本實用新型涉及一種化工設(shè)備，特別涉及一種氨合成生產(chǎn)中的多床層低阻力催化反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
：目前，用于氨合成的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)種類繁多，但是在生產(chǎn)過程中經(jīng)常會發(fā)生觸媒粉粒隨反應(yīng)氣體不斷帶入反應(yīng)器中換熱器的換熱管管間并沉積在換熱管的管間和上下端部，使換熱管管間和換熱管的上下端部被觸媒粉粒堵死；運行中會導(dǎo)致反應(yīng)器的運行阻力不斷增大，設(shè)備易損壞，合成效率低，電耗高，設(shè)備使用壽命短，經(jīng)濟效益差。技術(shù)實現(xiàn)要素：本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種多床層低阻力催化反應(yīng)器，其運行阻力小，合成效率高，電耗低，使用壽命長。本實用新型是這樣實現(xiàn)的：一種多床層低阻力催化反應(yīng)器，它包括外筒及設(shè)置在外筒內(nèi)的內(nèi)筒，外筒和內(nèi)筒之間設(shè)有環(huán)隙，外筒的上部設(shè)有與環(huán)隙連通的未反應(yīng)氣進口，內(nèi)筒的軸心處設(shè)有中心管；所述內(nèi)筒的內(nèi)腔由上至下包括第一床層、第二床層和第三床層，第一床層和第二床層之間由隔板分隔，第二床層和第三床層之間由隔板分隔，第一床層中設(shè)有第一層間換熱器，第二床層中設(shè)有第二層間換熱器，第三床層中設(shè)有底部換熱器；所述第一層間換熱器、第二層間換熱器和底部換熱器均包括多個并排設(shè)置的換熱管，底部換熱器的下部換熱管管間與環(huán)隙連通以使未反應(yīng)氣經(jīng)環(huán)隙進入底部換熱器的換熱管管間并向上進入第二層間換熱器的換熱管管間和中心管的上端，所述外筒的上部設(shè)有安裝冷氣管的冷氣進口，冷氣管的一端插入第一層間換熱器的換熱管管間；所述第一層間換熱器的筒壁設(shè)有多個第一通氣孔，第一層間換熱器的上端蓋部經(jīng)第一通氣孔與第一床層連通以使經(jīng)第一床層反應(yīng)后的反應(yīng)氣進入第一層間換熱器的換熱管管內(nèi)并向下排出進入第二床層；所述第二層間換熱器的筒壁設(shè)有多個第二通氣孔，第二層間換熱器的上端蓋部經(jīng)第二通氣孔與第二床層連通以使經(jīng)第二床層反應(yīng)后的反應(yīng)氣進入第二層間換熱器的換熱管管內(nèi)并向下排出進入第三床層；所述底部換熱器的筒壁設(shè)有多個第三通氣孔，底部換熱器的上端蓋部經(jīng)第三通氣孔與第三床層連通以使經(jīng)第三床層反應(yīng)后的反應(yīng)氣進入底部換熱器的換熱管管內(nèi)并向下經(jīng)反應(yīng)器底端的反應(yīng)氣出口排出。為了實現(xiàn)未反應(yīng)氣在床層更好的反應(yīng)，所述第一床層、第二床層和第三床層均為徑向反應(yīng)段。為了便于未反應(yīng)氣流通，所述中心管的下端口位于底部換熱器的上部且與底部換熱器的換熱管管間連通以使未反應(yīng)氣經(jīng)底部換熱器的換熱管管間進入中心管；中心管的中段與第二層間換熱器的換熱管管間連通以使未反應(yīng)氣進入第二層間換熱器的換熱管管間，中心管的上端口位于第一床層的上部以使未反應(yīng)氣進入第一床層。為了防止外筒下部發(fā)生高溫氫脆，所述外筒的底部設(shè)有低溫保護氣入口。本實用新型多床層低阻力催化反應(yīng)器具有如下優(yōu)點：本實用新型采用將未反應(yīng)氣通過換熱器的換熱管管間和中心管向上進入反應(yīng)床層，經(jīng)反應(yīng)床層反應(yīng)后的反應(yīng)氣體進入換熱管的管內(nèi)向下排出，觸媒粉粒隨反應(yīng)氣體經(jīng)換熱管管內(nèi)一起流入下一床層，不會堵在換熱管的管間及上下端部，其具有運行阻力小，設(shè)備不易損壞，合成效率高，電耗低，使用壽命長及經(jīng)濟效益好的特點。附圖說明下面參照附圖結(jié)合實施例對本實用新型作進一步的說明。圖1是本實用新型多床層低阻力催化反應(yīng)器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中符號說明：1、外筒，2、內(nèi)筒，3、中心管，4、隔板，5、隔板，6、第一層間換熱器，7、第二層間換熱器，8、底部換熱器，10、環(huán)隙，11、未反應(yīng)氣進口，12、冷氣進口，13、保護氣入口，14、反應(yīng)氣出口，21、第一床層，22、第二床層，23、第三床層，61、第一通氣孔，71、第二通氣孔，81、第三通氣孔。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例來對本實用新型進行詳細的說明。請參閱圖1所示，一種多床層低阻力催化反應(yīng)器，它包括外筒1及設(shè)置在外筒1內(nèi)的內(nèi)筒2，外筒1和內(nèi)筒2之間設(shè)有環(huán)隙10，內(nèi)筒2的軸心處設(shè)有中心管3，外筒1的上部設(shè)有與環(huán)隙10連通的未反應(yīng)氣進口11，所述外筒1的上部設(shè)有安裝冷氣管的冷氣進口12，冷氣管的一端插入第一層間換熱器6內(nèi)部并置于換熱管的旁側(cè)。