中溫變換爐的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種中溫變換爐，屬于化工【技術(shù)領(lǐng)域】。它解決了現(xiàn)有技術(shù)所存在的轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率較低的技術(shù)問題。它包括基座，在基座上固定有圓柱形的爐體，所述的爐體頂部具有進(jìn)氣管，所述的爐體底部具有出氣管，所述的爐體內(nèi)部具有第一支撐板，在第一支撐板上設(shè)置有第一催化劑層，所述的爐體內(nèi)且位于第一支撐板的下方還設(shè)置有第二支撐板，所述的第二支撐板上設(shè)置有第二催化劑層，所述的第一催化劑層內(nèi)設(shè)置有一根能讓第一催化劑層中的氣體通過的透氣管，所述的透氣管下端穿過第一支撐板，所述的出氣管連通第二催化劑層。本實用新型可以顯著的提高了轉(zhuǎn)化的反應(yīng)速率。
【專利說明】中溫變換爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于化工【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種合成氨生產(chǎn)過程中的氣體變化爐，尤其是一種將一氧化碳轉(zhuǎn)變成二氧化碳和氫氣的中溫變換爐。
【背景技術(shù)】
[0002]氨是一種重要的化工產(chǎn)品，主要用于化學(xué)肥料的生產(chǎn)。合成氨的生產(chǎn)主要分為:原料氣的制?。辉蠚獾膬艋c合成。粗原料氣中含有大量的C，由于CO是合成氨催化劑的毒物，所以必須進(jìn)行進(jìn)化處理，通常，先經(jīng)過CO變換反應(yīng)，使其轉(zhuǎn)化為易于清除的CO2和氨合成所需要的h2。因此，CO變換既是原料氣的凈化過程，又是原料氣造氣的繼續(xù)。最后，少量的CO用液氨洗滌法，或是低溫變換串聯(lián)甲烷法加以脫除。變換工段是指CO與水蒸氣反應(yīng)生成CO2和H2的過程。在合成氨的工藝流程中起著非常重要的作用。
[0003]目前常用中溫變換爐對CO進(jìn)行變換，在催化劑的作用下，使其生成CO2和H2。但現(xiàn)有的中溫變換爐通常都只有一層催化變換，催化不完全的氣體要繼續(xù)道低溫變換爐中進(jìn)行二次變換，反應(yīng)速率較低。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的是針對上述問題，提供一種中溫變換爐；解決了現(xiàn)有技術(shù)所存在的轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率較低的技術(shù)問題。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實用新型采用了下列技術(shù)方案:一種中溫變換爐，包括基座，在基座上固定有圓柱形的爐體，所述的爐體頂部具有進(jìn)氣管，所述的爐體底部具有出氣管，所述的爐體內(nèi)部具有第一支撐板，在第一支撐板上設(shè)置有第一催化劑層，所述的爐體內(nèi)且位于第一支撐板的下方還設(shè)置有第二支撐板，所述的第二支撐板上設(shè)置有第二催化劑層，所述的第一催化劑層內(nèi)設(shè)置有一根能讓第一催化劑層中的氣體通過的透氣管，所述的透氣管下端穿過第一支撐板，所述的出氣管連通第二催化劑層。
[0006]在上述的中溫變換爐中，所述的爐體內(nèi)且位于第一催化劑層上方還設(shè)置有一個除沫器。
[0007]在上述的中溫變換爐中，所述的除沫器為孔徑為100-200目的不銹鋼絲網(wǎng)。
[0008]在上述的中溫變換爐中，在第一支撐板和第二催化劑層之間的爐體上還設(shè)置有補(bǔ)氣管。
[0009]在上述的中溫變換爐中，在除沫器和第一催化劑層之間的爐體上設(shè)置有第一人孔，在第一支撐板和第二催化劑層之間的爐體上設(shè)置有第二人孔。
[0010]在上述的中溫變換爐中，在第一催化劑層內(nèi)的透氣管管壁上密布有透氣孔。
[0011]在上述的中溫變換爐中，所述的補(bǔ)氣管的位置高于透氣管的下端。
[0012]在上述的中溫變換爐中，所述的第一催化劑層和第一支撐板之間還設(shè)置有一層能讓氣體通過的第一分子篩層，所述的第二催化劑層和第二支撐板之間還設(shè)置有一層能讓氣體通過第二分子篩層。[0013]在上述的中溫變換爐中，所述的第一分子篩層和第二分子篩層為多孔瓷球?qū)印?br> [0014]在上述的中溫變換爐中，所述的出氣管連通第二分子篩層。
[0015]與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于:通過二次催化，顯著的提高了轉(zhuǎn)化的反應(yīng)速率，使的轉(zhuǎn)換更加完全；通過補(bǔ)氣管的設(shè)計，提高了爐體中的氣體壓力，使反應(yīng)速率
進(jìn)一步提聞。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型提供的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本實用新型提供的透氣管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3是本實用新型提供的透氣孔的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]如圖1、圖2、圖3所示，一種中溫變換爐，包括基座15，在基座15上固定有圓柱形的爐體12，所述的爐體12頂部具有進(jìn)氣管11，所述的爐體12底部具有出氣管14，所述的爐體12內(nèi)部具有第一支撐板41，在第一支撐板41上設(shè)置有第一催化劑層21，所述的爐體12內(nèi)且位于第一支撐板41的下方還設(shè)置有第二支撐板42，所述的第二支撐板42上設(shè)置有第二催化劑層22，所述的第一催化劑層21內(nèi)設(shè)置有一根能讓第一催化劑層21中的氣體通過的透氣管51，所述的透氣管51下端穿過第一支撐板41，所述的出氣管14連通第二催化劑層22。所述的透氣管51上端密封下端開口。
