氣氣換熱型等溫反應(yīng)器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了氣氣換熱型等溫反應(yīng)器，在外殼上設(shè)有熱合成氣入口、冷合成氣出口、熱合成氣出口和冷合成氣進(jìn)口；氣體分布器設(shè)在熱合成氣入口處，氣體徑向分布筒和集氣筒設(shè)在氣體分布器與熱合成氣出口之間；氣體徑向分布筒和集氣筒沿外殼的軸線方向延伸，集氣筒設(shè)置在氣體徑向分布筒的中心，集氣筒的下端連通熱合成氣出口；集束管組合件設(shè)在氣體徑向分布筒和集氣筒之間且沿外殼的軸線方向延伸，集束管組合件的上端與冷合成氣出口連通，下端與冷合成氣進(jìn)口連通，集束管組合件由集束管?chē)梢粋€(gè)用于放置催化劑的空腔，所述空腔為上、下兩端收縮，中間大的空腔；本發(fā)明運(yùn)行溫度平穩(wěn)、氣體分布均勻、可以大型化和不易泄漏。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
氣氣換熱型等溫反應(yīng)器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，是一種立式組合式反應(yīng)器，具體地說(shuō)是一種高效軸向或徑向運(yùn)用氣冷移走熱量的氣氣換熱型等溫反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，化學(xué)反應(yīng)器種類(lèi)繁多，運(yùn)用氣體移走熱量的此類(lèi)換熱型等溫反應(yīng)器結(jié)構(gòu)上大體都是使用大管板的管殼式反應(yīng)器。它的缺點(diǎn)是使用大管板，制造上不宜大型化、焊點(diǎn)多，同時(shí)這種結(jié)構(gòu)主要都是軸向塔，因而塔阻力大。即使免強(qiáng)作為徑向反應(yīng)器，它的氣體也是從外向內(nèi)分布，氣體分布極不均勻。綜上所述，目前的此類(lèi)氣氣換熱型等溫反應(yīng)器存在的主要缺點(diǎn)是:泄漏點(diǎn)多、安全性差、氣體分布不均勻、不易大型化、反應(yīng)器造價(jià)昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有氣氣換熱型等溫反應(yīng)器泄漏點(diǎn)多、安全性差、氣體分布不均勻、不易大型化、反應(yīng)器造價(jià)昂貴等問(wèn)題，而設(shè)計(jì)的一種運(yùn)行溫度平穩(wěn)、氣體分布均勻、可以大型化和不易泄漏的立式氣氣換熱型等溫反應(yīng)器。
[0004]本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:
[0005]當(dāng)原料氣以徑向流時(shí)，氣氣換熱型等溫反應(yīng)器，包括外殼，在外殼的頂部設(shè)有熱合成氣入口和冷合成氣出口，外殼的底部設(shè)有熱合成氣出口和冷合成氣進(jìn)口 ；在所述外殼內(nèi)設(shè)有集束管組合件、氣體分布器、氣體徑向分布筒和集氣筒;氣體分布器設(shè)在熱合成氣入口處，氣體徑向分布筒和集氣筒設(shè)在氣體分布器與熱合成氣出口之間；氣體徑向分布筒和集氣筒沿外殼的軸線方向延伸，集氣筒設(shè)置在氣體徑向分布筒的中心，集氣筒的下端連通熱合成氣出口；集束管組合件設(shè)在氣體徑向分布筒和集氣筒之間且沿外殼的軸線方向延伸，集束管組合件的上端與冷合成氣出口連通，下端與冷合成氣進(jìn)口連通，集束管組合件由集束管?chē)梢粋€(gè)用于放置催化劑的空腔，所述空腔為上、下兩端收縮，中間大的空腔；
[0006]在氣體徑向分布筒內(nèi)設(shè)置有兼具折流作用和固定集束管的固定架；固定架設(shè)置在氣體徑向分布筒內(nèi)的中間部，固定架可以采用鋼質(zhì)的桿件來(lái)制作，并將桿件固定在一個(gè)圓環(huán)上，該圓環(huán)固定在氣體徑向分布筒的內(nèi)壁上，桿件垂直于集束管;或者直接將桿件固定在氣體徑向分布筒的內(nèi)壁上，并使桿件與集束管垂直;集束管固定在桿件上，固定方式可以采用管卡、管夾或類(lèi)似部件將集束管固定在桿件上；由于桿件與集束管垂直，在熱合成氣經(jīng)過(guò)桿件時(shí)，桿件會(huì)起到擾動(dòng)的作用，起到折流作用，使該換熱器成為折流桿式換熱器；