所述外筒1的低部設(shè)有低溫保護氣入口13。所述內(nèi)筒2的內(nèi)腔由上至下包括第一床層21、第二床層22和第三床層23，第一床層21和第二床層22之間由隔板4分隔，第二床層22和第三床層23之間由隔板5分隔，所述第一床層21、第二床層22和第三床層23均為徑向反應(yīng)段；第一床層21中設(shè)有第一層間換熱器6，第二床層22中設(shè)有第二層間換熱器7，第三床層23中設(shè)有底部換熱器8；所述第一層間換熱器6、第二層間換熱器7和底部換熱器8均包括多個并排設(shè)置的換熱管，底部換熱器8的下部與環(huán)隙10連通以使未反應(yīng)氣經(jīng)環(huán)隙10進入底部換熱器8的換熱管管間并向上進入第二層間換熱器7的換熱管管間和中心管3的上端；所述中心管3的下端口位于底部換熱器8的上部且與底部換熱器8的換熱管管間連通以使未反應(yīng)氣經(jīng)底部換熱器8的換熱管管間進入中心管3；中心管3的中段與第二層間換熱器7的換熱管管間連通以使未反應(yīng)氣進入第二層間換熱器7的換熱管管間，中心管3的上端口位于第一床層21的上部以使未反應(yīng)氣進入第一床層21。所述第一層間換熱器6的筒壁設(shè)有多個第一通氣孔61，第一層間換熱器6的上端蓋部經(jīng)第一通氣孔61與第一床層21連通以使經(jīng)第一床層21反應(yīng)后的反應(yīng)氣進入第一層間換熱器6的換熱管管內(nèi)并向下排出進入第二床層22；所述第二層間換熱器7的筒壁設(shè)有多個第二通氣孔71，第二層間換熱器7的上端蓋部經(jīng)第二通氣孔71與第二床層22連通以使經(jīng)第二床層22反應(yīng)后的反應(yīng)氣進入第二層間換熱器7的換熱管管內(nèi)并向下排出進入第三床層23；所述底部換熱器8的筒壁設(shè)有多個第三通氣孔81，底部換熱器8的上端蓋部經(jīng)第三通氣孔81與第三床層23連通以使經(jīng)第三床層23反應(yīng)后的反應(yīng)氣進入底部換熱器8的換熱管管內(nèi)并向下經(jīng)反應(yīng)氣出口14排出進入另一設(shè)備。本實用新型所述一種多床層低阻力催化反應(yīng)器的工作原理如下：本實用新型中，未反應(yīng)氣經(jīng)反應(yīng)器上部的未反應(yīng)氣進口11進入外筒1和內(nèi)筒2之間的環(huán)隙10，經(jīng)環(huán)隙10進入底部換熱器8的換熱管管間并向上進入中心管3和第二層間換熱器7的換熱管管間，未反應(yīng)氣沿第二層間換熱器7的換熱管管間向上進入中心管3的上端口，折向進入第一床層21進行第一徑向反應(yīng)；第一徑向反應(yīng)后的反應(yīng)熱氣經(jīng)第一通氣孔61進入第一層間換熱器6的換熱管管內(nèi)，與冷氣進口12來的未反應(yīng)冷氣換熱后進入第二床層22進行第二徑向反應(yīng)；第二徑向反應(yīng)后的反應(yīng)熱氣經(jīng)第二通氣孔71進入第二層間換熱器7的換熱管管內(nèi)，與第二層間換熱器7的換熱管管間的未反應(yīng)氣換熱后進入第三床層23進行第三徑向反應(yīng)；進行第三徑向反應(yīng)后的反應(yīng)熱氣經(jīng)第三通氣孔81進入底部換熱器8的換熱管管內(nèi)，與底部換熱器8的換熱管管間的未反應(yīng)氣換熱冷卻降溫后向下經(jīng)反應(yīng)器下部的反應(yīng)氣出口14排出進入另一設(shè)備。本實用新型多床層低阻力催化反應(yīng)器中的觸媒粉粒隨反應(yīng)氣在氣體和重力的作用下沿各換熱器的換熱管管內(nèi)一起排出，由于換熱管管內(nèi)的流通截面較大且光滑圓整，觸媒粉粒不會堵在換熱管的上下端部和換熱管管間，其具有運行阻力小，設(shè)備不易損壞，合成效率高，電耗低，使用壽命長及經(jīng)濟效益好的優(yōu)點。簡言之，本實用新型多床層低阻力催化反應(yīng)器，未反應(yīng)氣經(jīng)各換熱器的換熱管管間及中心管3向上進入第一床層21進行第一徑向反應(yīng)，第一徑向反應(yīng)后的熱氣經(jīng)第一層間換熱器6的換熱管管內(nèi)向下進入第二床層22進行第二徑向反應(yīng)，第二徑向反應(yīng)后的熱氣經(jīng)第二層間換熱器7的換熱管管內(nèi)向下進入第三床層23進行第三徑向反應(yīng)，第三徑向反應(yīng)后的熱氣經(jīng)底部換熱器8的換熱管管內(nèi)向下進入反應(yīng)氣出口14排出進入另一設(shè)備。本實用新型多床層低阻力催化反應(yīng)器，以合成氨反應(yīng)器為例，測試數(shù)據(jù)如下：項目改進前反應(yīng)器本實用新型反應(yīng)器阻力0.6-1.0MPa0.2-0.4MPa壽命4-6年8-12年從上述表格可以看出，本實用新型多床層低阻力催化反應(yīng)器的運行阻力小，使用壽命長。上述具體實施方式只是對本實用新型的技術(shù)方案進行詳細解釋，本實用新型并不只僅僅局限于上述實施例，凡是依據(jù)本實用新型原理的任何改進或替換，均應(yīng)在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁1 2 3