[發明專利]節能型蒸汽轉化爐爐管

無效

• 申請號: 201410058287.3
• 申請日: 2014-02-20
• 公開（公告）號: CN103785333A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 劉建國;李錦林;王瑞印
• 申請（專利權）人: 劉建國
• 主分類號: B01J8/06
• 分類號: B01J8/06;C01B3/38;C01C1/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

技術領域

本發明涉及到制氨或制氫設備中的轉化爐爐管，具體為一種節能型蒸汽轉化爐爐管。

背景技術

蒸汽轉化爐是天然氣蒸汽轉化制合成氣的主體設備。它是使天然氣與蒸汽混合物通過轉化管轉化成富含氫、一氧化碳、二氧化碳的合成氣。而蒸汽轉化爐爐管既能夠用于以天然氣為原料的合成氨一段轉化爐，也能夠用于甲醇裝置以及其它烴類蒸汽轉化裝置的制氫轉化爐中；現有技術中，轉化管由外部輻射加熱，管內裝有含鎳催化劑，從上部通入的氣體在轉化管內一邊進行吸熱，一邊進行著化學反應從下部排出；每一根爐管就是一個直接接受火焰加熱的轉化反應器，由于轉化管反應的特殊性，其進氣口的溫度能達到450℃，出氣口的溫度能達到850℃，而整個轉化爐爐膛的溫度更是能夠高達1100℃。因此在其生產使用過程中，燃料的消耗和爐管的損耗占到了生產成本的絕大部分。

現有技術中由于采用的是上進氣通過催化劑作用后下出氣的轉化管實現反應，加之實現反應需要很高的溫度，因此其始終無法降低從出氣口帶走而浪費的熱量損失，熱力效率低；并且也極易導致轉化管過熱而發生蠕變破裂，降低使用壽命，增加生產成本；而且由于反應導致催化劑使用時內外溫度差大，易析炭，催化劑表面被碳覆蓋后，導致催化劑失活。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種節能型蒸汽轉化爐爐管，能夠實現熱量的充分利用，降低出氣溫度，均衡了催化劑溫差，減少了對外供熱量的需求，節省了加熱燃料，高效節能。

本發明是通過以下技術方案來實現：

本發明節能型蒸汽轉化爐爐管包括管體，以及連接在管體兩端用于密封的上法蘭和下法蘭；管體的上部分別設置有工藝氣進口和工藝氣出口，管體內部設置有催化劑；工藝氣進口高于工藝氣出口設置，工藝氣出口通過出氣管從催化劑中部延伸至管體底部；催化劑的上邊界低于工藝氣進口且高于工藝氣出口，下邊界高于出氣管的下端口。

優選的，出氣管管內壁設置有螺旋折流線或螺旋折流板。

優選的，催化劑的下邊界由設置在下法蘭內側的隔熱板限定；隔熱板與出氣管下端口之間呈間隙設置，間隙的寬度小于催化劑單體的直徑。

進一步，隔熱板的上表面設置有凸環，下表面對應設置有凹槽；凸環頂部撐托催化劑，凸環內部與出氣管下端口間隙配合；凹槽與下法蘭內側嵌套配合進行徑向固定。

再進一步，隔熱板由隔熱陶瓷制成。

優選的，管體外側上部設置有吊耳，吊耳在橫截面上分別與工藝進氣口和工藝出氣口呈垂直布置。

進一步，工藝進氣口和工藝出氣口在橫截面上呈180°布置。

再進一步，工藝進氣口通過豬尾管連接進口集合管，工藝出氣口通過豬尾管連接出口集合管。

與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：

本發明通過將工藝氣進出口都設置在管體上部，然后利用設置在催化劑中部的出氣管形成氣體在管體內的排出回路，氣體從工藝氣進口經催化劑催化反應后攜帶大量的熱從出氣管中逆流排出，同時將攜帶的熱量經出氣管向內層溫度較低的催化劑反應區釋放，實現對溫度的回收利用，出氣管同時起到換熱器的作用，完成了對余熱的轉化利用，達到了節約燃料的目的，而且優化了催化劑床層反應溫度，降低了工藝氣出口溫度，間接達到保護爐管的作用，也延長了其使用壽命，降低了生產成本。

進一步的，通過在出氣管內設置螺旋折流線或螺旋折流板，能夠增大工藝氣體與出氣管的接觸面積和作用時間，強化傳熱效率，提高余熱回收量。

進一步的，通過設置隔熱板能夠防止熱量的二次損失，并保護下法蘭，防止下法蘭過度受熱導致使用壽命和工作可靠性降低，同時能夠對催化劑的下邊界實現限位，起到催化劑托盤的作用。

進一步的，利用凸環與出氣管下端口形成的腔室能夠保證工藝氣體的聚集回流，并且為隔熱板提供了膨脹滑動的空間，確保了氣體回流的順利通暢，避免了催化劑隨氣體的流失。

進一步的，通過對吊耳以及工藝氣進出口的分布配置，以及連接設置，能夠對其結構以及連接實現更好的優化配合，方便加工、安裝和配合，結構緊湊，維護方便。

附圖說明

圖1為本發明實例中所述結構的剖視圖。

圖2為圖1的俯視圖。

圖中：管體1，上法蘭2，下法蘭3，工藝氣進口4，工藝氣出口5，催化劑6，出氣管7，隔熱板8，吊耳9，豬尾管10，進口集合管11，出口集合管12。

具體實施方式

下面結合具體的實施例對本發明做進一步的詳細說明，所述是對本發明的解釋而不是限定。