專(zhuān)利名稱(chēng)：列管式轉(zhuǎn)化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種用于天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化及其類(lèi)似反應(yīng)的列管式轉(zhuǎn)化爐。
目前國(guó)內(nèi)外以天然氣為原料的合成氨裝置中的一段轉(zhuǎn)化爐基本都是采用的箱式轉(zhuǎn)化爐，它是由輻射段和對(duì)流段及引風(fēng)系統(tǒng)組成。整個(gè)爐子的結(jié)構(gòu)復(fù)雜而龐大，鋼材耗量多，占地面積大，投資高；反應(yīng)熱量由數(shù)量眾多的燒嘴燃燒提供，熱效率低，有大量的廢氣排入大氣；噸氨能耗高。
本實(shí)用新型代替?zhèn)鹘y(tǒng)的箱式轉(zhuǎn)化爐后，可以完全克服上述缺點(diǎn)。列管式轉(zhuǎn)化爐的特點(diǎn)是不需外供熱，反應(yīng)所需的熱量全由二段轉(zhuǎn)化爐出口約1000℃的高溫氣體提供，不消耗燃料，無(wú)煙道氣排入大氣，熱效率高，噸氨能耗低；設(shè)備本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊；轉(zhuǎn)化管系統(tǒng)承受的壓差小，高鎳鉻合金鋼及普通金屬材料大量減少，投資??；加工制造容易，安裝檢修方便。
本實(shí)用新型的功用參見(jiàn)


圖1經(jīng)過(guò)預(yù)熱后的原料氣由接管(d)進(jìn)入管箱(11)，再分別進(jìn)入轉(zhuǎn)化管束(7)，每根轉(zhuǎn)化管內(nèi)裝填有高活性的固體催化劑。反應(yīng)后的氣體經(jīng)由下部豬尾管(4)，環(huán)形集氣管(3)，再匯集到中心集氣管(8)，最后從接管(c)離開(kāi)本設(shè)備去二段轉(zhuǎn)化爐。另一方面，從二段轉(zhuǎn)化爐下部出來(lái)的約1000℃的高溫氣體由接管(e)進(jìn)入本設(shè)備的底部，經(jīng)由導(dǎo)流筒(2)后進(jìn)入管外空間，依次通過(guò)折流板(9)，把熱量傳遞給轉(zhuǎn)化管，最后從接管(a)離開(kāi)本設(shè)備。轉(zhuǎn)化管內(nèi)催化劑的裝卸，可通過(guò)入孔(b)直接在管箱(11)內(nèi)進(jìn)行。如需對(duì)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)進(jìn)行檢修，可將殼體(6)的法蘭拆開(kāi)，將轉(zhuǎn)化管束連同中心集氣管(8)整體吊出即可進(jìn)行。
由于本設(shè)備系在加壓及高溫下操作，工作條件惡劣，因此解決高溫下的膨脹結(jié)構(gòu)及其隔熱保護(hù)措施，是本實(shí)用新型的關(guān)鍵。
圖1是列管式轉(zhuǎn)化爐的結(jié)構(gòu)圖設(shè)備承受介質(zhì)壓力由殼體(6)及管箱(11)兩部份組成。設(shè)備的自身重量支承在裙座(1)上。設(shè)備的耐熱保護(hù)由耐熱層(5)及由拉筋(14)、承插環(huán)(15)、襯筒(16)構(gòu)成的襯套以及導(dǎo)流筒(2)組成。襯套設(shè)置在耐熱層(5)內(nèi)壁側(cè)，其本身為分段承插式結(jié)構(gòu)，每段襯套分別支撐在外殼(6)上，襯套材料為高鎳鉻合金鋼；導(dǎo)流筒設(shè)置在底部高溫氣體進(jìn)口處，用以改善氣流分布，保護(hù)環(huán)形及中心集氣管不被燒壞，材料為高鎳鉻合金鋼。轉(zhuǎn)化系統(tǒng)由管板(10)、拆流板(9)、轉(zhuǎn)化管束(7)、豬尾管(4)、環(huán)形集氣管(3)及中心集氣管(8)組成。轉(zhuǎn)化管束(7)按同圓排列，其進(jìn)口端焊接在管板(10)上，出口端成錐形。轉(zhuǎn)化管外徑為Φ50～Φ120，數(shù)量19～130根，材料為OCr18Ni9及ZG4Cr25Ni20(HK－40)。