CN217764560U - 一种换热式转化炉管束 - Google Patents

Abstract

本实用新型具体涉及转化炉结构技术领域，公开了一种换热式转化炉管束。采用本实用新型的技术方案解决了柔性小管和集气盒易因高温而损坏造成气体泄漏的问题。本实用新型包括设置有管程筒体和壳程筒体的转化炉，管程筒体内设置有将管程筒体分隔为第一腔室和第二腔室的隔气板，第一腔室和第二腔室的侧壁上分别设置有原料气入口和转化气出口，壳程筒体内靠近管程筒体的一端固定设置有多孔板，多孔板上设置有第一气孔和第二气孔，壳程筒体内设置有数根U型转化管，U型转化管的两端分别与第一气孔和第二气孔相连通。其目的在于，采用U型转化管解决热膨胀的问题，避免了原有的柔性小管会因高温而损坏造成气体泄漏。

Description

一种换热式转化炉管束

技术领域

本实用新型属于转化炉结构技术领域，具体涉及一种换热式转化炉管束。

背景技术

烃类气换热式转化炉的内部设置有无数根长度为9～12米的直管作为转化管，转化管内装有催化剂，用于将含有甲烷的烃类原料气转化为H₂、CO、CO₂等气体，转化的热量由管子外部的高温气体(约950℃)提供，由于转化管会因高温产生热膨胀，所以在转化管的出气端连接有一定的耐高温性能的柔性小管，其柔性良好可以提供余地供转化管进行轴向的膨胀，且柔性小管设置有数个，因此在柔性小管的出气端连接有一个集气盒，使得通过所有柔性小管的气体可以暂时集中在集气盒中，再通过转化气出口排出，从而进入到下一道工序。

目前在烃类气换热式转化的过程中，还存在以下问题：

1、由于柔性小管处于高温区，其耐高温的性能不如转化管优良，并需吸收转化管的轴向膨胀，柔性小管的应力很大，且高温使柔性小管的材料强度变低至一定程度之后，在实际使用中常易造成小管破裂，导致管内的气体泄漏；

2、集气盒位于转化炉的下部，正好处于高温区，高温下集气盒的材料强度低，易被损坏，从而造成盒内的气体泄漏，且集气盒的厚度较厚，制作难度大，需要花费较高的费用；

3、转化管的长度大约为9～12米，导致整个转化炉的壳程筒体的长度较长，制造转化炉的成本费用高。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种换热式转化炉管束，其目的在于，解决转化管的出气端所连接的柔性小管易因高温而损坏，集气盒也容易因高温而损坏且制造难度大，以及整个设备制造成本高的问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种换热式转化炉管束，包括转化炉，所述转化炉包括有管程筒体和壳程筒体，所述管程筒体内设置有隔气板，所述隔气板将所述管程筒体分隔为第一腔室和第二腔室，所述第一腔室的侧壁上设置有原料气入口，所述第二腔室的侧壁上设置有转化气出口，所述壳程筒体内靠近所述管程筒体的一端固定设置有多孔板，所述多孔板的直径与所述壳程筒体的内径相配合，所述隔气板远离所述管程筒体的内壁的一端与所述多孔板固定连接，所述多孔板上设置有数个与第一腔室相连通的第一气孔和数个与第二腔室相连通的第二气孔，所述壳程筒体内设置有数根U型转化管，所述U型转化管的一端与第一气孔相连通，另一端与第二气孔相连通，所述U型转化管的数量与第一气孔的数量和第二气孔的数量相等。

采用上述技术方案，通过在壳程筒体内设置U型转化管的方式，可以解决现有技术中转化管的出气端所连接的柔性小管因高温而容易损坏，集气盒也容易因高温而损坏且制造难度大，以及整个设备制造成本高的技术问题，实现不再使用易损坏的柔性小管和集气盒，同时还能更好地解决转化管热膨胀的问题，降低转化炉制造成本的技术效果。

优选的，所述U型转化管包括弯头和两根与所述弯头焊接连接的直管。

采用上述技术方案，通过设置包括有弯头和直管的U型转化管，能使U型转化管的直管长度减少到原有的直管长度的一半，从而使整个转化炉的长度减少，制造转化炉所需要的材料也随之减少，以此来达到降低制造成本的目的。

