气气换热型等温反应器制造技术

本发明专利技术公开了气气换热型等温反应器，在外壳上设有热合成气入口、冷合成气出口、热合成气出口和冷合成气进口；气体分布器设在热合成气入口处，气体径向分布筒和集气筒设在气体分布器与热合成气出口之间；气体径向分布筒和集气筒沿外壳的轴线方向延伸，集气筒设置在气体径向分布筒的中心，集气筒的下端连通热合成气出口；集束管组合件设在气体径向分布筒和集气筒之间且沿外壳的轴线方向延伸，集束管组合件的上端与冷合成气出口连通，下端与冷合成气进口连通，集束管组合件由集束管围成一个用于放置催化剂的空腔，所述空腔为上、下两端收缩，中间大的空腔；本发明专利技术运行温度平稳、气体分布均匀、可以大型化和不易泄漏。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工设备
，是一种立式组合式反应器，具体地说是一种高效轴向或径向运用气冷移走热量的气气换热型等温反应器。
技术介绍
目前，化学反应器种类繁多，运用气体移走热量的此类换热型等温反应器结构上大体都是使用大管板的管壳式反应器。它的缺点是使用大管板，制造上不宜大型化、焊点多，同时这种结构主要都是轴向塔，因而塔阻力大。即使免强作为径向反应器，它的气体也是从外向内分布，气体分布极不均匀。综上所述，目前的此类气气换热型等温反应器存在的主要缺点是：泄漏点多、安全性差、气体分布不均匀、不易大型化、反应器造价昂贵。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有气气换热型等温反应器泄漏点多、安全性差、气体分布不均匀、不易大型化、反应器造价昂贵等问题，而设计的一种运行温度平稳、气体分布均匀、可以大型化和不易泄漏的立式气气换热型等温反应器。本专利技术的具体技术方案如下：当原料气以径向流时，气气换热型等温反应器，包括外壳，在外壳的顶部设有热合成气入口和冷合成气出口，外壳的底部设有热合成气出口和冷合成气进口；在所述外壳内设有集束管组合件、气体分布器、气体径向分布筒和集气筒；气体分布器设在热合成气入口处，气体径向分布筒和集气筒设在气体分布器与热合成气出口之间；气体径向分布筒和集气筒沿外壳的轴线方向延伸，集气筒设置在气体径向分布筒的中心，集气筒的下端连通热合成气出口；集束管组合件设在气体径向分布筒和集气筒之间且沿外壳的轴线方向延伸，集束管组合件的上端与冷合成气出口连通，下端与冷合成气进口连通，集束管组合件由集束管围成一个用于放置催化剂的空腔，所述空腔为上、下两端收缩，中间大的空腔；在气体径向分布筒内设置有兼具折流作用和固定集束管的固定架；固定架设置在气体径向分布筒内的中间部，固定架可以采用钢质的杆件来制作，并将杆件固定在一个圆环上，该圆环固定在气体径向分布筒的内壁上，杆件垂直于集束管；或者直接将杆件固定在气体径向
分布筒的内壁上，并使杆件与集束管垂直；集束管固定在杆件上，固定方式可以采用管卡、管夹或类似部件将集束管固定在杆件上；由于杆件与集束管垂直，在热合成气经过杆件时，杆件会起到扰动的作用，起到折流作用，使该换热器成为折流杆式换热器；集束管组合件的管程用于冷合成气行走，壳程用于热合成气行走，原料气经冷合成气进口进入集束管组合件的管程，经冷合成气出口流出，然后经热合成气入口进入集束管组合件的壳程，反应后经热合成气出口流出，冷合成气和热合成气通过集束管组合件完成换热。本方案中，采用集束管的传热方式，集束管内外的气体交错流动，进行热量交换，使反应器内的温度保持平稳；由于集束管被固定在固定架上，减少了集束管的振动，避免了个别集束管抵靠在一起，影响反应的顺利进行。原料气经气体分布器分布后，在集束管之间进行多向侧流，整个原料气的流动方向由外向内流动，使原料气的反应更充分，产量提高。集束管内的流动的冷合成气和集束管外的流动的热合成气为同一种气体，管内外的压差较少，提高了整个反应器的运行安全度。反应器在运行时，冷合成气从冷合成气进口进入，从冷合成气出口流出，热合成气通过气体分布器后，经气体径向分布筒进入到集束管间，在催化剂的作用下发生反应，反应后的热合成气进入集气筒，然后从外壳下部流出；反应产生的热量被集束管中的冷合成气带走。