專利名稱：焦?fàn)t氣重整轉(zhuǎn)化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣固相物料接觸反應(yīng)裝置，尤其指一種氣體與固體顆粒在高溫密 閉狀態(tài)下的反應(yīng)裝置，如焦?fàn)t氣重整轉(zhuǎn)化爐。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，焦?fàn)t氣重整轉(zhuǎn)化爐大多采用催化部分氧化工藝，設(shè)備典型結(jié)構(gòu)如圖7 所示。設(shè)備的最上端是一個燒嘴11，同時也是氧氣與蒸汽的混合氣進(jìn)口，燒嘴11與轉(zhuǎn)化爐 主體4采用螺栓連接，連接法蘭的下方為對稱布置的兩個焦?fàn)t氣進(jìn)口 7，再往下是一個變徑 段，變徑段的下方為放置催化劑的床層，也是焦?fàn)t氣重整轉(zhuǎn)化爐的核心部分，即轉(zhuǎn)化爐內(nèi)腔 6，床層的下方是一個固定式的催化劑支承裝置，再往下是變徑收口段，設(shè)備的最下面，左側(cè) 是人孔，右側(cè)是轉(zhuǎn)化氣出口 5?，F(xiàn)有技術(shù)的焦?fàn)t氣重整轉(zhuǎn)化爐工作原理為兩側(cè)焦?fàn)t氣進(jìn)口 7進(jìn)來的焦?fàn)t氣與由 燒嘴11進(jìn)來的氧氣和蒸汽混合氣在設(shè)備上部空腔內(nèi)發(fā)生部分氧化反應(yīng)，反應(yīng)后的氣體進(jìn) 入轉(zhuǎn)化爐內(nèi)腔6，與固定于催化劑支承裝置上部的催化劑發(fā)生重整轉(zhuǎn)化反應(yīng)，最后，重整轉(zhuǎn) 化后的氣體由轉(zhuǎn)化氣出口 5送入后序系統(tǒng)。由于設(shè)備采用固定床，催化劑在轉(zhuǎn)化爐主體4內(nèi) 堆積固定不動，使用過程中需定期停車更換，而且所使用催化劑價格昂貴；由于轉(zhuǎn)化爐主體 結(jié)構(gòu)存在死區(qū)，焦?fàn)t氣單方向流經(jīng)催化劑床層，故催化劑利用率低下。諸多結(jié)構(gòu)上的弊端造 成傳統(tǒng)轉(zhuǎn)化爐設(shè)備存在以下缺點(diǎn)焦?fàn)t氣要求預(yù)熱，須滿足活性要求和露點(diǎn)要求；設(shè)備配 套工藝過程復(fù)雜；由于需要更換催化劑，設(shè)備不能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)化前需要去除焦?fàn)t氣中有 害物，以確保催化劑的使用壽命；由于催化劑床層固定不動，造成設(shè)備阻力大，動力消耗大； 二次污染嚴(yán)重；合成氫碳比在2. 6 2. 7之間，需補(bǔ)碳；綜合運(yùn)營成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提供一種焦?fàn)t氣重整轉(zhuǎn)化爐，解決現(xiàn) 有技術(shù)的焦?fàn)t氣重整轉(zhuǎn)化爐由于設(shè)備采用固定床，催化劑在轉(zhuǎn)化爐主體內(nèi)固定不動，設(shè)備 阻力大，動力消耗大；由于轉(zhuǎn)化爐主體結(jié)構(gòu)存在死區(qū)，焦?fàn)t氣單方向流經(jīng)催化劑床層，催化 劑利用率低；由于需要更換催化劑，設(shè)備不能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，綜合運(yùn)營成本高等問題。