[0007]集束管組合件的管程用于冷合成氣行走，殼程用于熱合成氣行走，原料氣經(jīng)冷合成氣進(jìn)口進(jìn)入集束管組合件的管程，經(jīng)冷合成氣出口流出，然后經(jīng)熱合成氣入口進(jìn)入集束管組合件的殼程，反應(yīng)后經(jīng)熱合成氣出口流出，冷合成氣和熱合成氣通過(guò)集束管組合件完成換熱。
[0008]本方案中，采用集束管的傳熱方式，集束管內(nèi)外的氣體交錯(cuò)流動(dòng)，進(jìn)行熱量交換，使反應(yīng)器內(nèi)的溫度保持平穩(wěn)；由于集束管被固定在固定架上，減少了集束管的振動(dòng)，避免了個(gè)別集束管抵靠在一起，影響反應(yīng)的順利進(jìn)行。
[0009]原料氣經(jīng)氣體分布器分布后，在集束管之間進(jìn)行多向側(cè)流，整個(gè)原料氣的流動(dòng)方向由外向內(nèi)流動(dòng)，使原料氣的反應(yīng)更充分，產(chǎn)量提高。集束管內(nèi)的流動(dòng)的冷合成氣和集束管外的流動(dòng)的熱合成氣為同一種氣體，管內(nèi)外的壓差較少，提高了整個(gè)反應(yīng)器的運(yùn)行安全度。
[0010]反應(yīng)器在運(yùn)行時(shí)，冷合成氣從冷合成氣進(jìn)口進(jìn)入，從冷合成氣出口流出，熱合成氣通過(guò)氣體分布器后，經(jīng)氣體徑向分布筒進(jìn)入到集束管間，在催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)后的熱合成氣進(jìn)入集氣筒，然后從外殼下部流出；反應(yīng)產(chǎn)生的熱量被集束管中的冷合成氣帶走。
[0011 ]進(jìn)一步，所述集束管組合件至少分為三個(gè)集束管組，冷合成氣出口和冷合成氣進(jìn)口的數(shù)量均與集束管組的數(shù)量相同并一一對(duì)應(yīng);每個(gè)集束管組的上端與對(duì)應(yīng)的冷合成氣出口之間設(shè)置有一個(gè)上管板、一個(gè)上封頭和金屬膨脹節(jié)，所述上管板與相應(yīng)的上封頭固定連接，上管板與上封頭之間形成第一空腔，每個(gè)集束管組的上端固定在相應(yīng)的上管板上，并依次經(jīng)上封頭和金屬膨脹節(jié)連通冷合成氣出口；每個(gè)集束管組的下端與對(duì)應(yīng)的冷合成氣進(jìn)口之間設(shè)置有一個(gè)下管板和一個(gè)下封頭，所述下管板與相應(yīng)的下封頭固定連接，下管板與下封頭之間形成第二空腔，每個(gè)集束管組的下端固定在相應(yīng)的下管板上，并經(jīng)下封頭連通冷合成氣進(jìn)口。
[0012]將集束管組合件進(jìn)行分組，每個(gè)集束管組設(shè)置對(duì)應(yīng)的下管板、下封頭、上管板、上封頭和金屬膨脹節(jié)后，避免使用單獨(dú)的大管板以及相應(yīng)的附件，降低了反應(yīng)器組成部件的尺寸，無(wú)需采用特殊的定制件，可以使用常規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)件，例如小型的標(biāo)準(zhǔn)的管板、封頭以及相應(yīng)附件，這不但有利于提高部件的加工精度，并降低反應(yīng)器的安裝難度，有利于提高反應(yīng)器的安裝精度，同時(shí)提高了組成部件的互換性，可降低反應(yīng)器的維護(hù)成本;將集束管組合件進(jìn)行分組，降低了安裝難度，可提高反應(yīng)器的直徑，擴(kuò)大單個(gè)反應(yīng)器的反應(yīng)容量。金屬膨脹節(jié)能夠消除相應(yīng)管道由于溫度變化而引起的變形，保證了反應(yīng)器的安全性。
