CN2545182Y - 列管－浮头式换热转化炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种列管—浮头式换热转化炉，其在承压外壳的内部由数十根至数百根管径为Φ50～200mm的装填催化剂转化管组成一个列管式的管束；列管管束下部通过一个柔性元件与集气盒相连。该转化炉主要是用于烃类加压蒸汽转化制取氢气或氢/氮气的工艺过程，它不需要直接火加热，结构简单，操作安全、节省投资。与传统的直接火加热的转化炉比较，大约节省投资40％，占地减少50％。
Description
本实用新型涉及一种用于烃类蒸汽转化新工艺制取氢或氮/氮气的关键设备。具体讲，它是一种不需采用直接火加热，而是利用高温工艺气体作为甲烷转化热源的气——气列管—浮头式换热转化炉。
烃类蒸汽转化制取氢或氢/氮气，实现这一工艺过程最关键的设备就是蒸汽转化炉(一段转化炉)。蒸汽转化炉(一段转化炉)在国内外的石油工业和化学工业应用最为广泛，如美国M·W·Kellogg公司的顶部烧咀箱型一段转化炉；法国Heurtey公司的侧壁烧咀双定型一段转化炉；法国Societe Foster Wheeler公司的梯台型一段转化炉等以及国内应用最广的除上述箱型顶烧、侧烧和梯台炉之外，还有园筒型一段转化炉都是烃类蒸汽转化制取氢、氢/氮气、氨合成气及甲醇合成气的关键设备。
上述各型一段转化炉，均需采用燃烧烃类物质以直接火加热的方式来提供烃类转化所需的热量。这种采用直接火加热的一段转化炉存在的主要问题是：第一，需要利用烃类物质作为燃料，使得产品的能耗大大增加，成本上升；第二，由于燃烧大量的烃类物质造成大量的烟气排放，不但浪费了能源，而且对环境也造成污染；第三，由于采用直接火加热，势必耗用昂贵的高镍铬合金，使设备造价提高，增加建厂投资(例如一个合成氨工厂，一段转化炉的费用，占全厂设备总投资1/5～1/4)。
本实用新型的目的是设计一种新型转化炉，其与上述的一段转化炉有着本质的区别。它是一种不需采用直接火加热，而是利用高温工艺气体作为甲烷转化热源的气——气换热式转化炉。
本实用新型的列管—浮头式换热转化炉，其是这样构成的：在承压外壳1的内部由数十根至数百根管径Φ50～200mm，优选Φ60～160mm的装填催化剂转化管3组成一个列管式的管束，其特征是列管管束下部通过一个柔性元件7与集气盒8相连，管束与集气盒都可上、下移动。
本实用新型所述的列管—浮头式换热转化炉，集气盒8用一根转化气出口管9插入填料函10，将转化气引出炉外而不在炉内设置上升管，转化气出口管9可上、下移动。
本实用新型所述的列管—浮头式换热转化炉，在集气盒8与下屏蔽板6间用数根拉杆连接成一体，起到保护柔性元件7的作用。
本实用新型所述的任意一种列管—浮头式换热转化炉，其中柔性元件是猪尾管。
本实用新型的列管—浮头式换热转化炉的工作原理是：不采用燃烧烃类物质直接火加热的方式而是利用高温二段转化工艺气体作为烃类蒸汽转化的热源。将具有一定压力的烃类原料气，经过脱硫后配入适量的蒸汽，预热至450℃～620℃，进入换热式转化炉的管内，吸收管外高温二段转化气的热量，在管内催化剂的作用下，使原料气甲烷发生转化反应。转化后的气体称之为一段转化气，尚有部份甲烷需要送入二段转化炉内进行深度转化。二段转化后的气体称为二段转化气，气温高达850℃～1050℃，这种高温气体又送入换热式转化炉的壳程，作为管内甲烷蒸汽转化的热源，从而达到不用直接火加热的目的。
本实用新型的列管—浮头式换热转化炉由于不采用直接火加热的方式，而是利用高温二段转化工艺气体作为烃类蒸汽转化的热源。该设备实质上就是一个列管—浮头式气/气换热器，由承压壳体和壳体内部的换热管束组成。这种新型的转化炉克服了上述采用直接火加热的一段转化炉存在的能好大、污染环境、造价高的缺陷，具有结构简单、制造维修方便，节省投资的优点。
