專利名稱：一種氨合成催化劑性能試驗(yàn)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及化工氣體合成試驗(yàn)的裝置，特別涉及氨合成催化劑性能試驗(yàn)的裝置。
技術(shù)背景氨的合成是利用氫氣0 )和氮?dú)?擬)作為原料氣體，在一定的溫度、壓力和催化劑作用下反應(yīng)生成。由于催化劑價(jià)值高，當(dāng)需要了解、掌握某種催化劑尤其是新研發(fā)的催化劑的性能——主要是化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率時(shí)，必須通過一種裝填催化劑量不大的試驗(yàn)裝置來完成。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種氨合成催化劑化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率性能試驗(yàn)的裝置。本實(shí)用新型的方案是由外筒體、內(nèi)測體、上下盲板法蘭、透鏡墊、測溫套管、若干個(gè)管路組成，外筒體為管狀體，兩端頭內(nèi)圓車制有導(dǎo)角且外圓固定有法蘭盤，盲板法蘭也設(shè)置有對應(yīng)的內(nèi)圓導(dǎo)角，上下盲板法蘭分別通過壓合雙頭導(dǎo)角管狀體的透鏡墊與外筒體法蘭盤固定連接；內(nèi)測體由上下封蓋、上下催化劑筐、上下?lián)Q熱器、中隔板組成，上下封蓋外圓分別均布三個(gè)徑向凸臺(tái)動(dòng)配合套合在外筒體內(nèi)圓壁上，下盲板法蘭上表面透鏡墊內(nèi)空之間均布固定有對應(yīng)于下封蓋三個(gè)徑向凸臺(tái)的支撐腳；換熱器管狀內(nèi)筒體底部固定一個(gè)均布多孔的下圓盤，腔內(nèi)上部為空腔圓盤體，空腔圓盤體下表面設(shè)置有對應(yīng)于下圓盤均布的多孔，兩者對應(yīng)均布的多孔之間固定套合若干根換熱管，空腔圓盤體中央設(shè)置有一個(gè)軸套體，下圓盤與空腔圓盤體之間設(shè)置有三層間隔的分流板，上下分流板外徑小于中分流板，中分流板直徑小于內(nèi)筒體內(nèi)徑，三塊分流板設(shè)置有讓換熱管穿過的通孔，中分流板中央設(shè)置有大通孔，三塊分流板由三根縱立鋼筋實(shí)施固定；催化劑筐由管狀內(nèi)筒體底部固定一個(gè)均布有若干小孔的圓底板及動(dòng)配合套在圓底板上方內(nèi)筒體內(nèi)壁的多孔圓形壓板組成，多孔圓形壓板與圓底板之間放置催化劑，在三個(gè)支撐腳上自下而上同軸心線疊放有下封蓋、短管狀墊套、下?lián)Q熱器、下催化劑筐、上換熱器、上催化劑筐、上封蓋，在下催化劑筐上部內(nèi)壁上均布設(shè)置有三個(gè)小凸臺(tái)，中隔板外圓動(dòng)配合套在下催化劑筐內(nèi)壁上并安放在三個(gè)小凸臺(tái)上，中隔板中央通孔內(nèi)套合固定有中心管，該中心管上端口動(dòng)配合套在上換熱器下圓盤對應(yīng)設(shè)置的中央通孔中；測溫套管自上而下穿過上盲板法蘭、上封蓋、上催化劑筐、上換熱器，止位于下催化劑筐的圓底板上表面，熱電偶套合在測溫套管中；若干個(gè)管路分布為上盲板法蘭套合固定有c進(jìn)氣管，下盲板法蘭上套合固定f出氣管，a管、b管、d管分別穿過上透鏡墊后折彎，a管內(nèi)端口穿過上催化劑筐上方的內(nèi)筒體筒壁與一個(gè)冷氣環(huán)管連通，冷氣環(huán)管下方環(huán)周設(shè)置有若干個(gè)氣孔，b管內(nèi)端口套合固定在上封蓋設(shè)置的通孔上，d管內(nèi)端口套合固定在中隔板與上換熱器下圓盤之間的內(nèi)筒體筒壁通孔上，e管、g管、h管分別穿過下透鏡墊后折彎，e管穿過下封蓋、下?lián)Q熱器下圓盤，其內(nèi)端口套合固定在下?lián)Q熱器空腔圓盤體下表面通孔上，g管穿過下封蓋，其內(nèi)端口套合固定在下?lián)Q熱器下圓盤上，h管內(nèi)端口套合固定在下封蓋通孔上，一根導(dǎo)管下端口套合固定在上換熱器空腔圓盤體上表面通孔上，其上端口穿過上催化劑筐的多孔圓形壓板對應(yīng)孔；e管的外端口分別與b管外端口、d管外端口管路連通，f管外端口與h管外端口管路連通。