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種焦?fàn)t氣重整轉(zhuǎn)化爐，包括轉(zhuǎn)化爐主體，主體中央的轉(zhuǎn)化爐內(nèi)腔，與內(nèi)腔連通 的轉(zhuǎn)化氣出口管，對稱布置于轉(zhuǎn)化爐主體兩側(cè)的焦?fàn)t氣進(jìn)口，以及燒嘴，其特征在于所述 轉(zhuǎn)化爐主體上方設(shè)有雙鐘罩加料機(jī)，雙鐘罩加料機(jī)與轉(zhuǎn)化爐主體之間設(shè)置汽封，轉(zhuǎn)化爐主 體的兩翼分別連接燒嘴，轉(zhuǎn)化爐主體的下方通過十字鋼梁連接爐篦及傳動裝置，在爐篦的 下方設(shè)置灰斗。所述轉(zhuǎn)化爐主體的上端設(shè)有與汽封連接的催化劑進(jìn)口 ；所述轉(zhuǎn)化氣出口管設(shè)在轉(zhuǎn) 化爐主體上部，其進(jìn)口端位于轉(zhuǎn)化爐內(nèi)腔的中心線；所述焦?fàn)t氣進(jìn)口有兩個，對稱地設(shè)置在 所述轉(zhuǎn)化爐主體中下部，與所述轉(zhuǎn)化爐內(nèi)腔連通；在所述轉(zhuǎn)化爐內(nèi)腔的焦?fàn)t氣進(jìn)口下部呈錐形腔體，錐形腔體的下端設(shè)置水夾套。所述雙鐘罩加料機(jī)由迷宮閥、插板閥、滾筒閥，料倉殼體、上閥、下閥、上閥板、下閥 板、上閥桿、下閥桿及氣動系統(tǒng)組成，所述迷宮閥設(shè)在雙鐘罩加料機(jī)的最頂端，用螺栓與插 板閥連接，所述插板閥的下方與滾筒閥螺栓連接，所述滾筒閥與料倉殼體螺栓連接，所述料 倉殼體的上端設(shè)置上閥板，所述上閥板與上閥配合，所述上閥由上閥桿支承，所述料倉殼體 的下端設(shè)置下閥板，所述下閥板與下閥配合，所述下閥由下閥桿支承，所述料倉殼體的兩側(cè) 是氣動系統(tǒng)，所述氣動系統(tǒng)與所述上閥桿、所述下閥桿分別采用連桿連接。所述汽封由進(jìn)汽口、外環(huán)管、布汽管及布汽環(huán)板構(gòu)成，所述外環(huán)管是位于汽封外圍 的蒸汽環(huán)管，所述外環(huán)管上設(shè)有一個進(jìn)汽口和六根布汽管，所述布汽環(huán)板通過六根布汽管 與外環(huán)管連通。所述爐篦由風(fēng)帽、輔助層、支架、爐篦主軸、十字鋼梁組成，所述風(fēng)帽位于爐篦的最 上面，所述輔助層有三層，并由支架支承，所述支架固定于爐篦主軸上，所述爐篦主軸固定 在十字鋼梁上。所述灰斗由圓盤閥、殼體、氣動裝置及翻板閥構(gòu)成，所述圓盤閥位于灰斗的最上 端，所述圓盤閥與所述殼體采用螺栓連接，所述殼體的最下端設(shè)置了翻板閥，所述圓盤閥、 翻板閥均由連桿與所述氣動裝置連接。本發(fā)明由于采用移動床，催化劑由原來的靜態(tài)變?yōu)閯討B(tài)；由于采用廉價消耗性催 化劑，故為焦?fàn)t氣重整轉(zhuǎn)化爐設(shè)置了催化劑自動更新系統(tǒng)，使得催化劑床層始終維持在所 需高度與所需活性。轉(zhuǎn)化過程中，由爐篦及傳動裝置托住并帶動催化劑床層在轉(zhuǎn)化爐主體 內(nèi)發(fā)生不間斷運(yùn)動，讓催化劑顆粒來回翻滾，擾亂焦?fàn)t氣的流向和流速，使其在整個催化劑 床層內(nèi)的布?xì)飧泳鶆?，讓其在整個床層內(nèi)不會存在死區(qū)。催化劑翻滾彼此觸碰使得催化 劑表層不斷更新，更有利于和流經(jīng)其表面的焦?fàn)t氣充分接觸，提高反應(yīng)效率以及轉(zhuǎn)化率。同 時催化劑發(fā)生不間斷運(yùn)動，更有利于轉(zhuǎn)化氣順利通過其床層，使焦?fàn)t氣通過催化劑床層的 阻力減小，降低能耗。