优选的，所述壳程筒体的侧壁远离多孔板的一端设置有高温气体入口，且壳程筒体靠近多孔板的一端设置有高温气体出口，所述高温气体出口的位置低于所述多孔板的位置。

采用上述技术方案，通过在壳程筒体的两端分别设置高温气体入口和高温气体出口，方便高温气体通过壳程筒体，促进U型转化管内的烃类原料气转化。

优选的，所述U型转化管内设置有催化剂。

采用上述技术方案，通过在U型转化管内设置催化剂，可以使通过管内的烃类原料气更快地进行转化。

优选的，所述管程筒体靠近所述壳程筒体的一端连接有法兰，所述壳程筒体通过法兰与所述管程筒体可拆卸连接。

采用上述技术方案，通过设置壳程筒体通过法兰与所述管程筒体可拆卸连接，可以方便工作人员将管程筒体从壳程筒体上拆卸之后，使用工具在多孔板上面装卸催化剂。

优选的，所述壳程筒体的底部为弧形。

采用上述技术方案，通过将壳程筒体的底部设置为弧形，可以在U型转化管进行轴向热膨胀时，更好地配合弯头向球形或椭圆状的底部靠近，而不会使U型转化管遭到过分地挤压造成形变。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

采用U型转化管替代直管式的转化管，解决转化管因高温而产生的热膨胀问题，同时避免了原有的柔性小管会因高温而损坏造成气体泄漏的问题，由于采用U型转化管后，柔性小管和集气盒均不再使用，且转化管的长度可以减少到原有长度的一半，能够节约用于制造转化炉的材料，减少成本，更利于批发生产和推广。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型中U型转化管的结构示意图。

附图标记

1-管程筒体、101-第一腔室、102-第二腔室、2-隔气板、3-法兰、4-多孔板、5-催化剂、6-U型转化管、7-壳程筒体、8-原料气入口、9-转化气出口、10-高温气体入口、11-高温气体出口、12-直管、13-弯头、14-转化炉。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合图1和图2对本实用新型作详细说明。

一种换热式转化炉管束，包括转化炉14，所述转化炉14包括有管程筒体1和壳程筒体7，所述管程筒体1内设置有隔气板2，所述隔气板2将所述管程筒体1分隔为第一腔室101和第二腔室102，所述第一腔室101的侧壁上设置有原料气入口8，原料气入口8用于输送原料气进入到第一腔室101中，原料气为含有甲烷的烃类气体，此时原料气的温度约为550℃，所述第二腔室102的侧壁上设置有转化气出口9，转化气出口9用于排出第二腔室102中的转化气，转化气为H₂、CO、CO₂等气体，此时转化气的温度约为750℃，所述壳程筒体7内靠近所述管程筒体1的一端固定设置有多孔板4，所述多孔板4的直径与所述壳程筒体7的内径相配合，根据转化规模大小，多孔板4的直径为φ1000～φ4500mm不等，隔气板2要保证在第一腔室101的原料气体和在第二腔室102中的转化气体完全分隔开，所述隔气板2远离所述管程筒体1的内壁的一端与所述多孔板4固定连接，保证隔气板2和多孔板4相接触的位置完全焊接密封，所述多孔板4上设置有数个与第一腔室101相连通的第一气孔和数个与第二腔室102相连通的第二气孔，所述壳程筒体7内设置有数根U型转化管6，所述U型转化管6的一端与第一气孔相连通，另一端与第二气孔相连通，所述U型转化管6的数量与第一气孔的数量和第二气孔的数量相等，U型转化管6最高可耐受约950℃的高温，因此一般采用的是不易弯曲的离心铸造管，且它的两个端口均是焊接在多孔板4内的，避免气体通过时造成泄漏，保证第一腔室101的烃类原料气要通过U型转化管6进行转化之后，才能从U型转化管6的另一端进入到第二腔室102之中。

本实施例中，所述U型转化管(6)包括弯头(13)和两根与所述弯头(13)焊接连接的直管(12)，弯头13采用与直管12相同的材料铸造而成，U型转化管6设置有弯头13的一端是自由的，且壳程筒体7的底部与弯头13之间留有一定的余地，使直管12在受热进行轴向膨胀时能够向下伸缩，而直管12的横向膨胀幅度较小，对整个设备没有影响，可以不用考虑，另外，原有的直管12的长度为9～12米，直径为φ50～φ120mm，采用U型转化管6之后，直管12的长度相应地减少到4.5～6米，直径仍为φ50～φ120mm，弯头13的弯曲半径为直管12的直径的2倍～30倍不等，由于弯头13在壳程筒体7内所占的轴向长度几乎可以忽略不计，因此在采用U型转化管6之后，整个壳程筒体7的长度也会随之减少一半，制造时所需要的材料也相应地减少，以此来达到降低制造成本的目的。