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于通過優(yōu)化設(shè)計(jì)使該裝置結(jié)構(gòu)緊湊、催化劑裝填量小，內(nèi)熱循環(huán)熱交換節(jié)能，節(jié)省了裝置的投資。提供數(shù)據(jù)檢測轉(zhuǎn)化率，提高生產(chǎn)線上的催化劑優(yōu)化應(yīng)用。

附圖為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)其特征在于由外筒體1、內(nèi)測體、上下盲板法蘭4、透鏡墊2、測溫套管6、若干個(gè)管路組成，外筒體1為管狀體，兩端頭內(nèi)圓車制有導(dǎo)角且外圓固定有法蘭盤3，盲板法蘭4也設(shè)置有對應(yīng)的內(nèi)圓導(dǎo)角，上下盲板法蘭4分別通過壓合雙頭導(dǎo)角管狀體的透鏡墊2與外筒體1法蘭盤3固定連接；內(nèi)測體由上下封蓋、上下催化劑筐9、12、上下?lián)Q熱器10、15、中隔板19組成，上下封蓋外圓分別均布三個(gè)徑向凸臺(tái)動(dòng)配合套合在外筒體1內(nèi)圓壁上，下盲板法蘭4上表面透鏡墊2內(nèi)空之間均布固定有對應(yīng)于下封蓋三個(gè)徑向凸臺(tái)的支撐腳17 ；換熱器管狀內(nèi)筒體底部固定一個(gè)均布多孔的下圓盤，腔內(nèi)上部為空腔圓盤體，空腔圓盤體下表面設(shè)置有對應(yīng)于下圓盤均布的多孔，兩者對應(yīng)均布的多孔之間固定套合若干根換熱管14，空腔圓盤體中央設(shè)置有一個(gè)軸套體，下圓盤與空腔圓盤體之間設(shè)置有三層間隔的分流板，上下分流板外徑小于中分流板，中分流板直徑小于內(nèi)筒體內(nèi)徑，三塊分流板設(shè)置有讓換熱管14穿過的通孔，中分流板中央設(shè)置有大通孔，三塊分流板由三根縱立鋼筋實(shí)施固定；催化劑筐由管狀內(nèi)筒體底部固定一個(gè)均布有若干小孔的圓底板及動(dòng)配合套在圓底板上方內(nèi)筒體內(nèi)壁的多孔圓形壓板18組成，多孔圓形壓板18與圓底板之間放置催化劑，在三個(gè)支撐腳17上自下而上同軸心線疊放有下封蓋、短管狀墊套20、下?lián)Q熱器15、下催化劑筐12、上換熱器10、上催化劑筐9、上封蓋，在下催化劑筐12上部內(nèi)壁上均布設(shè)置有三個(gè)小凸臺(tái)，中隔板19外圓動(dòng)配合套在下催化劑筐12內(nèi)壁上并安放在三個(gè)小凸臺(tái)上，中隔板19中央通孔內(nèi)套合固定有中心管11，該中心管11上端口動(dòng)配合套在上換熱器10下圓盤對應(yīng)設(shè)置的中央通孔中；測溫套管6自上而下穿過上盲板法蘭4、上封蓋、上催化劑筐9、上換熱器10，止位于下催化劑筐12的圓底板上表面，熱電偶13套合在測溫套管6中；若干個(gè)管路分布為上盲板法蘭4套合固定有c進(jìn)氣管，下盲板法蘭4上套合固定f出氣管，a管、b管、d管分別穿過上透鏡墊2后折彎，a管內(nèi)端口穿過上催化劑筐9上方的內(nèi)筒體筒壁與一個(gè)冷氣環(huán)管7連通，冷氣環(huán)管7下方環(huán)周設(shè)置有若干個(gè)氣孔，b管內(nèi)端口套合固定在上封蓋設(shè)置的通孔上，d管內(nèi)端口套合固定在中隔板19與上換熱器10下圓盤之間的內(