[發(fā)明專利]臥式控溫變換爐

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010152450.8
• 申請(qǐng)日: 2020-03-06
• 公開（公告）號(hào): CN113351123A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 代東亮;劉根倉(cāng);馮俊爽;湯培峰;余永光;錢季春;趙振宇;盧迪;王禮遠(yuǎn);范雨航
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張家港中集圣達(dá)因特種裝備有限公司
• 主分類號(hào): B01J8/02
• 分類號(hào): B01J8/02
• 代理公司: 深圳市隆天聯(lián)鼎知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44232
• 代理人: 王苗

本發(fā)明提供了一種臥式控溫變換爐。該變換爐包括筒體、多根換熱管和多個(gè)縱向隔板。筒體呈臥式放置，筒體的縱向兩端分別設(shè)有冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口，筒體的外周壁上相對(duì)開設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口。多根換熱管間隔設(shè)于筒體的內(nèi)部并均沿筒體的縱向延伸；多個(gè)縱向隔板均沿筒體的縱向延伸，各縱向隔板的兩端沿徑向?qū)⑼搀w的內(nèi)腔分隔為多個(gè)供反應(yīng)氣流通的氣體通道，氣體通道沿筒體徑向延伸或與筒體徑向平行。由于反應(yīng)氣為徑向流動(dòng)，流程短，反應(yīng)氣流通的阻力小，反應(yīng)速率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤制氣設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種臥式控溫變換爐。

背景技術(shù)

近年來(lái)國(guó)內(nèi)煤化工產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，尤其是煤基的合成氨裝置、甲醇裝置在國(guó)內(nèi)已建設(shè)了多套。在這些裝置中，工藝過(guò)程為以煤制取煤氣，對(duì)煤氣進(jìn)行變換、凈化后，在合成塔內(nèi)生成合成氨或甲醇。煤氣變換是其中一個(gè)主要工藝過(guò)程，在CO變換爐內(nèi)煤氣中的CO與水蒸氣反應(yīng)生成CO₂和H₂，同時(shí)放出大量的反應(yīng)熱。煤氣變換過(guò)程既是原料氣的凈化過(guò)程，又是原料氣造氣的繼續(xù)。

在變換工序生產(chǎn)設(shè)備中，CO變換爐是其中最主要的設(shè)備。CO變換爐利用催化劑對(duì)變換反應(yīng)進(jìn)行加速，同時(shí)對(duì)反應(yīng)生成的熱量進(jìn)行回收，并且使變換反應(yīng)處于一個(gè)較低的溫度范圍內(nèi)，提高變換效率?，F(xiàn)在由于環(huán)保意識(shí)的提高以及出于經(jīng)濟(jì)效益方面的考慮，人們對(duì)環(huán)境保護(hù)和節(jié)能降耗愈發(fā)重視，引起了對(duì)變換爐結(jié)構(gòu)的研究，以對(duì)其加以改造、優(yōu)化，提高CO轉(zhuǎn)化率和能源回收效率。主要是通過(guò)提高CO變換爐傳熱效率，加強(qiáng)對(duì)反應(yīng)余熱的回收利用；同時(shí)降低反應(yīng)溫度，提高CO轉(zhuǎn)化率，并延長(zhǎng)催化劑的使用壽命。

目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)裝置中常用的變換爐為立式的縱向或軸徑向結(jié)構(gòu)，其反應(yīng)氣沿縱向或軸徑向流動(dòng)，流程長(zhǎng)，氣體阻力大，從而降低了反應(yīng)速率，在提高轉(zhuǎn)化率和節(jié)能降耗上沒(méi)有優(yōu)勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種臥式控溫變換爐，以解決現(xiàn)有技術(shù)中立式變換爐存在的反應(yīng)氣流程長(zhǎng)、反應(yīng)速率低的問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種臥式控溫變換爐，包括：筒體，其呈臥式放置，所述筒體的縱向兩端分別設(shè)有冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口，所述筒體的外周壁上相對(duì)開設(shè)有供反應(yīng)氣流進(jìn)的進(jìn)氣口和供反應(yīng)后的氣體流出的出氣口，所述進(jìn)氣口和所述出氣口的連線與所述筒體的徑向重合或平行；多根換熱管，其間隔設(shè)于所述筒體的內(nèi)部并均沿所述筒體的縱向延伸，所述換熱管的兩端開口分別與所述冷卻水進(jìn)口和所述冷卻水出口相通，以供冷卻水流通；多個(gè)縱向隔板，其間隔設(shè)于所述換熱管中并均沿所述筒體的縱向延伸，各所述縱向隔板的兩端沿徑向?qū)⑺鐾搀w的內(nèi)腔分隔為多個(gè)供反應(yīng)氣流通的氣體通道，所述氣體通道沿所述筒體徑向延伸或與所述筒體徑向平行。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述進(jìn)氣口和所述出氣口均設(shè)有多個(gè)，并均沿所述筒體的縱向間隔排布。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述縱向隔板與所述筒體的縱向截面平行。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，多根所述換熱管分為沿所述筒體的徑向間隔分布的兩組，且分別為位于所述筒體上層的頂層換熱管組和位于下層的底層換熱管組；所述頂層換熱管組和底層換熱管組中均包括多根呈均勻分布的換熱管。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述筒體的內(nèi)部還設(shè)有兩個(gè)沿縱向相對(duì)設(shè)置的管板；兩所述管板上對(duì)應(yīng)開設(shè)供所述換熱管穿設(shè)的通孔，多根間隔的所述換熱管設(shè)于兩所述管板之間。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，多根所述換熱管之間具有間隙以形成催化劑填充區(qū)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還包括支撐結(jié)構(gòu)；所述支撐結(jié)構(gòu)沿縱向支撐設(shè)于所述換熱管的下方；所述支撐結(jié)構(gòu)包括從上至下依次設(shè)置的篩網(wǎng)、支撐格柵和支撐柱；所述篩網(wǎng)墊設(shè)于所述換熱管的下方并與所述催化劑的下表面接觸，所述支撐格柵貼設(shè)于所述篩網(wǎng)的下方；所述支撐柱具有多個(gè)，各所述支撐柱分別與所述支撐格柵和所述筒體的內(nèi)壁底部連接固定。