3。

多孔板5.1上开设若干圆孔5.1.1，圆孔5.1.1呈等距三角形布置，以起到对流体均匀分布的作用。所述多孔板5.1为一定厚度的钢板，形状应与边框5.1 内径相配合，钢板上均布且应布满直径的D的圆孔5.1.1，多孔板5.1上圆孔 5.1.1的直径D是根据反应器1内流量的需要计算得出，且直径D不能过大，以防止与多孔板5.1相接触的丝网4的塌陷到圆孔5.1.1内。所述多孔板5.1上圆孔5.1.1呈等距三角形布置，且为通孔，以起到对流体均匀分布的作用。

多孔板上均布且布满直径的d的圆孔，多孔板上孔的直径D是根据反应器内流量的需要计算得出，且直径不能过大以防止上层钢丝网的塌陷到孔内。所述多孔板上开孔呈等距三角形布置，且为通孔，以起到对流体均匀分布的作用。

格栅板5.3等距布置，格栅板5.3均应为同一方向布置。所述格栅板5.3 组焊时应采用等距布置，整个格栅5上的格栅板5.3均应是同一方向。

丝网4包括两层细丝网，两层细丝网之间设有粗丝网；丝网4包括若干对应格栅块设置的丝网块；丝网块外周大于格栅块周圈布置；以便于安装时将丝网块多出格栅块的部分翻折到格栅块侧面。

所述两层细丝网和粗丝网均采用0.1mm钢丝进行捆扎；

格栅块之间的缝隙由丝网4和陶纤绳16塞实。

如图2-图6所示，所述丝网4为不锈钢丝网，分上、中、下三层，其中上、下两层规格为较细目数的不锈钢丝网，规格以不得超过催化剂支持盘2上瓷球和催化剂的直径为依据，中间的一层为较粗目数的不锈钢丝网，以起到对上、下两层丝网加强的作用。丝网4的形状应与每一块格栅块相同且尺寸应大于格栅块周圈60-80mm；以便于安装时将其多出格栅块的部分翻折到格栅块侧面。

丝网块外周大于格栅块周圈60-80mm。横梁7为T字型横梁，横梁包括横梁顶板7.2和横梁立板7.3，横梁顶板7.2设于横梁立板7.3上方，横梁7外周设有固定板6，固定板6用于连接反应器1内壁和主梁8；横梁顶板7.2与压板3通过螺柱螺母连接。

如图17-图19所示，所述横梁7为T型梁，由横梁顶板7.2、横梁立板7.3 及螺柱Ⅰ7.1组成，横梁顶板7.2、横梁立板7.3的厚度与主梁托台8.2、主梁立板8.3相同，横梁7的总高度要求低于主梁8的高度，以满足安装时主梁8、横梁7不相碰为准。

所述横梁顶板7.2上开有与螺柱Ⅰ7.1相配合的螺纹孔，用于安装螺柱Ⅰ7.1；

所述横梁立板7.3的两端设圆形螺栓孔，安装时采用六角头螺栓13、螺母Ⅰ14将横梁7与主梁8上的固定板Ⅰ6和反应器内壁上的固定板Ⅱ17相连。

如图16所示，所述压板3为不锈钢薄板，厚度取3-4mm，压板3上开设与主梁8上螺柱Ⅱ8.1、横梁7上螺柱Ⅰ7.1相配合的螺栓孔3.1，压板3的外形尺寸应以能压实固定丝网4为依据，以防止丝网4活动而存在缝隙。

安装过程：

所述的新型加氢反应器催化剂支持盘2设于反应器1内。

安装时，根据主梁8的高度和安装位置将支持圈12、支持板9、筋板10、连接板11组焊到反应器1上，根据横梁7的安装位置将固定板Ⅰ6组焊到反应器1上；将主梁8安放到支持板9上，并采用六角头螺栓13、螺母Ⅰ14将主梁立板8.3与连接板11进行连接固定，并确保主梁8安装好后，主梁托台8.2的上表面应与支持圈12上表面在同一水平面上，将横梁7安装在每一块格栅5连接的地方，采用六角头螺栓13、螺母Ⅰ14将横梁立板7.3两端的；螺栓孔分别与反应器1内壁上焊接的固定板Ⅱ17以及主梁8上焊接的固定板Ⅰ6进行连接固定，并确保横梁7安装好后,横梁顶板7.2的上表面应与主梁托台8.2以及支持圈12上表面在同一水平面上，主梁8、横梁7紧固安装好后，将组焊好的每一块格栅5依次安放在主梁8、横梁7以及支持圈12上，格栅5安装好后应为圆形，且格栅5与反应器1内壁的间隙均匀，将丝网4依次铺设到每一块格栅5 上，丝网4分上、中、下三层，其中上、下两层规格为较细目数的不锈钢丝网，中间的一层为较粗目数的不锈钢丝网。丝网4的形状与每一块格栅块相同且尺寸应大于格栅块周圈60-80mm；以便于安装时将其多出格栅块的部分翻折到格栅块侧面。丝网铺设好将丝网4应拉紧、铺平，可以用