本發(fā)明由原來的一個燒嘴改為對稱布置兩個燒嘴，這樣使焦?fàn)t氣經(jīng)過催化劑床層 時布?xì)飧泳鶆?，能夠流?jīng)整個催化劑床層，并與催化劑充分接觸，使得焦?fàn)t氣的轉(zhuǎn)化率有 所提高。本發(fā)明與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)化爐相比的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備催化劑更換無需停車，保證了生產(chǎn)的連 續(xù)性；轉(zhuǎn)化率較高，設(shè)備配套工藝過程簡單；轉(zhuǎn)化前無需脫除有害物；阻力小，動力消耗??； 二次污染較輕；不需補(bǔ)碳；綜合運(yùn)營成本較低。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是雙鐘罩加料機(jī)及汽封主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是汽封俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是爐篦結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是灰斗結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是轉(zhuǎn)化爐主體結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是傳統(tǒng)轉(zhuǎn)化爐典型結(jié)構(gòu)示意圖。
4
以下結(jié)合附圖通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。如圖1所示，一種焦?fàn)t氣重整轉(zhuǎn)化爐，由雙鐘罩加料機(jī)1、汽封2、催化劑進(jìn)口 3、轉(zhuǎn) 化爐主體4、轉(zhuǎn)化氣出口 5、轉(zhuǎn)化爐內(nèi)腔6、焦?fàn)t氣進(jìn)口 7、水夾套8、爐篦9、灰斗10、燒嘴11 組成一個整體，所述轉(zhuǎn)化爐主體4上方設(shè)有雙鐘罩加料機(jī)1，雙鐘罩加料機(jī)1與轉(zhuǎn)化爐主體 4之間設(shè)置汽封2，轉(zhuǎn)化爐主體4的兩翼分別連接燒嘴11，轉(zhuǎn)化爐主體4的下方通過十字鋼 梁連接爐篦9及傳動裝置，在爐篦9的下方設(shè)有灰斗10。如圖2所示，所述雙鐘罩加料機(jī)1為雙鐘罩堆焊硬質(zhì)合金線密封加料機(jī)，其作用是 將催化劑加入主體轉(zhuǎn)化爐，同時避免轉(zhuǎn)化氣外泄。所述雙鐘罩加料機(jī)1由迷宮閥1-1、插板閥1-2、滾筒閥1-3，料倉殼體1-4、上閥 1-5、下閥1-6、上閥板1-7、下閥板1-8、上閥桿1-9、下閥桿1-10及氣動系統(tǒng)1-11組成。所 述迷宮閥1-1設(shè)在雙鐘罩加料機(jī)1的最頂端，用螺栓與插板閥1-2連接，所述插板閥1-2的 下方與滾筒閥1-3螺栓連接，所述滾筒閥1-3與料倉殼體1-4螺栓連接，所述料倉殼體1-4 的上端設(shè)置上閥板1-7，所述上閥板1-7與上閥1-5配合，所述上閥1-5由上閥桿1-9支承， 所述料倉殼體1-4的下端設(shè)置下閥板1-8，所述下閥板1-8與下閥1-6配合，所述下閥1-6 由下閥桿1-10支承，所述料倉殼體1-4的兩側(cè)設(shè)置氣動系統(tǒng)1-11，所述氣動系統(tǒng)1-11與所 述上閥桿1-9、所述下閥桿1-10分別采用連桿連接。