进一步，所述集束管组合件至少分为三个集束管组，冷合成气出口和冷合成气进口的数量均与集束管组的数量相同并一一对应；每个集束管组的上端与对应的冷合成气出口之间设置有一个上管板、一个上封头和金属膨胀节，所述上管板与相应的上封头固定连接，上管板与上封头之间形成第一空腔，每个集束管组的上端固定在相应的上管板上，并依次经上封头和金属膨胀节连通冷合成气出口；每个集束管组的下端与对应的冷合成气进口之间设置有一个下管板和一个下封头，所述下管板与相应的下封头固定连接，下管板与下封头之间形成第二空腔，每个集束管组的下端固定在相应的下管板上，并经下封头连通冷合成气进口。将集束管组合件进行分组，每个集束管组设置对应的下管板、下封头、上管板、上封头和金属膨胀节后，避免使用单独的大管板以及相应的附件，降低了反应器组成部件的尺寸，无需采用特殊的定制件，可以使用常规的标准件，例如小型的标准的管板、封头以及相应附件，这不但有利于提高部件的加工精度，并降低反应器的安装难度，有利于提高反应器的安装精度，同时提高了组成部件的互换性，可降低反应器的维护成本；将集束管组合件进行分组，降低了安装难度，可提高反应器的直径，扩大单个反应器的反应容量。金属膨胀节能够消除相应管道由于温度变化而引起的变形，保证了反应器的安全性。进一步，所述集束管组合件的集束管为折弯的不锈钢管，集束管均匀布置。将普通的不锈钢管折弯后制作集束管，避免采用焊接方式制作集束管，可减少焊缝的数量，不但减少了焊材的使用，减少了泄露点，还降低了焊缝的检测时间和检测费用，提高了反应器的制作效率，降低了制造费用。进一步，在外壳的下端设置有用于检修人员进出和催化剂自卸的多功能口，多功能口的设置可以减少外壳上开孔的数量，提高了外壳的强度，减少了外壳上焊缝的总量，保证了外壳的密封性。当反应气以轴向流时，气气换热型等温反应器，包括外壳，在外壳的顶部设有热合成气入口和冷合成气出口，外壳的底部设有热合成气出口和冷合成气进口；在所述外壳内设有集束管组合件、气体分布器和集气室；气体分布器设在热合成气入口处，集气室连通热合成气出口；集束管组合件设在热合成气入口与集气室之间且沿外壳的轴线方向延伸，集束管组合件的上端与冷合成气出口连通，下端与冷合成气进口连通，集束管组合件由集束管围成一个用于放置催化剂的空腔，所述空腔为上、下两端收缩，中间大的空腔；在外壳内设置有兼具折流作用和固定集束管的固定架；固定架设置在外壳内的中间部；固定架可以采用钢质的杆件来制作，并将杆件固定在一个圆环上，该圆环固定在外壳的内壁上；或者直接将杆件固定在外壳的内壁上。集束管固定在杆件上，固定方式可以采用管卡、管夹或类似部件将集束管固定在杆件上；由于杆件与集束管垂直，在热合成气经过杆件时，杆件会起到扰动的作用，起到折流作用，使该换热器成为折流杆式换热器；集束管组合件的管程用于冷合成气行走，壳程用于热合成气行走，原料气经冷合成气进口进入集束管组合件的管程，经冷合成气出口流出，然后经热合成气入口进入集束管组合件的壳程，反应后经热合成气出口流出，冷合成气和热合成气通过集束管组合件完成换热。本方案中，采用集束管的传热方式，集束管内外的气体交错流动，进行热量交换，使反应器内的温度保持平稳；由于集束管被固定在固定架上，减少了集束管的振动，避免了个别集束管抵靠在一起，影响反应的顺利进行。原料气经气体分布器分布后，在集束管之间进行多向侧流，整个原料气的流动方向由外向内流动，使原料气的反应更充分，产量提高。集束管内的流动的冷合成气和集束管外的流动的热合成气为同一种气体，管内外的压差较少，提高了整个反应器的运行安全度。反应器在运行时，冷合成气从冷合成气进口进入，从冷合成气出口流出，热合成气通过气体分布器后，进入到集束管间，在催化剂的作用下发生反应，反应后的热合成气进入集气室，然后从外壳下部流出；反应产生的热量被集束管中的冷合成气带走。进一步，所述集束管组合件至少分本文档来自技高网...