[0013]進(jìn)一步，所述集束管組合件的集束管為折彎的不銹鋼管，集束管均勻布置。將普通的不銹鋼管折彎后制作集束管，避免采用焊接方式制作集束管，可減少焊縫的數(shù)量，不但減少了焊材的使用，減少了泄露點(diǎn)，還降低了焊縫的檢測(cè)時(shí)間和檢測(cè)費(fèi)用，提高了反應(yīng)器的制作效率，降低了制造費(fèi)用。
[0014]進(jìn)一步，在外殼的下端設(shè)置有用于檢修人員進(jìn)出和催化劑自卸的多功能口，多功能口的設(shè)置可以減少外殼上開(kāi)孔的數(shù)量，提高了外殼的強(qiáng)度，減少了外殼上焊縫的總量，保證了外殼的密封性。
[0015]當(dāng)反應(yīng)氣以軸向流時(shí)，氣氣換熱型等溫反應(yīng)器，包括外殼，在外殼的頂部設(shè)有熱合成氣入口和冷合成氣出口，外殼的底部設(shè)有熱合成氣出口和冷合成氣進(jìn)口 ；在所述外殼內(nèi)設(shè)有集束管組合件、氣體分布器和集氣室;氣體分布器設(shè)在熱合成氣入口處，集氣室連通熱合成氣出口；集束管組合件設(shè)在熱合成氣入口與集氣室之間且沿外殼的軸線方向延伸，集束管組合件的上端與冷合成氣出口連通，下端與冷合成氣進(jìn)口連通，集束管組合件由集束管?chē)梢粋€(gè)用于放置催化劑的空腔，所述空腔為上、下兩端收縮，中間大的空腔；
[0016]在外殼內(nèi)設(shè)置有兼具折流作用和固定集束管的固定架；固定架設(shè)置在外殼內(nèi)的中間部；固定架可以采用鋼質(zhì)的桿件來(lái)制作，并將桿件固定在一個(gè)圓環(huán)上，該圓環(huán)固定在外殼的內(nèi)壁上;或者直接將桿件固定在外殼的內(nèi)壁上。集束管固定在桿件上，固定方式可以采用管卡、管夾或類(lèi)似部件將集束管固定在桿件上；由于桿件與集束管垂直，在熱合成氣經(jīng)過(guò)桿件時(shí)，桿件會(huì)起到擾動(dòng)的作用，起到折流作用，使該換熱器成為折流桿式換熱器；
[0017]集束管組合件的管程用于冷合成氣行走，殼程用于熱合成氣行走，原料氣經(jīng)冷合成氣進(jìn)口進(jìn)入集束管組合件的管程，經(jīng)冷合成氣出口流出，然后經(jīng)熱合成氣入口進(jìn)入集束管組合件的殼程，反應(yīng)后經(jīng)熱合成氣出口流出，冷合成氣和熱合成氣通過(guò)集束管組合件完成換熱。
[0018]本方案中，采用集束管的傳熱方式，集束管內(nèi)外的氣體交錯(cuò)流動(dòng)，進(jìn)行熱量交換，使反應(yīng)器內(nèi)的溫度保持平穩(wěn)；由于集束管被固定在固定架上，減少了集束管的振動(dòng)，避免了個(gè)別集束管抵靠在一起，影響反應(yīng)的順利進(jìn)行。
[0019]原料氣經(jīng)氣體分布器分布后，在集束管之間進(jìn)行多向側(cè)流，整個(gè)原料氣的流動(dòng)方向由外向內(nèi)流動(dòng)，使原料氣的反應(yīng)更充分，產(chǎn)量提高。集束管內(nèi)的流動(dòng)的冷合成氣和集束管外的流動(dòng)的熱合成氣為同一種氣體，管內(nèi)外的壓差較少，提高了整個(gè)反應(yīng)器的運(yùn)行安全度。
[0020]反應(yīng)器在運(yùn)行時(shí)，冷合成氣從冷合成氣進(jìn)口進(jìn)入，從冷合成氣出口流出，熱合成氣通過(guò)氣體分布器后，進(jìn)入到集束管間，在催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)后的熱合成氣進(jìn)入集氣室，然后從外殼下部流出;反應(yīng)產(chǎn)生的熱量被集束管中的冷合成氣帶走。
[0021]進(jìn)一步，所述集束管組合件至少分為三個(gè)集束管組，冷合成氣出口和冷合成氣進(jìn)口的數(shù)量均與集束管組的數(shù)量相同并一一對(duì)應(yīng)；
