[發(fā)明專利]一種等溫反應(yīng)器催化劑床層溫度調(diào)節(jié)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610194370.2
• 申請(qǐng)日: 2016-03-31
• 公開（公告）號(hào): CN105727844A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝定中
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南安淳高新技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): B01J8/06
• 分類號(hào): B01J8/06
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 何世磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種等溫反應(yīng)器，具體涉及等溫反應(yīng)器催化劑床層的溫度調(diào)節(jié)裝置。

背景技術(shù)

煤、石油、天然氣以及礦石的大量開采、加工及使用，燃煤過(guò)程產(chǎn)生的SO₂和煉油煉鋼過(guò)程產(chǎn)生的酸性水、酸性氣和含硫煙氣等會(huì)產(chǎn)生大量的硫化物，這些硫化物直接排放會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保的要求越來(lái)越嚴(yán)格，工業(yè)氣體、化工廢氣脫硫并進(jìn)行硫回收的技術(shù)得到了廣泛運(yùn)用。

根據(jù)酸性氣體中H₂S濃度不同，硫回收技術(shù)主要有Claus工藝、直接氧化工藝和脫硫液噴射再生工藝。在這些工藝中，都要用到等溫反應(yīng)器，該反應(yīng)器負(fù)責(zé)將含硫氣體在催化劑作用下反應(yīng)生成單質(zhì)硫。比如采用直接氧化工藝，其主反應(yīng)方程式如下：

H2S+12O2→1xSx+H2O+205KJ/mol]]>

反應(yīng)是在等溫反應(yīng)器的催化劑床層中進(jìn)行的，反應(yīng)壓力為0.01-5.5MPa，反應(yīng)溫度為150℃-350℃。直接氧化是一個(gè)強(qiáng)放熱反應(yīng)，體積分?jǐn)?shù)1％的H₂S轉(zhuǎn)化為硫的反應(yīng)熱導(dǎo)致的溫升為70℃，因此，反應(yīng)溫度必須加以控制，既可防止超溫而使催化劑失活，還可防止由于溫度過(guò)高而增加SO₂的生成量，造成總硫收率降低，使尾氣中硫含量超標(biāo)。為了控制反應(yīng)溫度，防止超溫而使催化劑失活，必須快速把反應(yīng)熱移走。目前的等溫反應(yīng)器采取內(nèi)置盤管結(jié)構(gòu)或者螺旋繞管結(jié)構(gòu)，管外為催化劑床層，管內(nèi)有冷卻水流動(dòng)，利用盤管或者繞管與催化劑床層進(jìn)行換熱，快速把催化劑床層中的反應(yīng)熱移走。

實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常需要調(diào)節(jié)等溫反應(yīng)器催化劑床層的溫度。現(xiàn)有技術(shù)中一般是通過(guò)調(diào)節(jié)盤管或繞管中的冷卻水的流量大小來(lái)調(diào)節(jié)催化劑床層的溫度，因?yàn)槔鋮s水的流量大，從催化劑床層帶走的熱量多，冷卻水流量小，從催化劑床層帶走的熱量。這種溫度調(diào)節(jié)方法實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較緩慢，調(diào)節(jié)催化劑床層溫度比較滯后，不能很好的滿足工作的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種等溫反應(yīng)器催化劑床層溫度調(diào)節(jié)裝置可以很好的解決以上問(wèn)題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種等溫反應(yīng)器催化劑床層溫度調(diào)節(jié)裝置，包括水室、汽室、換熱內(nèi)套管、換熱外套管、汽包、輸水管、上升管、飽和蒸汽輸出管、壓力控制閥，所述水室位于等溫反應(yīng)器內(nèi)部頂端；所述汽室位于所述水室下方；所述換熱內(nèi)套管和換熱外套管為空心管；所述換熱內(nèi)套管兩端開口，頂端與所述水室連通，下端伸入所述換熱外套管中，底端與所述換熱外套管底端連通；所述換熱外套管頂端開口，底部封閉，頂端與所述汽室連通，下端伸入等溫反應(yīng)器的催化劑床層中；所述汽包安裝于等溫反應(yīng)器外部，通過(guò)所述輸水管與所述水室連通，通過(guò)所述上升管與所述汽室連通；所述飽和蒸汽輸出管安裝在所述汽包上；所述壓力控制閥安裝在所述飽和蒸汽輸出管上。

工作時(shí)，位于等溫反應(yīng)器外部的汽包，通過(guò)給水管道注入冷卻水，汽包內(nèi)的冷卻水通過(guò)輸水管注入等溫反應(yīng)器內(nèi)的水室內(nèi)，再流入換熱內(nèi)套管內(nèi)，經(jīng)換熱內(nèi)套管底部折返進(jìn)入換熱外套管與換熱內(nèi)套管之間的環(huán)隙。這時(shí)由等溫反應(yīng)器底部進(jìn)入的未反應(yīng)氣正在催化劑床層進(jìn)行劇烈的催化反應(yīng)，產(chǎn)生了大量的反應(yīng)熱。這些反應(yīng)熱被環(huán)隙中的冷卻水吸收，吸收了反應(yīng)熱的冷卻水變成汽水混合物，沿著環(huán)隙上升至等溫反應(yīng)器內(nèi)的汽室，再經(jīng)過(guò)汽室與汽包之間的上升管回到汽包。這種汽水混合物的一部分以蒸汽形式通過(guò)飽和蒸汽輸出管外送出去，一部分與汽包內(nèi)的冷卻水混合后，又經(jīng)過(guò)輸水管注入等溫反應(yīng)器內(nèi)的水室，再一次的循環(huán)。而未反應(yīng)氣也不斷的從等溫反應(yīng)器底部進(jìn)入，在催化劑床層中進(jìn)行催化反應(yīng)，反應(yīng)完的反應(yīng)氣再由等溫反應(yīng)器底部排出。