本实施例中，所述壳程筒体7的侧壁远离多孔板4的一端设置有高温气体入口10，且壳程筒体7靠近多孔板4的一端设置有高温气体出口11，高温气体从高温气体入口10进入到壳程筒体7中时温度约为950℃，从高温气体出口11中排出时温度约为700℃，所述高温气体出口11的位置低于所述多孔板4的位置，方便高温气体通过整个壳程筒体7，促进U型转化管6内的烃类原料气转化。

本实施例中，所述U型转化管6内设置有催化剂5，催化剂5用于催化U型转化管6内的烃类原料气进行更快地转化。

本实施例中，所述管程筒体1靠近所述壳程筒体7的一端连接有法兰3，所述壳程筒体7通过法兰3与所述管程筒体1可拆卸连接，可以方便工作人员将管程筒体从壳程筒体上拆卸之后，使用工具在多孔板4上面装卸催化剂。法兰3为现有技术，不属于本实用新型的创新所在，故不在此进行具体阐述。

本实施例中，所述壳程筒体7的内底部为弧形，可以在U型转化管6进行轴向热膨胀时，更好地配合弯头13向球形或椭圆状的底部靠近，使U型转化管6不会遭到过分地挤压造成形变。

具体使用过程如下：

如图1所示，在烃类原料气进入转化炉14进行转化的过程中，首先烃类原料气通过原料气入口8进入第一腔室101，再通过多孔板4内与第一腔室101连通的气孔进入到U型转化管6中，与此同时，高温气体从高温气体入口11进入到壳程筒体7中，高温气体与催化剂5共同作用使U型转化管6内的烃类原料气转化为H₂、CO、CO₂等气体，由于U型转化管6受到高温之后要进行轴向热膨胀，即此时的直管12会向下伸长，弯头13会慢慢靠近壳程筒体7的内底壁，由于壳程筒体7的内底壁与弯头13之间有一定的距离，可以保证U型转化管6顺利地进行热膨胀，当烃类原料气转化后，转化后的气体会通过U型转化管6与第二腔室102相连通的端口汇集到第二腔室102中，再从转化气出口9中排出，从而进入到下一工序之中，而进入壳程筒体7内的高温气体与转化管换热后，温度降低，通过高温气体出口11排出，从而进入到下一工序之中。

本装置设计合理，结构简单，结构专门针对换热式转化炉管束设计，可有效地解决转化管因高温而产生的热膨胀问题，能够节约用于制造转化炉的材料，减少成本，更利于批发生产和推广。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (6)

1.一种换热式转化炉管束，包括转化炉(14)，其特征在于，所述转化炉(14)包括有管程筒体(1)和壳程筒体(7)，所述管程筒体(1)内设置有隔气板(2)，所述隔气板(2)将所述管程筒体(1)分隔为第一腔室(101)和第二腔室(102)，所述第一腔室(101)的侧壁上设置有原料气入口(8)，所述第二腔室(102)的侧壁上设置有转化气出口(9)，所述壳程筒体(7)内靠近所述管程筒体(1)的一端固定设置有多孔板(4)，所述多孔板(4)的直径与所述壳程筒体(7)的内径相配合，所述隔气板(2)远离所述管程筒体(1)的内壁的一端与所述多孔板(4)固定连接，所述多孔板(4)上设置有数个与第一腔室(101)相连通的第一气孔和数个与第二腔室(102)相连通的第二气孔，所述壳程筒体(7)内设置有数根U型转化管(6)，所述U型转化管(6)的一端与第一气孔相连通，另一端与第二气孔相连通，所述U型转化管(6)的数量与第一气孔的数量和第二气孔的数量相等。

2.根据权利要求1所述的一种换热式转化炉管束，其特征在于，所述U型转化管(6)包括弯头(13)和两根与所述弯头(13)焊接连接的直管(12)。

3.根据权利要求1所述的一种换热式转化炉管束，其特征在于，所述壳程筒体(7)的侧壁远离多孔板(4)的一端设置有高温气体入口(10)，且壳程筒体(7)靠近多孔板(4)的一端设置有高温气体出口(11)，所述高温气体出口(11)的位置低于所述多孔板(4)的位置。

4.根据权利要求1所述的一种换热式转化炉管束，其特征在于，所述U型转化管(6)内设置有催化剂(5)。

5.根据权利要求1所述的一种换热式转化炉管束，其特征在于，所述管程筒体(1)靠近所述壳程筒体(7)的一端连接有法兰(3)，所述壳程筒体(7)通过法兰(3)与所述管程筒体(1)可拆卸连接。

6.根据权利要求1所述的一种换热式转化炉管束，其特征在于，所述壳程筒体(7)的底部为弧形。

Images