[0022]每個(gè)集束管組的上端與對(duì)應(yīng)的冷合成氣出口之間設(shè)置有一個(gè)上管板、一個(gè)上封頭和金屬膨脹節(jié)，所述上管板與相應(yīng)的上封頭固定連接，上管板與上封頭之間形成第一空腔，每個(gè)集束管組的上端固定在相應(yīng)的上管板上，并依次經(jīng)上封頭和金屬膨脹節(jié)連通冷合成氣出口；
[0023]每個(gè)集束管組的下端與對(duì)應(yīng)的冷合成氣進(jìn)口之間設(shè)置有一個(gè)下管板和一個(gè)下封頭，所述下管板與相應(yīng)的下封頭固定連接，下管板與下封頭之間形成第二空腔，每個(gè)集束管組的下端固定在相應(yīng)的下管板上，并經(jīng)下封頭連通冷合成氣進(jìn)口。
[0024]將集束管組合件進(jìn)行分組，每個(gè)集束管組設(shè)置對(duì)應(yīng)的下管板、下封頭、上管板、上封頭和金屬膨脹節(jié)后，避免使用單獨(dú)的大管板以及相應(yīng)的附件，降低了反應(yīng)器組成部件的尺寸，無(wú)需采用特殊的定制件，可以使用常規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)件，例如小型的標(biāo)準(zhǔn)的管板、封頭以及相應(yīng)附件，這不但有利于提高部件的加工精度，并降低反應(yīng)器的安裝難度，有利于提高反應(yīng)器的安裝精度，同時(shí)提高了組成部件的互換性，可降低反應(yīng)器的維護(hù)成本;將集束管組合件進(jìn)行分組，降低了安裝難度，可提高反應(yīng)器的直徑，擴(kuò)大單個(gè)反應(yīng)器的反應(yīng)容量。金屬膨脹節(jié)能夠消除相應(yīng)管道由于溫度變化而引起的變形，保證了反應(yīng)器的安全性。
[0025]進(jìn)一步，所述集束管組合件的集束管為折彎的不銹鋼管，集束管均勻布置。將普通的不銹鋼管折彎后制作集束管，避免采用焊接方式制作集束管，可減少焊縫的數(shù)量，不但減少了焊材的使用，還降低了焊縫的檢測(cè)時(shí)間和檢測(cè)費(fèi)用，提高了反應(yīng)器的制作效率，降低了制造費(fèi)用。
[0026]進(jìn)一步，在外殼的下端設(shè)置有用于檢修人員進(jìn)出和催化劑自卸的多功能口。多功能口的設(shè)置可以減少外殼上開(kāi)孔的數(shù)量，提高了外殼的強(qiáng)度，減少了外殼上焊縫的總量，保證了外殼的密封性。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是本發(fā)明實(shí)施例徑向流反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖2是本發(fā)明實(shí)施例軸向流反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖3是集束管示意圖。
[0030]圖4是圖1所示實(shí)施例中的固定架的簡(jiǎn)圖。
[0031]圖5是圖2所示實(shí)施例中的固定架的簡(jiǎn)圖。
[0032]圖中:丨-熱合成氣入口； 2-人孔;3-徑向流外殼;4-軸向流外殼;5-下封頭;6_多功能口； 7-冷合成氣進(jìn)口 ； 8-熱合成氣出口 ； 9-氣體徑向分布筒；10-集氣筒；11-催化劑；12-集束管組合件；13-上封頭；14-氣體分布器；15-冷合成氣出口 ； 16-集氣室；17-集束管;20-金屬膨脹節(jié);21-固定架。