【技术保护点】
气气换热型等温反应器，包括外壳(3)，在外壳的顶部设有热合成气入口(1)和冷合成气出口(15)，外壳的底部设有热合成气出口(8)和冷合成气进口(7)，其特征在于，在所述外壳内设有集束管组合件(12)、气体分布器(14)、气体径向分布筒(9)和集气筒(10)；气体分布器(14)设在热合成气入口(1)处，气体径向分布筒(9)和集气筒(10)设在气体分布器(14)与热合成气出口(8)之间；气体径向分布筒(9)和集气筒(10)沿外壳的轴线方向延伸，集气筒(10)设置在气体径向分布筒(9)的中心，集气筒(10)的下端连通热合成气出口(8)；集束管组合件(12)设在气体径向分布筒(9)和集气筒(10)之间且沿外壳的轴线方向延伸，集束管组合件(12)的上端与冷合成气出口(15)连通，下端与冷合成气进口(7)连通，集束管组合件(12)由集束管围成一个用于放置催化剂的空腔，所述空腔为上、下两端收缩，中间大的空腔；在气体径向分布筒(9)内设置有兼具折流作用和固定集束管的固定架(21)；集束管组合件(12)的管程用于冷合成气行走，壳程用于热合成气行走，原料气经冷合成气进口(7)进入集束管组合件(12)的管程，经冷合成气出口(15)流出，然后经热合成气入口(1)进入集束管组合件(12)的壳程，反应后经热合成气出口(8)流出，冷合成气和热合成气通过集束管组合件(12)完成换热。...

【技术特征摘要】
1.气气换热型等温反应器，包括外壳(3)，在外壳的顶部设有热合成气入口(1)和冷合成气出口(15)，外壳的底部设有热合成气出口(8)和冷合成气进口(7)，其特征在于，在所述外壳内设有集束管组合件(12)、气体分布器(14)、气体径向分布筒(9)和集气筒(10)；气体分布器(14)设在热合成气入口(1)处，气体径向分布筒(9)和集气筒(10)设在气体分布器(14)与热合成气出口(8)之间；气体径向分布筒(9)和集气筒(10)沿外壳的轴线方向延伸，集气筒(10)设置在气体径向分布筒(9)的中心，集气筒(10)的下端连通热合成气出口(8)；集束管组合件(12)设在气体径向分布筒(9)和集气筒(10)之间且沿外壳的轴线方向延伸，集束管组合件(12)的上端与冷合成气出口(15)连通，下端与冷合成气进口(7)连通，集束管组合件(12)由集束管围成一个用于放置催化剂的空腔，所述空腔为上、下两端收缩，中间大的空腔；在气体径向分布筒(9)内设置有兼具折流作用和固定集束管的固定架(21)；集束管组合件(12)的管程用于冷合成气行走，壳程用于热合成气行走，原料气经冷合成气进口(7)进入集束管组合件(12)的管程，经冷合成气出口(15)流出，然后经热合成气入口(1)进入集束管组合件(12)的壳程，反应后经热合成气出口(8)流出，冷合成气和热合成气通过集束管组合件(12)完成换热。2.根据权利要求1所述的气气换热型等温反应器，其特征在于，所述集束管组合件(12)至少分为三个集束管组，冷合成气出口和冷合成气进口的数量均与集束管组的数量相同并一一对应；每个集束管组的上端与对应的冷合成气出口(15)之间设置有一个上管板、一个上封头(13)和金属膨胀节(20)，所述上管板与相应的上封头固定连接，上管板与上封头之间形成第一空腔，每个集束管组的上端固定在相应的上管板上，并依次经上封头(13)和金属膨胀节(20)连通冷合成气出口(15)；每个集束管组的下端与对应的冷合成气进口(7)之间设置有一个下管板和一个下封头(5)，所述下管板与相应的下封头固定连接，下管板与下封头之间形成第二空腔，每个集束管组的下端固定在相应的下管板上，并经下封头(5)连通冷合成气进口(7)。3.根据权利要求1所述的气气换热型等温反应器，其特征在于，所述集束管组合件(12)的集束管为折弯的不锈钢管，集束管均匀布置。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢健，聂忠峰，王智，王雪林，
申请(专利权)人：南京聚拓化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32