如圖3所示，所述汽封2環(huán)繞催化劑進(jìn)口布置，以避免加催化劑時轉(zhuǎn)化氣外泄，同 時起冷卻作用，保證催化劑入口處不會超溫。所述汽封2由進(jìn)汽口 2-1、外環(huán)管2-2、布汽管2-3及布汽環(huán)板2-4構(gòu)成，所述外環(huán) 管2-2是蒸汽環(huán)管位于汽封2的外圍，所述外環(huán)管2-2上設(shè)有一個進(jìn)汽口 2-1和六根布汽 管2-3，所述布汽環(huán)板2-4通過六根布汽管2-3與外環(huán)管2-2連通。如圖4所示，所述的爐篦9主要是托住催化劑并使催化劑顆粒發(fā)生不間斷運(yùn)動，以 利于焦?fàn)t氣和催化劑表面良好接觸，順利、均勻通過一定厚度的催化劑床層，同時把利用后 的消耗性催化劑殘渣排到灰箱。所述爐篦9由風(fēng)帽9-1、輔助層9-2、支架9_3、爐篦主軸9_4、十字鋼梁9_5組成， 所述風(fēng)帽9-1位于爐篦的最上面，所述輔助層9-2有三層，并由支架9-3支承，所述支架9-3 固定于爐篦主軸9-4上，所述爐篦主軸9-4固定在十字鋼梁9-5上，十字鋼梁固定于轉(zhuǎn)化爐 主體內(nèi)壁臺階上。如圖5所示，所述灰斗10為雙閥鎖氣出渣裝置，其作用是將使用后的催化劑殘渣 排出轉(zhuǎn)化爐，并保證轉(zhuǎn)化氣不外泄。所述灰斗10由圓盤閥10-1、殼體10-2、氣動裝置10-3及翻板閥10-4構(gòu)成，所述 圓盤閥10-1位于灰斗10的最上端，所述圓盤閥10-1與所述殼體10-2采用螺栓連接，所述 殼體10-2的最下端設(shè)置了翻板閥10-4，所述圓盤閥10-1、翻板閥10-4均由連桿與所述氣 動裝置10-3連接。如圖6所示，所述轉(zhuǎn)化爐主體4的上端設(shè)有與汽封2連接的催化劑進(jìn)口 3 ；所述轉(zhuǎn) 化氣出口管5設(shè)在轉(zhuǎn)化爐主體4上部，其進(jìn)口端位于轉(zhuǎn)化爐內(nèi)腔6的中心線，保證轉(zhuǎn)化氣均 勻分布，并與催化劑良好接觸，不會形成死區(qū)，同時在其下方形成一個自然空腔，此空腔有 利于轉(zhuǎn)化氣在此處聚集、沉降，減少轉(zhuǎn)化氣帶出物，同時也避免了上升過程中的高溫轉(zhuǎn)化氣 與轉(zhuǎn)化氣出口管上部殘存轉(zhuǎn)化氣混合發(fā)生熱量交換，使轉(zhuǎn)化氣出口管以上的溫度維持在有利于設(shè)備運(yùn)行的區(qū)間；所述焦?fàn)t氣進(jìn)口 7有兩個，對稱地設(shè)置在所述轉(zhuǎn)化爐主體4中下部， 與所述轉(zhuǎn)化爐內(nèi)腔6連通；在所述轉(zhuǎn)化爐內(nèi)腔6的焦?fàn)t氣進(jìn)口 7下部呈錐形腔體6-1，可使 利用后的催化劑順利下行，不至于殘留在焦?fàn)t氣進(jìn)口的空腔內(nèi)，保證焦?fàn)t氣順利通過催化 劑床層并與催化劑保持良好接觸、均勻分布；錐形腔體6-1的下端設(shè)置了水夾套8，用來降 低經(jīng)高溫反應(yīng)后催化劑殘渣的溫度，以保證下面爐篦及其他附件的正常運(yùn)行。本發(fā)明的工作原理經(jīng)過篩分的催化劑經(jīng)插板閥1-2溜進(jìn)滾筒閥1-3內(nèi)，然后再溜入雙鐘罩加料機(jī)1。 雙鐘罩加料機(jī)1運(yùn)行過程可分為三步①.當(dāng)需要加催化劑時，由氣動系統(tǒng)1-11推動氣缸 將滾筒閥1-3與雙鐘罩加料機(jī)上閥1-5同時打開，使催化劑溜入料倉殼體1-4中。