用于蒸汽重整器的排气系统、用于其的支撑装置以及蒸汽重整器制造方法及图纸

一种用于蒸汽重整器的排气系统、用于其的支撑装置以及蒸汽重整器，该排气系统包括至少一个纵向收集管(2)和一横向收集器(3)，其中沿着所述纵向收集管(2)的纵向轴线(5)设置有用于连接至催化剂管的端口(7)，该端口在连接条件下相互平行地且与纵向收集管(2)垂直地对齐，所述横向收集器(3)连接至所述至少一个纵向收集管(2)并具有与所述至少一个纵向收集管(2)垂直且与催化剂管垂直地延伸的纵向轴线(4)，其中所述纵向收集管(2)作为热排气系统而形成并且横向收集器(3)作为冷排气系统而形成。所述横向收集器(3)相对于所述纵向收集管(2)居中地布置在纵向收集管(2)的背离端口(7)的一侧。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及一种用于蒸汽重整器的排气系统，该排气系统具有至少一个纵向收集管和一横向收集器，其中沿着所述纵向收集管的纵向轴线设置有用于连接至催化剂管的端口，所述端口在连接条件下相互平行且与纵向收集管垂直地对齐，所述横向收集器连接至所述至少一个纵向收集管且具有与所述纵向收集管垂直地和与催化剂管垂直地延伸的纵向轴线，其中所述纵向收集管作为热排气系统而形成，横向收集器作为冷排气系统而形成。本技术还涉及一种支撑装置，该支撑装置用于支承根据本技术的排气系统及其装备的蒸汽重整器，并且涉及使用用于生产含有氢气的合成气的蒸汽重整器。
技术介绍
管式重整炉形式的蒸汽重整器用于从轻质烃和蒸汽产生含有H2/C0的工艺气体。重整的气体一一富含氢气的合成气一一由供给气体(进给气体)在催化剂管中发生的反应生成。这种类型的蒸汽重整器通常由借助于燃烧器来加热的炉腔组成。催化剂管布置在炉腔中并填充有催化材料。催化剂管大多成平行间隔的组地在炉腔中竖直地安设，其中，它们分成多个水平的行。炉腔中的热量传递至催化剂管，而从上方向催化剂管供给进给气体。所引入的气体在催化剂管中受热，并发生用于生产产物气体的反应。从蒸汽和天然气中获得例如比和CO。为了排放产物气体，具有水平地延伸且与催化剂管垂直的收集管一一所谓的纵向收集管一一的排气系统连接到所述催化剂管，纵向收集管从主收集管线中的单个催化剂管及其管束收集产物气体。在所谓的热排气系统中，接纳催化剂管的产物气体的第一收集管和将来自第一收集管的产物气体束集成一条管线的下游主收集管在内侧是不绝缘的，而排气系统作为一个整体与外部热绝缘，使得收集管的温度和主出口的外壁的温度与重整的产物气体的温度大体对应。排气系统的壳体因而必须承受产物气体的全部热量。首先，不利的是，高温输入导致材料发生热膨胀，这可以大大破坏系统的结构完整性。该破坏甚至由循环冷却阶段增大。当竖直对齐的催化剂管与下面的收集管通过焊接接头等牢固地连接时，上述这些影响是尤其重大的。由热输入引起的位移和热膨胀导致在部件之间的连接区域产生大的负荷和应力峰值。此外，也有与水平和竖直位移相关的变形，这还给系统造成负担。为消除这些影响，使用称为“Pigtail”的弯管。该弯管将催化剂管与配置在催化剂管下面的水平纵向收集管连接并且能够补偿纵向收集管的水平和垂直的膨胀以及位移。但是，无法避免的是，弯管补偿器的加热和冷却阶段导致应力，该应力被引入收集管。这可造成塑性变形，从而使纵向收集管被水平地移位和在催化剂管的方向上被拉或提升。为了补偿材料膨胀，催化剂管的数量必须减少，这限制了可安装在蒸汽重整炉的内部的催化剂管的数量。在所谓的冷排气系统中，排气系统的内部，纵向收集管和主出口管线设置有热绝缘层。由于衬里，集管的外表面上的温度比较低。在这些系统中，补偿的Pigtail连接器因此可省略，从而使催化剂管直接通向排气系统中。但是，对于直接式连接，必要的是，纵向收集管在一侧上设置有多个连接开口，这在关于所述管的内部中的绝热衬里方面变得复杂和困难，使得绝缘不是均匀分布的。这会导致排气系统或纵向收集管的上部和下部结构中的热分布不对称，使得纵向收集管发生变形和偏移，从而甚至发生破裂。因此，这种系统的结构还涉及相对较高的成本。例如US 4，647，436 A描述了一种管状重整炉，其中反应或催化剂管在底部延伸至炉的外面并在炉的外侧通向收集管线中。相应地，穿过炉壁形成引导穿过装置(lead-through)必须考虑在催化剂管的水平和竖直方向上的由热量引起的移位。为了避免损坏和破裂，所述引导穿过装置的尺寸都相应地很大，从而允许所述排气系统的移位。