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面的結(jié)合附圖和實(shí)施范例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0034]請(qǐng)參閱圖1和圖3，當(dāng)原料氣以徑向流時(shí)，氣氣換熱型等溫反應(yīng)器包括徑向流外殼3，在徑向流外殼的頂部設(shè)有熱合成氣入口 I和冷合成氣出口 15，徑向流外殼的底部設(shè)有熱合成氣出口 8和冷合成氣進(jìn)口 7;在所述徑向流外殼內(nèi)設(shè)有集束管組合件12、氣體分布器14、氣體徑向分布筒9和集氣筒10;氣體分布器14設(shè)在熱合成氣入口 I處，氣體徑向分布筒9和集氣筒10設(shè)在氣體分布器14與熱合成氣出口 8之間；氣體徑向分布筒9和集氣筒10沿徑向流外殼的軸線方向延伸，集氣筒10設(shè)置在氣體徑向分布筒9的中心，集氣筒10的下端連通熱合成氣出口 8;集束管組合件12設(shè)在氣體徑向分布筒9和集氣筒10之間且沿徑向流外殼的軸線方向延伸，集束管組合件12的上端與冷合成氣出口 15連通，下端與冷合成氣進(jìn)口 7連通，集束管組合件12由集束管?chē)梢粋€(gè)用于放置催化劑11的空腔，所述空腔為上、下兩端收縮，中間大的空腔；
[0035]在氣體徑向分布筒9內(nèi)設(shè)置有兼具折流作用和固定集束管的固定架21;
[0036]集束管組合件12的管程用于冷合成氣行走，殼程用于熱合成氣行走，原料氣經(jīng)冷合成氣進(jìn)口 7進(jìn)入集束管組合件12的管程，經(jīng)冷合成氣出口 15流出，然后經(jīng)熱合成氣入口 I進(jìn)入集束管組合件12的殼程，反應(yīng)后經(jīng)熱合成氣出口8流出，冷合成氣和熱合成氣通過(guò)集束管組合件12完成換熱。
[0037]固定架設(shè)置在氣體徑向分布筒內(nèi)的中間部，參閱圖4，固定架包括平行設(shè)置的細(xì)長(zhǎng)的桿件25，桿件25固定在圓環(huán)26上，圓環(huán)26采用點(diǎn)焊方式固定在氣體徑向分布筒的內(nèi)壁上，桿件垂直于集束管，用管夾將集束管17固定在桿件25上，圖4中僅示例性地顯示了部分集束管17。當(dāng)然，也可以取消圓環(huán)，直接將桿件25固定在氣體徑向分布筒的內(nèi)壁上，桿件沿徑向流外殼的軸線方向設(shè)置多列，相鄰列之間的間距控制在2-2.5米。桿件采用碳鋼材料制作，各集束管固定在桿件上，一方面可便于安裝，另一方面可防止集束管的偏移；由于桿件與集束管垂直，在熱合成氣經(jīng)過(guò)桿件時(shí)，桿件會(huì)起到擾動(dòng)的作用，起到折流作用，使該換熱器成為折流桿式換熱器。
[0038]集束管組合件12分為三個(gè)集束管組，冷合成氣出口15和冷合成氣進(jìn)口 7各設(shè)置三個(gè)，并分別與三個(gè)集束管組相對(duì)應(yīng)，每個(gè)集束管組與對(duì)應(yīng)的冷合成氣出口 15之間設(shè)置一個(gè)上管板、一個(gè)上封頭13和一個(gè)金屬膨脹節(jié)20，上管板與相應(yīng)的上封頭13固定連接，上管板與上封頭13之間形成第一空腔，集束管組的上端固定在相應(yīng)的上管板上，上封頭13經(jīng)金屬膨脹節(jié)20連接冷合成氣出口 15。
[0039]每個(gè)集束管組的下端與對(duì)應(yīng)的冷合成氣進(jìn)口7之間設(shè)置有一個(gè)下管板和一個(gè)下封頭5，下管板與相應(yīng)的下封頭固定連接，下管板與下封頭之間形成第二空腔，每個(gè)集束管組的下端固定在相應(yīng)的下管板上，并經(jīng)下封頭5連通冷合成氣進(jìn)口 7。
[0040]可以理解，集束管組合件12還可以分為四個(gè)、五個(gè)、六個(gè)，甚至更多個(gè)集束管組，各集束管組均相應(yīng)設(shè)置有冷合成氣出口、冷合成氣進(jìn)口、上管板、上封頭、金屬膨脹節(jié)、下管板和下封頭。
[0041]集束管組合件12的集束管為折彎的不銹鋼管，集束管均勻布置，相鄰集束管之間的距離相同。將普通的不銹鋼管折彎后制作集束管，避免采用焊接方式制作集束管，可減少焊縫的數(shù)量，不但減少了焊材的使用，減少了泄露點(diǎn)，還降低了焊縫的檢測(cè)時(shí)間和檢測(cè)費(fèi)用，提高了反應(yīng)器的制作效率，降低了制造費(fèi)用。
