[發明專利]新型換熱式轉化爐

無效

• 申請號: 201310411228.5
• 申請日: 2013-09-11
• 公開（公告）號: CN103449368A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 夏浩
• 申請（專利權）人: 江蘇雙勤民生冶化設備制造有限公司
• 主分類號: C01B3/36
• 分類號: C01B3/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種換熱式轉化設備，具體涉及一種換熱式轉化爐。

背景技術

換熱式轉化工藝由英國I.C.I在上世紀八十年代率先實現工業化，我國于上世紀九十年代成功開發并投入使用。換熱式轉化爐的工作原理是通過利用加熱爐其他反應段的熱量，來為本段工藝提供反應所需的熱量，以達到充分利用能源的目的。爐內轉化反應主要是以天然氣、焦爐氣或煤氣為原料氣（原料氣中主要成分為甲烷），經過脫硫處理后與水蒸汽混合，在高溫和催化劑的作用下發生轉化反應，生成一氧化碳和氫氣。

現有換熱式轉化爐的一個大難題就是轉化率不夠高，原料氣經反應后大多還有30%左右的甲烷沒有轉化，仍需進入二段加熱爐進行深度反應，才能使轉化氣內甲烷含量降至1%以下，進而才能符合進一步加工的要求。此種工藝需要分二段進行，耗費大量財力物力，造成成本浪費。

因此，通過優化換熱式轉化爐的結構來提高原料氣體的轉化效率，具有很高的經濟和社會價值。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種新型換熱式轉化爐，可有效提高原料氣體的轉化效率。

本發明提供的換熱式轉化爐，包括承壓殼體1、水夾套2、轉化管3、折流板4、拉桿5、屏蔽板6、管板7、催化劑8、豬尾管9和隔熱材料層10，其中：

承壓殼體1上設有位于上端的原料氣入口N1、位于側下部的加熱氣入口N2、和位于側上部的混合氣出口N3；

承壓殼體1內壁設有隔熱材料層10，外壁設有水夾套2；?

轉化管3豎向設置在承壓殼體1中，管內裝有催化劑8；

轉化管3的上下端分別為原料氣入口端和轉化氣出口端，原料氣入口端與原料氣入口N1通過位于原料氣入口N1和混合氣出口N3之間且水平設置的管板7連通，轉化氣出口端的下部連接有豬尾管9；

屏蔽板6平行地設于管板7下方，并處于混合氣出口N3上方；

一個或多個折流板4水平地置于承壓殼體1中，轉化管3從折流板4的管孔中穿過。

上述換熱式轉化爐中，承壓殼體1上還可設有位于下端的排污口N6。

隔熱材料層10采用耐火澆注料或者耐熱纖維棉。設置隔熱材料層的目的在于減少爐內熱量的外泄。

水夾套2上設置有冷卻水入口N4和冷卻水出口N5，冷卻水通過N4進入水夾套內，通過與承壓殼體1充分接觸，使承壓殼體1的外部溫度大幅下降，保證該設備的安全；水夾套2可為殼體式或盤管式。

拉桿5被設于承壓殼體1內，且與轉化管3平行，用以固定管板和折流板的距離,確保在管板和折流板在煙氣的沖擊下移動不會太大。

管板平行位于承壓殼體內部的原料氣入口和混合氣出口之間。管板上有圓孔，轉化管從圓孔中穿過，轉化管上端與管孔為承插式焊接結構，確保原料氣能從轉化管上端全部進入轉化管中。

屏蔽板平行位于承壓殼體內部的管板下方，混合氣出口上方。屏蔽板上有圓孔，轉化管從圓孔中穿過。屏蔽板主要作用為阻止混合氣進一步向上流動，確保混合氣從混合氣出口排出。

折流板平行置于承壓殼體內部，位于轉化管下端的上方和殼體混合氣出口的下方。折流板上有圓孔，轉化管從圓孔中穿過。通過折流板可控制加熱氣的流通路徑，當加熱氣在流動和傳熱過程中溫度逐漸下降時，可以通過控制加熱氣的流動速度來提高傳熱效率。

本發明的換熱式轉化爐工作時，原料氣從轉化管上端進入，在催化劑和高溫的作用下轉化成轉化氣，轉化氣從轉化管下端的豬尾管排出。轉化管下端位于承壓殼體的加熱氣入口附近。從加熱氣入口中輸入加熱氣，加熱氣優選二段爐的高溫轉化氣。轉化氣排出后與進入殼體內的加熱氣混合，混合氣通過折流板自下而上流動，其熱量可繼續用于給轉化管內的原料氣升溫。

利用本發明的換熱式轉化爐，通過引入加熱氣與轉化氣混合形成混合氣體進行即時換熱，加大了換熱面積，可在簡化轉化爐構造的同時提高原料氣的轉化率，改善節氣效果。

附圖說明

圖1為本發明所述換熱式轉化爐的剖面結構示意圖。其中各附圖標記表示：1、承壓殼體；2、水夾套；3、轉化管；4、折流板；5、拉桿；6、屏蔽板；7、管板；8、催化劑；9、豬尾管；10、隔熱材料；N1、原料氣入口；N2、加熱氣入口；N3、混合氣出口；N4、冷卻水入口；N5、冷卻水出口；N6、排污口。

具體實施方式

如圖1所示，本發明提供的新型換熱式轉化爐包括承壓殼體1、水夾套2、轉化管3、折流板4、拉桿5、屏蔽板6、管板7、催化劑8、豬尾管9和隔熱材料層10，其中：