本發(fā)明涉及化工反應設備領域，特別涉及一種氨合成反應器。

背景技術：

1、氨合成反應器是合成氨的關鍵設備，其內部結構復雜，技術要求高。由于氨合成反應器的內件尺寸較大，塔內的軸向氣體容易分布不均，會導致同平面溫差較大。而同平面溫度不均，會造成氨合成反應的不均勻，減少催化劑的使用壽命。氨合成反應器內部的一個或多個催化床層和催化床層內的換熱器均為軸對稱結構，氣體分布不均的情況在氨合成反應器內部的各個部分均有可能出現(xiàn)，氨合成反應器的頂部若出現(xiàn)氣體分布不均的情況，氣體在向下流動、反應和換熱過程中，分布不均的情況不會緩解，溫度不均勻的情況仍會隨氣體的流動而持續(xù)并可能放大。

技術實現(xiàn)思路

1、為了豐富氨合成反應器的產品種類，豐富氨合成反應中氣體分布方式的選擇空間，本發(fā)明實施例提出一種氨合成反應器。

2、本發(fā)明實施例提供一種氨合成反應器，包括包括至少一個催化床層、至少一個換熱器、外殼和氣體分布器；

3、所述催化床層外壁與所述外殼內壁之間形成入口氣體通道；所述催化床層內壁與所述換熱器外壁之間形成出口氣體通道；

4、所述氣體分布器包括至少一個導流分布元件；

5、所述導流分布元件為螺旋狀的條狀體，內部形成安裝空腔；

6、所述導流分布元件安裝于所述入口氣體通道和/或所述出口氣體通道內，以在所述入口氣體通道和/或所述出口氣體通道內形成螺旋狀的導流通道。

7、在一個或一些可選實施例中，所述氣體分布器還包括若干導向分布元件；

8、所述若干導向分布元件呈圓周狀均勻分布于所述換熱器的入口和/或出口。

9、在一個或一些可選實施例中，所述導流分布元件固定于所述催化床層的內壁和/或外壁。

10、在一個或一些可選實施例中，所述導流分布元件的體積不超過所述入口氣體通道和/或所述出口氣體通道的1/2。

11、在一個或一些可選實施例中，所述導流分布元件的條狀體間距大小為所述導流分布元件條狀體寬度的10倍-50倍。

12、在一個或一些可選實施例中，所述導流分布元件的條狀體厚度大小為所述入口氣體通道或所述出口氣體通道徑向寬度的10％-60％。

13、在一個或一些可選實施例中，所述導向分布元件呈板狀。

14、在一個或一些可選實施例中，單個所述導向分布元件的設置方向介于所述換熱器外壁的軸向與切向之間。

15、在一個或一些可選實施例中，單個所述導向分布元件與所述換熱器切向之間形成30°至60°的夾角；

16、單個所述導向分布元件與所述換熱器軸向之間形成30°至60°的夾角。

17、在一個或一些可選實施例中，所述若干導向分布元件以順時針或逆時針方向排布。

18、在一個或一些可選實施例中，所述若干導向分布元件以所述換熱器的中心為中心點中心對稱分布。

19、在一個或一些可選實施例中，單個所述導向分布元件的寬度大小為換熱器外徑的5％-10％。

20、本發(fā)明實施例中提供的上述技術方案的有益效果至少包括：

21、本發(fā)明實施例提供的氨合成反應器，通過在入口氣體通道和/或出口氣體通道設置導流分布元件，為氣體通道內的反應氣體提供了螺旋狀的導流通道，增加了對流動反應氣體的軸向擾動，防止反應氣體在氣體通道內分布不均以及氣體偏流，進而避免氨合成反應器內的反應氣體溫度不均勻，保證氨合成反應穩(wěn)定進行。

22、本發(fā)明實施例提供的氨合成反應器，通過在換熱器的出口或入口設置導向分布元件，使得反應氣體通過導向分布元件后混合更加均勻，減少反應氣體在流動過程中軸向分布不均。

23、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書以及附圖中所特別指出的結構來實現(xiàn)和獲得。

24、下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。

技術特征：

1.一種氨合成反應器，其特征在于，包括至少一個催化床層、至少一個換熱器、外殼和氣體分布器；

2.根據權利要求1所述的氨合成反應器，其特征在于，所述氣體分布器還包括若干導向分布元件；

3.根據權利要求1所述的氨合成反應器，其特征在于，所述導流分布元件固定于所述催化床層的內壁和/或外壁。

4.根據權利要求1所述的氨合成反應器，其特征在于，所述導流分布元件的體積不超過所述入口氣體通道和/或所述出口氣體通道的1/2。

5.根據權利要求1所述的氨合成反應器，其特征在于，所述導流分布元件的條狀體間距大小為所述導流分布元件條狀體寬度的10倍-50倍。

6.根據權利要求1所述的氨合成反應器，其特征在于，所述導流分布元件的條狀體厚度大小為所述入口氣體通道或所述出口氣體通道徑向寬度的10％-60％。

7.根據權利要求2所述的氨合成反應器，其特征在于，所述導向分布元件呈板狀。

8.根據權利要求7所述的氨合成反應器，其特征在于，單個所述導向分布元件的設置方向介于所述換熱器外壁的軸向與切向之間。

9.根據權利要求8所述的氨合成反應器，其特征在于，單個所述導向分布元件與所述換熱器切向之間形成30°至60°的夾角；

10.根據權利要求9所述的氨合成反應器，其特征在于，所述若干導向分布元件以順時針或逆時針方向排布。

11.根據權利要求10所述的氨合成反應器，其特征在于，所述若干導向分布元件以所述換熱器的中心為中心點中心對稱分布。

12.根據權利要求2所述的氨合成反應器，其特征在于，單個所述導向分布元件的寬度大小為換熱器外徑的5％-10％。

技術總結
本發(fā)明公開了一種氨合成反應器，包括至少一個催化床層、至少一個換熱器、外殼和氣體分布器；催化床層外壁與外殼內壁之間形成入口氣體通道；催化床層內壁與換熱器外壁之間形成出口氣體通道；氣體分布器包括至少一個導流分布元件；導流分布元件為螺旋狀的條狀體，內部形成安裝空腔；導流分布元件安裝于入口氣體通道和/或出口氣體通道內，以在入口氣體通道和/或出口氣體通道內形成螺旋狀的導流通道；該氨合成反應器為氣體通道內的反應氣體提供了螺旋狀的導流通道，增加了對流動反應氣體的軸向擾動，防止反應氣體在氣體通道內分布不均以及氣體偏流，進而避免氨合成反應器內的反應氣體溫度不均勻，保證氨合成反應穩(wěn)定進行。

技術研發(fā)人員：唐碩,楊潔,馬明燕,萬克西,趙紅霞,陳勝彬,楊桂春,韓超,唐輝永,范吉全
受保護的技術使用者：中國石油天然氣集團有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/9