[0042]在徑向流外殼3的下端設(shè)置有用于檢修人員進(jìn)出和催化劑自卸的多功能口6，多功能口的設(shè)置可以減少?gòu)较蛄魍鈿ど祥_(kāi)孔的數(shù)量，提高了徑向流外殼的強(qiáng)度，減少了徑向流外殼上焊縫的總量，保證了徑向流外殼的密封性。
[0043]在徑向流外殼3的上端設(shè)置有人孔2。
[0044]集束管17由直管折彎而成，整體呈馬鞍形，包括四個(gè)彎曲部，分別為第一彎曲部171、第二彎曲部172、第三彎曲部173和第四彎曲部174;四個(gè)彎曲部的彎曲角的范圍均為95-175。。
[0045]請(qǐng)參閱圖2和圖3，當(dāng)反應(yīng)氣以軸向流時(shí)，氣氣換熱型等溫反應(yīng)器包括軸向流外殼4，在軸向流外殼的頂部設(shè)有熱合成氣入口 I和冷合成氣出口 15，軸向流外殼的底部設(shè)有熱合成氣出口 8和冷合成氣進(jìn)口 7;在所述軸向流外殼內(nèi)設(shè)有集束管組合件12、氣體分布器14和集氣室16;氣體分布器14設(shè)在熱合成氣入口 I處，集氣室16連通熱合成氣出口 8;集束管組合件12設(shè)在熱合成氣入口 I與集氣室16之間且沿軸向流外殼的軸線方向延伸，集束管組合件12的上端與冷合成氣出口 15連通，下端與冷合成氣進(jìn)口 7連通，集束管組合件12由集束管?chē)梢粋€(gè)用于放置催化劑的空腔，所述空腔為上、下兩端收縮，中間大的空腔；
[0046]在外殼4內(nèi)設(shè)置有兼具折流作用和固定集束管的固定架21;
[0047]集束管組合件12的管程用于冷合成氣行走，殼程用于熱合成氣行走，原料氣經(jīng)冷合成氣進(jìn)口 7進(jìn)入集束管組合件12的管程，經(jīng)冷合成氣出口 15流出，然后經(jīng)熱合成氣入口 I進(jìn)入集束管組合件12的殼程，反應(yīng)后經(jīng)熱合成氣出口8流出，冷合成氣和熱合成氣通過(guò)集束管組合件12完成換熱。
[0048]固定架設(shè)置在外殼內(nèi)的中間部，參閱圖5，固定架包括平行設(shè)置的細(xì)長(zhǎng)的桿件27，桿件27固定在圓環(huán)28上，圓環(huán)28采用點(diǎn)焊方式固定在軸向流外殼4的內(nèi)壁上，桿件垂直于集束管，用管夾將集束管17固定在桿件27上，圖5中僅示例性地顯示了部分集束管17。當(dāng)然，也可以取消圓環(huán)，直接將桿件27固定在軸向流外殼4的內(nèi)壁上，桿件沿軸向流外殼的軸線方向設(shè)置多列，相鄰列之間的間距控制在2-2.5米。桿件采用碳鋼材料制作，各集束管固定在桿件上，一方面可便于安裝，另一方面可防止集束管的偏移。由于桿件與集束管垂直，在熱合成氣經(jīng)過(guò)桿件時(shí)，桿件會(huì)起到擾動(dòng)的作用，起到折流作用，使該換熱器成為折流桿式換熱器。
[0049]以下內(nèi)容均為對(duì)反應(yīng)氣以軸向流時(shí)的氣氣換熱型等溫反應(yīng)器進(jìn)行描述。
[0050]集束管組合件12分為三個(gè)集束管組，冷合成氣出口15和冷合成氣進(jìn)口 7各設(shè)置三個(gè)，并分別與三個(gè)集束管組相對(duì)應(yīng)，每個(gè)集束管組與對(duì)應(yīng)的冷合成氣出口 15之間設(shè)置一個(gè)上管板、一個(gè)上封頭13和一個(gè)金屬膨脹節(jié)20，上管板與相應(yīng)的上封頭13固定連接，上管板與上封頭13之間形成第一空腔，集束管組的上端固定在相應(yīng)的上管板上，上封頭13經(jīng)金屬膨脹節(jié)20連接冷合成氣出口 15。
[0051]每個(gè)集束管組的下端與對(duì)應(yīng)的冷合成氣進(jìn)口7之間設(shè)置有一個(gè)下管板和一個(gè)下封頭5，下管板與相應(yīng)的下封頭固定連接，下管板與下封頭之間形成第二空腔，每個(gè)集束管組的下端固定在相應(yīng)的下管板上，并經(jīng)下封頭5連通冷合成氣進(jìn)口 7。