②當(dāng)溜 入雙鐘罩加料機(jī)中的催化劑量達(dá)到其殼體容積的2/3時，先關(guān)閉滾筒閥1-3，然后關(guān)閉雙鐘 罩加料機(jī)的上閥1-5。③此時氣動系統(tǒng)1-11推動氣缸打開雙鐘罩加料機(jī)的下閥1-6，待雙 鐘罩加料機(jī)中的催化劑全部溜入料倉殼體1-4后，關(guān)閉下閥1-6。下閥打開前先打開汽封 2，直到下閥完全關(guān)閉后關(guān)閉汽封2，以防止轉(zhuǎn)化氣外泄。從加料機(jī)出來的催化劑通過催化劑 進(jìn)口 3進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐主體4內(nèi)與焦?fàn)t氣進(jìn)口 7進(jìn)來的焦?fàn)t氣在轉(zhuǎn)化爐內(nèi)腔6發(fā)生高溫反應(yīng)， 反應(yīng)生成的轉(zhuǎn)化氣由轉(zhuǎn)化氣出口 5排出，反應(yīng)殘留的灰渣經(jīng)水夾套8冷卻后由爐篦9及傳 動裝置轉(zhuǎn)動排到下端灰箱，再由灰箱下到灰斗10。最后從灰斗排出?；叶烦龌視r，先打開灰 斗上端的圓盤閥10-1，灰箱內(nèi)的催化劑殘渣下到灰斗，此時關(guān)閉上端圓盤閥10-1，隨后打 開灰斗下端翻板閥10-4，催化劑殘渣從灰斗排出，關(guān)閉翻板閥10-4，便完成出灰。
權(quán)利要求
一種焦?fàn)t氣重整轉(zhuǎn)化爐，包括轉(zhuǎn)化爐主體(4)，主體中央的轉(zhuǎn)化爐內(nèi)腔(6)，與內(nèi)腔連通的轉(zhuǎn)化氣出口管(5)，對稱布置于轉(zhuǎn)化爐主體(4)兩側(cè)的焦?fàn)t氣進(jìn)口(7)，以及燒嘴(11)，其特征在于所述轉(zhuǎn)化爐主體(4)上方設(shè)有雙鐘罩加料機(jī)(1)，雙鐘罩加料機(jī)(1)與轉(zhuǎn)化爐主體(4)之間設(shè)置有汽封(2)，轉(zhuǎn)化爐主體(4)的兩翼分別連接燒嘴(11)，轉(zhuǎn)化爐主體(4)的下方通過十字鋼梁連接爐篦(9)及傳動裝置，在爐篦(9)的下方設(shè)有灰斗(10)。
2.按照權(quán)利要求1所述的焦?fàn)t氣重整轉(zhuǎn)化爐，其特征在于所述轉(zhuǎn)化爐主體(4)的上 端設(shè)有與汽封(2)連接的催化劑進(jìn)口(3)。
3.按照權(quán)利要求1所述的焦?fàn)t氣重整轉(zhuǎn)化爐，其特征在于所述轉(zhuǎn)化氣出口管(5)設(shè) 在轉(zhuǎn)化爐主體(4)上部，其進(jìn)口端位于轉(zhuǎn)化爐內(nèi)腔(6)的中心線。
4.按照權(quán)利要求1所述的焦?fàn)t氣重整轉(zhuǎn)化爐，其特征在于所述焦?fàn)t氣進(jìn)口(7)有兩 個，對稱地設(shè)置在所述轉(zhuǎn)化爐主體(4)中下部，與所述轉(zhuǎn)化爐內(nèi)腔(6)連通。
5.按照權(quán)利要求1所述的焦?fàn)t氣重整轉(zhuǎn)化爐，其特征在于在所述轉(zhuǎn)化爐內(nèi)腔(6)的 焦?fàn)t氣進(jìn)口(7)下部呈錐形腔體(6-1)，錐形腔體的下端設(shè)置了水夾套(8)。