轉(zhuǎn)化管的出口端通過(guò)豬尾管(4)與呈寶塔形布置的環(huán)形集氣管(3)連接。每個(gè)環(huán)形集氣管上的開(kāi)孔數(shù)量及其位置均與每層轉(zhuǎn)化管一一對(duì)應(yīng)，另一方面，每個(gè)環(huán)形集氣管又與中心集氣管(8)相連接。中心集氣管焊接在管板(10)上，其上下兩端可以分別自由伸縮，并用隔熱材料(13)將管板與中心集氣管內(nèi)的高溫氣體隔開(kāi)。中心集氣管的上端出口處用密封件(12)將管箱內(nèi)的原料氣與中心集氣管內(nèi)的轉(zhuǎn)化氣隔開(kāi)。整個(gè)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)受熱后可以同時(shí)自由地向下膨脹。
權(quán)利要求1.列管式轉(zhuǎn)化爐其特征是由管板、轉(zhuǎn)化管束、拆流板、豬尾管、環(huán)形及中心集氣管、耐熱層及襯套、管箱、密封件、導(dǎo)流筒、承壓外殼及裙座諸部件組成。
2.按權(quán)利要求1的列管式轉(zhuǎn)化爐，其特征是轉(zhuǎn)化管束(7)按同心圓排列，其進(jìn)口端焊接在管板(10)上，出口端成錐形，轉(zhuǎn)化管外徑為Φ50～Φ120，數(shù)量為19～130根，材料為OCr18Ni9及ZG4Cr25Ni20(HK－40)。
3.按權(quán)利要求1、2的列管式轉(zhuǎn)化爐，其特征是轉(zhuǎn)化管束(7)的出口環(huán)形集氣管(3)呈寶塔形布置，每個(gè)環(huán)形管上的開(kāi)孔數(shù)量及其位置均與每層轉(zhuǎn)化管一一對(duì)應(yīng)，并通過(guò)豬尾管(4)與轉(zhuǎn)化管束的出口端連接，利于轉(zhuǎn)化管的膨脹。
4.按權(quán)利要求1的列管式轉(zhuǎn)化爐，其特征是中心集氣管(8)焊接在管板(10)上，通過(guò)隔熱材料(13)將管箱(11)內(nèi)的原料氣與中心集氣管中的高溫氣體分隔開(kāi)，其上端通過(guò)密封件(12)可以自由伸縮，下端與環(huán)形集氣管(3)連接，亦可自由膨脹。
5.按權(quán)利要求1的列管式轉(zhuǎn)化爐，其特征是在底部高溫氣體進(jìn)口處設(shè)置有高鎳鉻合金鋼制作的導(dǎo)流筒(2)，以利于氣流分布及保護(hù)環(huán)形集氣管和中心集氣管不被高溫氣體沖刷。
6.按權(quán)利要求1的列管式轉(zhuǎn)化爐，其特征是耐熱層(5)的內(nèi)壁襯有高鎳鉻合金鋼襯套，其襯套由拉筋(14)、襯插環(huán)(15)、襯筒(16)構(gòu)成，用以保護(hù)耐熱層不被沖刷，襯套本身為分段承插式結(jié)構(gòu)，以利于受熱膨脹，每段襯套分別支撐在承壓外殼(6)上。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型是一種用于天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化及其類(lèi)似化工反應(yīng)的列管式轉(zhuǎn)化爐。其特點(diǎn)是不需外加熱，轉(zhuǎn)化反應(yīng)所需熱量由二段轉(zhuǎn)化爐出口約1000℃的高溫氣體進(jìn)行熱交換提供，熱效率高，無(wú)廢氣排入大氣；設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，轉(zhuǎn)化系統(tǒng)由轉(zhuǎn)化管束、環(huán)形集氣管、中心集氣管及管板組成。該系統(tǒng)可整體制作，安裝檢修方便。
文檔編號(hào)C01B3/00GK2073322SQ9021471
公開(kāi)日1991年3月20日 申請(qǐng)日期1990年6月26日 優(yōu)先權(quán)日1990年6月26日
發(fā)明者陳會(huì)倫, 陳天麒, 周江寧 申請(qǐng)人:化工部西南化工研究院