nèi)筒體筒壁通孔上，e管、g管、h管分別穿過下透鏡墊2后折彎，e管穿過下封蓋、下?lián)Q熱器15下圓盤，其內(nèi)端口套合固定在下?lián)Q熱器15空腔圓盤體下表面通孔上，g管穿過下封蓋，其內(nèi)端口套合固定在下?lián)Q熱器15下圓盤上，h管內(nèi)端口套合固定在下封蓋通孔上，一根導(dǎo)管8下端口套合固定在上換熱器10空腔圓盤體上表面通孔上，其上端口穿過上催化劑筐9的多孔圓形壓板18對應(yīng)孔；e管的外端口分別與b管外端口、d管外端口管路連通，f管外端口與h管外端口管路連通。選擇GB6479標(biāo)準(zhǔn)的高壓管能夠承受32MPa壓力，上、下端加工螺牙和密封面后，與透鏡墊2、高壓法蘭盤3及高壓盲板法蘭4配合，通過高壓螺栓5形成密封結(jié)構(gòu)。內(nèi)筒體外壁設(shè)置有保溫層16。各管均采用軟管，壓板用于壓住催化劑，板上多孔用于通氣。工藝流程低溫原料氣N2和H2從c管進(jìn)入設(shè)備后，沿著多層疊放的內(nèi)筒體與外筒體1之間縫隙向下流動(dòng)，目的是吸收內(nèi)件散發(fā)出來的熱量氨合成的化學(xué)反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生大量熱量，使低溫原料氣被加熱，保證了外筒體1金屬不會(huì)超溫，并從f管流出；再從h管進(jìn)入下?lián)Q熱器15下端的管程，順著下?lián)Q熱管14內(nèi)向上流動(dòng)，與管外合成氣間接交換熱量后，從e管流出；在設(shè)備外分兩路分別從b管和d管再次進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，其中d管的氣體進(jìn)入上換熱器10下端的管程，順著上換熱管14內(nèi)向上流動(dòng)，通過吸收上催化劑筐9產(chǎn)生的反應(yīng)熱后，從導(dǎo)管8流到上催化劑筐9上面，與a管和b管進(jìn)入的氣體混合，a管進(jìn)入的低溫原料氣作為調(diào)節(jié)混合氣溫度使用；混合氣通過上催化劑筐9時(shí)，大部分N2和H2發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生熱量，而后從上換熱器10空腔圓盤體中央軸套體孔中進(jìn)入上換熱器10的上換熱管14外，與d管進(jìn)入的氣體間接換熱后，從中心管11進(jìn)入下催化劑筐12，混合氣中未反應(yīng)的N2和H2繼續(xù)在此反應(yīng)生成合成氣主要成分為氨氣并放熱，再進(jìn)入下?lián)Q熱器15的換熱管14外，與h管進(jìn)入的氣體換熱，最終從g管流出。從g管流出的氣體進(jìn)行取樣分析，即可得出化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，從而了解和掌握催化劑的性能。
權(quán)利要求1. 一種氨合成催化劑性能試驗(yàn)的裝置，其特征在于由外筒體(1)、內(nèi)測體、上下盲板法蘭G)、透鏡墊O)、測溫套管(6)、若干個(gè)管路組成，外筒體(1)為管狀體，兩端頭內(nèi)圓車制有導(dǎo)角且外圓固定有法蘭盤(3)，盲板法蘭(4)也設(shè)置有對應(yīng)的內(nèi)圓導(dǎo)角，上下盲板法蘭(4)分別通過壓合雙頭導(dǎo)角管狀體的透鏡墊O)與外筒體(1)法蘭盤(3)固定連接；內(nèi)測體由上下封蓋、上下催化劑筐(9)、(12)、上下?lián)Q熱器(10)、(15)、中隔板(19)組成，上下封蓋外圓分別均布三個(gè)徑向凸臺(tái)動(dòng)配合套合在外筒體(1)內(nèi)圓壁上，下盲板法蘭(4)上表面透鏡墊O)內(nèi)空之間均布固定有對應(yīng)于下封蓋三個(gè)徑向凸臺(tái)的支撐腳(17