下面结合附图对本实用新型进一步说明：
图1是本实用新型换热转化炉的主视图(纵剖面结构详图)
图2是本实用新型换热转化炉的关键部件换热管束详图。
图3是本实用新型换热转化炉的转化管布置图。
图1和图2中：
1.承压壳体
2.冷却水夹套
3.内装催化剂的转化管
4.内衬耐火绝热材料
5.折流板
6.下屏蔽板
7.猪尾管
8.集气盒
9.一段转化气出口管
10.填料函
11.高温二段转化气入口
12.二段转化气出口
13.原料气入口
14.检修人孔
15.拉杆
在图1和图2中1是承压外壳，在其内部用能耐高温的4耐火绝热材料衬里以保护承压外壳，而2冷却水夹套则是为了防止高温气体串至外壳形成“热点”而设置的也是保护承压外壳的。3是装有催化剂的转化管，若干根转化管组成一个管束，原料气从转化管的上部流到下部从9管口处离开本设备，7是猪尾管，用来吸收转化管之间的膨胀差，8是集气盒把全部通过猪尾管的一段转化气汇集到盒内再通过9出口管流出，5则是折流板，是让管间气流呈迂回折流状态，以强化管外的传热。
实施例：
如图1所示，经脱硫后在加热炉内预热至500℃～600℃的混合原料气由13进入转化炉上部均匀分配到装有催化剂的转化管3内，吸收由高温二段转化气入口11进入的二段转化气的热量，在催化剂的作用下，使烃类进行转化反应。反应后的一段转化气通过猪尾管7汇集到集气盒8再通过一根插入填料函10中的管子9引出转化炉。一段转化气再进入二段转化炉使残余甲烷进一步转化，达到工艺要求的指标后，温度升至850℃～1050℃离开二段转化炉后，再进入列管—浮头式换热转化炉下部二段转化气入口11，由下而上在管间绕流过折流板5，经上部二段转化气出口12离开列管—浮头式换热转化炉，此时二段转化气的温度也由850℃～1050℃降至550℃～7050℃，再进入后继设备。
Claims (6)
1.一种列管—浮头式换热转化炉，在承压外壳1的内部由数十根至数百根管径为Φ50～200mm的装填催化剂转化管3组成一个列管式的管束；所述列管管束下部通过一个柔性元件7与集气盒8相连，管束与集气盒都可上、下移动。
2.根据权利要求1所述的列管—浮头式换热转化炉，其特征是：集气盒8用一根转化气出口管9插入填料函10中，将转化气引出炉外设置上升管。
3.权利要求1、2所述的任何一种列管—浮头式换热转化炉，其特征是：在集气盒8与下屏蔽板6间用数根拉杆连接成一体，起到保护柔性元件7的作用。
4.根据权利要求1-3所述的任意一种列管—浮头式换热转化炉，其特征是柔性元件为猪尾管。
5.根据权利要求1-4所述的任意一种列管—浮头式换热转化炉，其特征在于转化管3管径为Φ60～160mm。
6.根据权利要求1-5所述的任意一种列管—浮头式换热转化炉，其特征在于转化气出口管9可上、下移动。
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| CN (1) | CN2545182Y (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103449368A (zh) * | 2013-09-11 | 2013-12-18 | 江苏双勤民生冶化设备制造有限公司 | 新型换热式转化炉 |
-
2002
- 2002-05-21 CN CN 02234869 patent/CN2545182Y/zh not_active Expired - Lifetime
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