[0052]可以理解，集束管組合件12還可以分為四個(gè)、五個(gè)、六個(gè)，甚至更多個(gè)集束管組，各集束管組均相應(yīng)設(shè)置有冷合成氣出口、冷合成氣進(jìn)口、上管板、上封頭、金屬膨脹節(jié)、下管板和下封頭。
[0053]所述集束管組合件12的集束管為折彎的不銹鋼管，集束管均勻布置。將普通的不銹鋼管折彎后制作集束管，避免采用焊接方式制作集束管，可減少焊縫的數(shù)量，不但減少了焊材的使用，還降低了焊縫的檢測(cè)時(shí)間和檢測(cè)費(fèi)用，提高了反應(yīng)器的制作效率，降低了制造費(fèi)用。
[0054]在軸向流外殼4的下端設(shè)置有用于檢修人員進(jìn)出和催化劑自卸的多功能口6。多功能口的設(shè)置可以減少軸向流外殼上開(kāi)孔的數(shù)量，提高了軸向流外殼的強(qiáng)度，減少了軸向流外殼上焊縫的總量，保證了軸向流外殼的密封性。
[0055]在軸向流外殼4的上端設(shè)置有人孔2。
[0056]集束管17由直管折彎而成，整體呈馬鞍形，包括四個(gè)彎曲部，分別為第一彎曲部171、第二彎曲部172、第三彎曲部173和第四彎曲部174;四個(gè)彎曲部的彎曲角的范圍均為95-175。。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.氣氣換熱型等溫反應(yīng)器，包括外殼(3)，在外殼的頂部設(shè)有熱合成氣入口(I)和冷合成氣出口(15)，外殼的底部設(shè)有熱合成氣出口(8)和冷合成氣進(jìn)口(7)，其特征在于，在所述外殼內(nèi)設(shè)有集束管組合件(12)、氣體分布器(14)、氣體徑向分布筒(9)和集氣筒(1);氣體分布器(14)設(shè)在熱合成氣入口( I)處，氣體徑向分布筒(9)和集氣筒(I O)設(shè)在氣體分布器(14)與熱合成氣出口(8)之間；氣體徑向分布筒(9)和集氣筒(10)沿外殼的軸線方向延伸，集氣筒(10)設(shè)置在氣體徑向分布筒(9)的中心，集氣筒(1)的下端連通熱合成氣出口( 8);集束管組合件(12)設(shè)在氣體徑向分布筒(9)和集氣筒(10)之間且沿外殼的軸線方向延伸，集束管組合件(12)的上端與冷合成氣出口( 15)連通，下端與冷合成氣進(jìn)口(7)連通，集束管組合件(12)由集束管?chē)梢粋€(gè)用于放置催化劑的空腔，所述空腔為上、下兩端收縮，中間大的空腔； 在氣體徑向分布筒(9)內(nèi)設(shè)置有兼具折流作用和固定集束管的固定架(21); 集束管組合件(12)的管程用于冷合成氣行走，殼程用于熱合成氣行走，原料氣經(jīng)冷合成氣進(jìn)口(7)進(jìn)入集束管組合件(12)的管程，經(jīng)冷合成氣出口(15)流出，然后經(jīng)熱合成氣入口(I)進(jìn)入集束管組合件(12)的殼程，反應(yīng)后經(jīng)熱合成氣出口(8)流出，冷合成氣和熱合成氣通過(guò)集束管組合件(12)完成換熱。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣氣換熱型等溫反應(yīng)器，其特征在于，所述集束管組合件(12)至少分為三個(gè)集束管組，冷合成氣出口和冷合成氣進(jìn)口的數(shù)量均與集束管組的數(shù)量相同并——對(duì)應(yīng)； 每個(gè)集束管組的上端與對(duì)應(yīng)的冷合成氣出口(15)之間設(shè)置有一個(gè)上管板、一個(gè)上封頭(13)和金屬膨脹節(jié)(20)，所述上管板與相應(yīng)的上封頭固定連接，上管板與上封頭之間形成第一空腔，每個(gè)集束管組的上端固定在相應(yīng)的上管板上，并依次經(jīng)上封頭(13)和金屬膨脹節(jié)(20)連通冷合成氣出口(15); 