)；換熱器管狀內(nèi)筒體底部固定一個(gè)均布多孔的下圓盤，腔內(nèi)上部為空腔圓盤體，空腔圓盤體下表面設(shè)置有對應(yīng)于下圓盤均布的多孔，兩者對應(yīng)均布的多孔之間固定套合若干根換熱管(14)，空腔圓盤體中央設(shè)置有一個(gè)軸套體，下圓盤與空腔圓盤體之間設(shè)置有三層間隔的分流板，上下分流板外徑小于中分流板，中分流板直徑小于內(nèi)筒體內(nèi)徑，三塊分流板設(shè)置有讓換熱管(14)穿過的通孔，中分流板中央設(shè)置有大通孔，三塊分流板由三根縱立鋼筋實(shí)施固定；催化劑筐由管狀內(nèi)筒體底部固定一個(gè)均布有若干小孔的圓底板及動(dòng)配合套在圓底板上方內(nèi)筒體內(nèi)壁的多孔圓形壓板(18)組成，多孔圓形壓板(18)與圓底板之間放置催化劑，在三個(gè)支撐腳(17)上自下而上同軸心線疊放有下封蓋、短管狀墊套(20)、下?lián)Q熱器(1 、下催化劑筐(12)、中隔板(19)、上換熱器(10)、上催化劑、上封蓋，在上換熱器(10)、中隔板(19)外圓直徑等于內(nèi)筒體外徑，中隔板(19)中央通孔之間套合固定有中心管(11)，該中心管(11)上端口動(dòng)配合套在上換熱器(10)下圓盤對應(yīng)設(shè)置的中央通孔中；測溫套管(6)自上而下穿過上盲板法蘭(4)、上封蓋、上催化劑筐(9)、上換熱器(10)，止位于下催化劑筐(1 的圓底板上表面，熱電偶(1 套合在測溫套管(6)中；若干個(gè)管路分布為上盲板法蘭(4)套合固定有c進(jìn)氣管，下盲板法蘭(4)上套合固定f出氣管，a管、b管、d管分別穿過上透鏡墊(2)后折彎，a管內(nèi)端口穿過上催化劑筐(9)上方的內(nèi)筒體筒壁與一個(gè)冷氣環(huán)管(7)連通，冷氣環(huán)管(7)下方環(huán)周設(shè)置有若干個(gè)氣孔，b管內(nèi)端口套合固定在上封蓋設(shè)置的通孔上，d管內(nèi)端口套合固定在中隔板(19)與上換熱器(10)下圓盤之間的內(nèi)筒體筒壁通孔上，e管、g管、h管分別穿過下透鏡墊( 后折彎，e管穿過下封蓋、下?lián)Q熱器(1 下圓盤，其內(nèi)端口套合固定在下?lián)Q熱器(1 空腔圓盤體下表面通孔上，g管穿過下封蓋，其內(nèi)端口套合固定在下?lián)Q熱器(1 下圓盤上，h管內(nèi)端口套合固定在下封蓋通孔上，一根導(dǎo)管(8)下端口套合固定在上換熱器(10)空腔圓盤體上表面通孔上，其上端口穿過上催化劑筐(9)的多孔圓形壓板(18)對應(yīng)孔；e管的外端口分別與b管外端口、d管外端口管路連通，f管外端口與h管外端口管路連通。
專利摘要一種氨合成催化劑性能試驗(yàn)的裝置，涉及化工氣體合成試驗(yàn)的裝置。結(jié)構(gòu)由外筒體、內(nèi)測體、上下盲板法蘭、透鏡墊、測溫套管、若干個(gè)管路組成，上下盲板法蘭、透鏡墊、外筒體固定連接；內(nèi)測體由上下封蓋、上下催化劑筐、上下?lián)Q熱器、中隔板組成，換熱器由內(nèi)筒體下圓盤、帶軸套體的空腔圓盤體、三層分流板組成，催化劑筐由內(nèi)筒體、多孔圓底板及多孔圓形壓板組成，自下而上疊放有下封蓋、短管狀墊套、下?lián)Q熱器、下催化劑筐、上換熱器、上催化劑、上封蓋，下催化劑內(nèi)的中間隔板的中心管套在上換熱器下圓盤通孔中；測溫套管自上而下止位于下催化劑筐的圓底板上表面，各管路使原料在各換熱器、催化劑筐之間回流。催化劑裝填量小，內(nèi)熱循環(huán)熱交換節(jié)能。
文檔編號(hào)G01N31/10GK202305496SQ201120381180
公開日2012年7月4日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者歐建明 申請人:智勝化工股份有限公司