[0020]所述的爐體12內(nèi)且位于第一催化劑層21上方還設(shè)置有一個除沫器10。
[0021]所述的除沫器10為孔徑為100-200目的不銹鋼絲網(wǎng)。
[0022]在第一支撐板41和第二催化劑層22之間的爐體12上還設(shè)置有補(bǔ)氣管16。補(bǔ)氣管16中進(jìn)的是原料氣，從而能提高爐體12中的原料氣的壓力。壓力對變換反應(yīng)的平衡幾乎沒有影響。單就平衡而言，加壓并無好處。但從動力學(xué)角度，加壓可提高反應(yīng)速率。從能量消耗上看，加壓也是有利。
[0023]在除沫器10和第一催化劑層21之間的爐體12上設(shè)置有第一人孔13，在第一支撐板41和第二催化劑層22之間的爐體12上設(shè)置有第二人孔17。
[0024]在第一催化劑層21內(nèi)的透氣管51管壁上密布有透氣孔52。所述的透氣孔52的孔徑D在1-1Omm之間，所述的透氣孔52的孔距L在2_20mm之間，所述的透氣孔52在透氣管51上均勻排列。
[0025]所述的補(bǔ)氣管16的位置高于透氣管51的下端。
[0026]所述的第一催化劑層21和第一支撐板41之間還設(shè)置有一層能讓氣體通過的第一分子篩層31，所述的第二催化劑層22和第二支撐板42之間還設(shè)置有一層能讓氣體通過第二分子篩層32。
[0027]所述的第一分子篩層31和第二分子篩層32為多孔瓷球?qū)印?br> [0028]所述的出氣管14連通第二分子篩層32。
[0029]所述的爐體12從上到下依次設(shè)置有第一溫度計61、第二溫度計62、第三溫度計63、第四溫度計64和第五溫度計65，所述的第一溫度計61位于除沫器10和第一催化劑層21之間，所述的第二溫度計62和第三溫度計63位于第一催化劑層21內(nèi)，所述的第四溫度計64和第五溫度計65位于第二催化劑層22內(nèi)。五個溫度計可以對爐體12內(nèi)的溫度進(jìn)行實時監(jiān)控。
[0030]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【權(quán)利要求】
1.中溫變換爐，包括基座(15)，在基座(15)上固定有圓柱形的爐體(12)，所述的爐體(12)頂部具有進(jìn)氣管(11)，所述的爐體(12)底部具有出氣管(14)，所述的爐體(12)內(nèi)部具有第一支撐板(41)，在第一支撐板(41)上設(shè)置有第一催化劑層(21)，其特征在于，所述的爐體(12)內(nèi)且位于第一支撐板(41)的下方還設(shè)置有第二支撐板(42)，所述的第二支撐板(42)上設(shè)置有第二催化劑層(22)，所述的第一催化劑層(21)內(nèi)設(shè)置有一根能讓第一催化劑層(21)中的氣體通過的透氣管(51)，所述的透氣管(51)下端穿過第一支撐板(41)，所述的出氣管(14)連通第二催化劑層(22)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中溫變換爐，其特征在于，所述的爐體(12)內(nèi)且位于第一催化劑層(21)上方還設(shè)置有一個除沫器(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中溫變換爐，其特征在于，所述的除沫器(10)為孔徑為100-200目的不銹鋼絲網(wǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的中溫變換爐，其特征在于，在第一支撐板(41)和第二催化劑層(22)之間的爐體(12)上還設(shè)置有補(bǔ)氣管(16)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中溫變換爐，其特征在于，在除沫器(10)和第一催化劑層(21)之間的爐體(12)上設(shè)置有第一人孔(13)，在第一支撐板(41)和第二催化劑層(22)之間的爐體(12)上設(shè)置有第二人孔(17)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或5所述的中溫變換爐，其特征在于，在第一催化劑層(21)內(nèi)的透氣管(51)管壁上密布有透氣孔(52)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的中溫變換爐，其特征在于，所述的補(bǔ)氣管(16)的位置高于透氣管(51)的下端。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或5或7所述的中溫變換爐，其特征在于，所述的第一催化劑層(21)和第一支撐板(41)之間還設(shè)置有一層能讓氣體通過的第一分子篩層(31)，所述的第二催化劑層(22)和第二支撐板(42)之間還設(shè)置有一層能讓氣體通過第二分子篩層(32)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的中溫變換爐，其特征在于，所述的第一分子篩層(31)和第二分子篩層(32)為多孔瓷球?qū)印?br> 10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的中溫變換爐，其特征在于，所述的出氣管(14)連通第二分子篩層(32)。
【文檔編號】C01B3/16GK203540503SQ201320677322
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月21日
【發(fā)明者】吳凡, 葛國平, 韋傳東, 李春艷, 柳雄威 申請人:寧波大學(xué)