每個(gè)集束管組的下端與對(duì)應(yīng)的冷合成氣進(jìn)口(7)之間設(shè)置有一個(gè)下管板和一個(gè)下封頭(5)，所述下管板與相應(yīng)的下封頭固定連接，下管板與下封頭之間形成第二空腔，每個(gè)集束管組的下端固定在相應(yīng)的下管板上，并經(jīng)下封頭(5)連通冷合成氣進(jìn)口(7)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣氣換熱型等溫反應(yīng)器，其特征在于，所述集束管組合件(12)的集束管為折彎的不銹鋼管，集束管均勻布置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣氣換熱型等溫反應(yīng)器，其特征在于，在外殼(3)的下端設(shè)置有用于檢修人員進(jìn)出和催化劑自卸的多功能口( 6)。5.氣氣換熱型等溫反應(yīng)器，包括外殼(4)，在外殼的頂部設(shè)有熱合成氣入口(I)和冷合成氣出口(15)，外殼的底部設(shè)有熱合成氣出口(8)和冷合成氣進(jìn)口(7)，其特征在于， 在所述外殼內(nèi)設(shè)有集束管組合件(12)、氣體分布器(14)和集氣室(16);氣體分布器(14)設(shè)在熱合成氣入口(I)處，集氣室(16)連通熱合成氣出口(8);集束管組合件(12)設(shè)在熱合成氣入口(I)與集氣室(16)之間且沿外殼的軸線方向延伸，集束管組合件(12)的上端與冷合成氣出口(15)連通，下端與冷合成氣進(jìn)口(7)連通，集束管組合件(12)由集束管?chē)梢粋€(gè)用于放置催化劑的空腔，所述空腔為上、下兩端收縮，中間大的空腔； 在外殼(4)內(nèi)設(shè)置有兼具折流作用和固定集束管的固定架(21); 集束管組合件(12)的管程用于冷合成氣行走，殼程用于熱合成氣行走，原料氣經(jīng)冷合成氣進(jìn)口(7)進(jìn)入集束管組合件(12)的管程，經(jīng)冷合成氣出口(15)流出，然后經(jīng)熱合成氣入口(I)進(jìn)入集束管組合件(12)的殼程，反應(yīng)后經(jīng)熱合成氣出口(8)流出，冷合成氣和熱合成氣通過(guò)集束管組合件(12)完成換熱。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣氣換熱型等溫反應(yīng)器，其特征在于，所述集束管組合件(12)至少分為三個(gè)集束管組，冷合成氣出口和冷合成氣進(jìn)口的數(shù)量均與集束管組的數(shù)量相同并——對(duì)應(yīng)； 每個(gè)集束管組的上端與對(duì)應(yīng)的冷合成氣出口(15)之間設(shè)置有一個(gè)上管板、一個(gè)上封頭(13)和金屬膨脹節(jié)(20)，所述上管板與相應(yīng)的上封頭固定連接，上管板與上封頭之間形成第一空腔，每個(gè)集束管組的上端固定在相應(yīng)的上管板上，并依次經(jīng)上封頭(13)和金屬膨脹節(jié)(20)連通冷合成氣出口(15); 每個(gè)集束管組的下端與對(duì)應(yīng)的冷合成氣進(jìn)口(7)之間設(shè)置有一個(gè)下管板和一個(gè)下封頭(5)，所述下管板與相應(yīng)的下封頭固定連接，下管板與下封頭之間形成第二空腔，每個(gè)集束管組的下端固定在相應(yīng)的下管板上，并經(jīng)下封頭(5)連通冷合成氣進(jìn)口(7)。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣氣換熱型等溫反應(yīng)器，其特征在于，所述集束管組合件(12)的集束管為折彎的不銹鋼管，集束管均勻布置。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣氣換熱型等溫反應(yīng)器，其特征在于，在外殼(4)的下端設(shè)置有用于檢修人員進(jìn)出和催化劑自卸的多功能口( 6)。
【文檔編號(hào)】B01J8/02GK105903413SQ201610485419
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年6月27日
【發(fā)明人】盧健, 聶忠峰, 王智, 王雪林
【申請(qǐng)人】南京聚拓化工科技有限公司