但是，尤其是在这些点处，可能会发生泄漏，使得空气流入炉内，这造成炉内巨大的热量损失并对所需的反应产生负面影响。冷/热排气系统示出了第三组排气系统，并且是混合的形式。在这些系统中，排气系统包括内侧绝缘上的导管和内侧上不绝缘的导管。各个催化剂管与非绝缘收集管线连接，这是由于热的产物气体具有相对较热的外壁。在收集管和催化剂管之间的连接是经由Pigtail连接件实现的，该连接件具有小直径。存在已知的排气系统，在该排气系统中平行地布置的催化剂管安设成以行形成组，其中每行被连接至水平的纵向收集管。纵向收集管在中心与内部有衬里的同轴主收集管连接。总体上，该系统设置有两个这样的主收集管，其在一端处接合并通向重整器的一端的主出口管线。Pigtail连接件以及热壁和冷壁收集管均布置在炉外。在其他冷/热排气系统中，主收集管布置成与纵向收集管不同轴，而横向于纵向收集管。除了用于催化剂管的上端口，所述纵向收集管具有用于横向收集器的侧端口，其中，用于所述催化剂管的端口不均匀地分布在横向端口的两侧上。纵向收集器束集催化剂管的产物气体并借助于横向收集器连结至一个管线，其中，横向连接器用作主排放管线。由于该混合系统和所述管道的材料中的巨大的温度差异，在系统中获得不同的大的热膨胀，这在排气系统的众多部件上施加了机械负荷。高负荷特别地导致热排气系统的收集管的最大长度和结构最大限度可承受的温度受到限制。因此，本技术的目的是改进排气系统的蒸汽重整器对热负荷和膨胀的抵抗。
技术实现思路
根据本技术，该目的是这样解决的，横向收集器相对于纵向收集管居中地布置在纵向收集管的背离端口的一侧上。在纵向收集管下面的横向收集器的中心布置导致纵向收集管从横向收集器的轴线与纵向收集管的轴线的相交点延伸相等的长度。这种结构的优点特别示出了当使用多个纵向收集管时，多个纵向收集管的横向收集器收集实际意义上的产物气体，并且不排放该产物气体，随之将产生分布在各个位置上的高热区域，这导致强大的局部热输入并且给系统造成负担。在相互平行并以共面方式、即在一个共同的平面内延伸的多个纵向收集管中，纵向收集管的中心在轴向方向上位于共用线上，该共用线横向于纵向收集管的轴线而延伸。催化剂管以平行的行形成组，每一个行连接至一个纵向收集管。由于这种结构，热量在纵向收集管中对称地分布，使得所述纵向收集管的热膨胀在相反的方向上从连接点均匀地水平地延伸到横向收集器，从而降低了变形倾向。即使发生由于高温形成的强烈的变形，排气系统的完整性也可保持稳定。优选地，每个所述纵向收集管均具有相同的长度。优选地，所述纵向收集管借助于至少一个T形件连接至横向收集器，该T形件将所述纵向收集管分成具有相同长度的部段。经由T形件，可搭接在热和冷系统之间的过渡，其中连接件的耐用性被保证，即使在巨大的温差下。T形件吸收系统中的最大的应力。根据本技术的另一实施例，催化剂管可直接地连接至纵向收集管。与现有技术已知的系统不同的是，在现有技术已知的系统中，布置在纵向收集管下面的横向收集器与纵向收集管经由Pigtails连接，这种Pigtails可在这里省略，因此排除了由Pigtails的变形产生的影响。在本技术的另一实施例中，纵向收集管与外面热绝缘。每一个纵向收集管优选布置在至少部分围绕纵向收集管的绝缘箱中。因此，热可包封在炉中并且热损失可保持很低。已发现特别有利的是，绝缘箱具有可在炉腔的方向上打开的盖。因此，可防止纵向收集管暴露至炉的全部辐射热量。本技术的目的还由一种用于支承蒸汽重整器的排气系统的支撑装置解决，该支撑装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于蒸汽重整器的排气系统，该排气系统包括至少一个纵向收集管(2)和一横向收集器(3)，其中沿着所述纵向收集管(2)的纵向轴线(5)设置有用于连接至催化剂管的端口(7)，该端口在连接条件下相互平行地且与纵向收集管(2)垂直地对齐，所述横向收集器(3)连接至所述至少一个纵向收集管(2)并具有与所述至少一个纵向收集管(2)垂直且与催化剂管垂直地延伸的纵向轴线(4)，其中所述纵向收集管(2)作为热排气系统而形成并且横向收集器(3)作为冷排气系统而形成，其特征在于，所述横向收集器(3)相对于所述纵向收集管(2)居中地布置在纵向收集管(2)的背离端口(7)的一侧。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·考西亚，L·施皮斯，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：新型
国别省市：法国;FR