不锈钢钢丝与支撑圆钢5.4捆扎牢固，捆扎间距可以为纵向150mm，横向150mm，捆扎过程中不破坏或改变丝网孔的原有形状。

每一块格栅5之间的空隙应使用丝网4与陶纤绳16塞实.然后用安装压板3，压板3上的螺栓孔3.1与主梁8上的螺柱Ⅱ8.1以及横梁7上的螺柱Ⅰ 7.1相配合，在安装螺母Ⅱ15，并紧固好固定.周圈格栅5与反应器1内壁间的空隙应使用丝网4与陶纤绳16塞实。

本实用新型中对结构的方向以及相对位置关系的描述，如前后左右上下的描述，不构成对本实用新型的限制，仅为描述方便。

Claims (10)

1.一种新型加氢反应器催化剂支持盘，其特征在于，包括主梁(8)，主梁(8)两侧连接有横梁(7)，主梁(8)上方设有格栅(5)，格栅(5)上方设有丝网(4)，丝网(4)上方设有压板(3)；

主梁(8)为工字型主梁，主梁(8)包括设于顶部的主梁托台(8.2)，主梁托台(8.2)上设有格栅(5)；

格栅(5)包括多孔板(5.1)，多孔板(5.1)下方设有分割成若干块的格栅块。

2.根据权利要求1所述的新型加氢反应器催化剂支持盘，其特征在于，主梁(8)还包括主梁立板(8.3)和主梁底板(8.4)，主梁立板(8.3)设于主梁托台(8.2)和主梁底板(8.4)之间；主梁托台(8.2)和压板(3)通过螺柱螺母连接。

3.根据权利要求2所述的新型加氢反应器催化剂支持盘，其特征在于，主梁(8)两端设有连接板(11)，连接板(11)用于连接反应器(1)内壁；主梁底板(8.4)底部设有支持板(9)，支持板(9)用于连接反应器(1)内壁。

4.根据权利要求3所述的新型加氢反应器催化剂支持盘，其特征在于，主梁托台(8.2)外平齐设有支持圈(12)，支持圈(12)用于连接反应器(1)内壁；

支持板(9)下方设有筋板(10)。

5.根据权利要求1-4任一项所述的新型加氢反应器催化剂支持盘，其特征在于，

格栅块包括分割成若干块的交错布置的格栅板(5.3)和支撑圆钢(5.4)，格栅板(5.3)上对应支撑圆钢(5.4)开设容纳槽，格栅板(5.3)与支撑圆钢(5.4)上表面平齐布置；

格栅板(5.3)和支撑圆钢(5.4)外周设有边框(5.2)；

格栅块组装后整体为与反应器(1)内壁相适配的圆形；格栅块组装后外径小于反应器(1)内径设置。

6.根据权利要求5所述的新型加氢反应器催化剂支持盘，其特征在于，多孔板(5.1)上开设若干圆孔(5.1.1)，圆孔(5.1.1)呈等距三角形布置，以起到对流体均匀分布的作用。

7.根据权利要求5所述的新型加氢反应器催化剂支持盘，其特征在于，格栅板(5.3)等距布置，格栅板(5.3)均应为同一方向布置。

8.根据权利要求5所述的新型加氢反应器催化剂支持盘，其特征在于，丝网(4)包括两层细丝网，两层细丝网之间设有粗丝网；丝网(4)包括若干对应格栅块设置的丝网块；丝网块外周大于格栅块周圈布置；以便于安装时将丝网块多出格栅块的部分翻折到格栅块侧面。

9.根据权利要求8所述的新型加氢反应器催化剂支持盘，其特征在于，所述两层细丝网和粗丝网均采用0.1mm钢丝进行捆扎；

丝网块外周大于格栅块周圈60-80mm；

格栅块之间的缝隙由丝网(4)和陶纤绳(16)塞实。

10.根据权利要求5所述的新型加氢反应器催化剂支持盘，其特征在于，横梁(7)为T字型横梁，横梁包括横梁顶板(7.2)和横梁立板(7.3)，横梁顶板(7.2)设于横梁立板(7.3)上方，横梁(7)外周设有固定板(6)，固定板(6)用于连接反应器(1)内壁和主梁(8)；横梁顶板(7.2)与压板(3)通过螺柱螺母连接。

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