6.按照權(quán)利要求1所述的焦?fàn)t氣重整轉(zhuǎn)化爐，其特征在于所述雙鐘罩加料機(jī)(1)由 迷宮閥(1-1)、插板閥(1-2)、滾筒閥(1-3)，料倉殼體(1-4)、上閥(1-5)、下閥(1-6)、上閥 板(1-7)、下閥板(1-8)、上閥桿(1-9)、下閥桿(1-10)及氣動系統(tǒng)(1-11)組成，所述迷宮閥 (1-1)設(shè)在雙鐘罩加料機(jī)(1)的最頂端，用螺栓與插板閥(1-2)連接，所述插板閥(1-2)的 下方與滾筒閥(1-3)螺栓連接，所述滾筒閥(1-3)與料倉殼體(1-4)螺栓連接，所述料倉殼 體(1-4)的上端設(shè)置上閥板(1-7)，所述上閥板(1-7)與上閥(1-5)配合，所述上閥(1-5) 由上閥桿(1-9)支承，所述料倉殼體(1-4)的下端設(shè)置下閥板(1-8)，所述下閥板(1-8)與 下閥(1-6)配合，所述下閥(1-6)由下閥桿(1-10)支承，所述料倉殼體(1-4)的兩側(cè)設(shè)置 氣動系統(tǒng)(1-11)，所述氣動系統(tǒng)(1-11)與所述上閥桿(1-9)、所述下閥桿(1-10)分別采用 連桿連接。
7.按照權(quán)利要求1所述的焦?fàn)t氣重整轉(zhuǎn)化爐，其特征在于所述汽封(2)由進(jìn)汽口 (2-1)、外環(huán)管(2-2)、布汽管(2-3)及布汽環(huán)板(2-4)構(gòu)成，所述外環(huán)管(2_2)是位于汽封 (2)外圍的蒸汽環(huán)管，所述外環(huán)管(2-2)上設(shè)有一個進(jìn)汽口(2-1)和六根布汽管(2-3)，所 述布汽環(huán)板(2-4)通過六根布汽管(2-3)與外環(huán)管(2-2)連通。
8.按照權(quán)利要求1所述的焦?fàn)t氣重整轉(zhuǎn)化爐，其特征在于所述爐篦(9)由風(fēng)帽 (9-1)、輔助層(9-2)、支架(9-3)、爐篦主軸(9-4)、十字鋼梁(9_5)組成，所述風(fēng)帽(9_1)位 于爐篦的最上面，所述輔助層(9-2)有三層，并由支架(9-3)支承，所述支架(9-3)固定于 爐篦主軸(9-4)上，所述爐篦主軸(9-4)固定在十字鋼梁(9-5)上。
9.按照權(quán)利要求1所述的焦?fàn)t氣重整轉(zhuǎn)化爐，其特征在于所述灰斗(10)由圓盤閥 (10-1)、殼體(10-2)、氣動裝置(10-3)及翻板閥(10-4)構(gòu)成，所述圓盤閥(10-1)位于灰斗 (10)的最上端，所述圓盤閥(10-1)與所述殼體(10-2)采用螺栓連接，所述殼體(10-2)的 最下端設(shè)置了翻板閥(10-4)，所述圓盤閥(10-1)、翻板閥(10-4)均由連桿與所述氣動裝置 (10-3)連接。
全文摘要
焦?fàn)t氣重整轉(zhuǎn)化爐，涉及一種氣固相物料接觸反應(yīng)裝置。本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備阻力大，動力消耗大，催化劑利用率低，綜合運(yùn)營成本高等問題。本發(fā)明的特征在于所述轉(zhuǎn)化爐主體上方設(shè)有雙鐘罩加料機(jī)，雙鐘罩加料機(jī)與轉(zhuǎn)化爐主體之間設(shè)置汽封，轉(zhuǎn)化爐主體的兩翼分別連接燒嘴，轉(zhuǎn)化爐主體的下方通過十字鋼梁連接爐篦及傳動裝置，在爐篦的下方設(shè)置灰斗。本發(fā)明提供了轉(zhuǎn)化率高、工藝過程簡單、阻力小、動力消耗少、綜合運(yùn)營成本低的一種氣體與固體顆粒在高溫密閉狀態(tài)下的反應(yīng)裝置。
文檔編號C01B3/38GK101891150SQ20101022436
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者張永發(fā), 王瑞軍, 董躍, 趙文軍, 趙武斌 申請人:太原重工股份有限公司