一種半等溫反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種半等溫反應(yīng)器，適用于低壓氣相強(qiáng)發(fā)熱化學(xué)反應(yīng)，尤其適用于硫磺回收克勞斯反應(yīng)，屬于石油化工、煤化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]硫磺回收工藝的克勞斯反應(yīng)過程釋放大量熱量，為防止催化劑超溫，提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，需要在反應(yīng)器內(nèi)移走反應(yīng)熱。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)外一些工業(yè)裝置中采用盤管反應(yīng)器或繞管反應(yīng)器等，管外裝催化劑，管內(nèi)走水，從而移走反應(yīng)管中的反應(yīng)熱。這種形式的反應(yīng)器換熱管易變形泄露，催化劑裝卸困難，床層壓降大，不適應(yīng)裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種用于低壓氣相強(qiáng)發(fā)熱化學(xué)反應(yīng)的，能夠移走反應(yīng)熱，性能可靠，使用壽命長(zhǎng)的半等溫反應(yīng)器。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供一種半等溫反應(yīng)器，其特征在于:包括依次連接的入口分布頂蓋、矩形方箱反應(yīng)器、出口收集底蓋；
[0006]入口分布頂蓋包括依次連接的反應(yīng)料入口、分支管道、頂蓋板及分布器；
[0007]矩形方箱反應(yīng)器包括底部的翅片管換熱器，以及四側(cè)的反應(yīng)器側(cè)壁；翅片管換熱器的翅片為波紋板，翅片管換熱器連接除氧水入口和除氧水出口 ；矩形方箱反應(yīng)器內(nèi)自下而上分別裝填瓷球、催化劑、瓷球；
[0008]出口收集底蓋包括依次連接的反應(yīng)產(chǎn)物出口、分支管道、出口收集器、底蓋板及支撐格柵。
[0009]優(yōu)選地，所述分布器為半橢圓形管，半橢圓形管上均布直徑20?60mm的孔。
[0010]優(yōu)選地，所述翅片管換熱器占方箱反應(yīng)器的內(nèi)部空間的50%?60%。
[0011]優(yōu)選地，所述翅片管換熱器的換熱管的回彎頭位于左右兩側(cè)的反應(yīng)器側(cè)壁外部；反應(yīng)器側(cè)壁內(nèi)部的換熱管為直管，無(wú)焊口。
[0012]優(yōu)選地，所述翅片管換熱器的換熱管采用直徑為25?48_的無(wú)縫鋼管。
[0013]優(yōu)選地，所述波紋板由整張鋼板沖壓為波紋狀，鋼板厚度0.5?3mm，波紋板的單個(gè)波幅為120?300mm，波紋板的折角為150° ±30° ;鋼板上設(shè)有與翅片管換熱器的換熱管形狀相匹配的孔體；波紋板通過該孔體穿過換熱管，翅片間距30?80mm。
[0014]優(yōu)選地，所述出口收集器為半管。
[0015]優(yōu)選地，所述支撐格柵上鋪設(shè)雙層不銹鋼網(wǎng)。
[0016]優(yōu)選地，所述入口分布頂蓋與矩形方箱反應(yīng)器之間、矩形方箱反應(yīng)器與出口收集底蓋之間通過法蘭連接。
[0017]優(yōu)選地，所述法蘭通過雙重0型膠條密封。
[0018]本實(shí)用新型提供的半等溫反應(yīng)器使用時(shí)，除氧水由除氧水入口進(jìn)入翅片管換熱器內(nèi)，吸收反應(yīng)熱后部分水汽化形成蒸汽和水兩相，形成的汽液混合物由除氧水出口排出，移走反應(yīng)熱。反應(yīng)進(jìn)料則由上部的反應(yīng)料入口進(jìn)入，通過入口分布頂蓋的分布器分布均勻，然后進(jìn)入絕熱催化劑床層，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物溫度上升；反應(yīng)產(chǎn)物再進(jìn)入等溫催化劑床層，與翅片管換熱器的翅片管接觸，移走反應(yīng)熱，化學(xué)反應(yīng)重新達(dá)到平衡，反應(yīng)產(chǎn)物最后由反應(yīng)產(chǎn)物出口排出。
[0019]相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0020]1、反應(yīng)器主要材料為碳鋼，內(nèi)件為不銹鋼，設(shè)備造價(jià)低；
[0021]2、反應(yīng)器內(nèi)的換熱管無(wú)焊口，減少泄漏幾率；
[0022]3、反應(yīng)器裝卸催化劑方便省工，催化劑裝填系數(shù)78%以上，管外裝催化劑成為一體，裝填易均勻；
[0023]4、波紋翅片管取熱能力強(qiáng)，避免催化劑出現(xiàn)溫度熱點(diǎn)。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實(shí)用新型提供的半等溫反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為圖1中A-A向視圖；
[0026]圖3為圖2中C-C向視圖；
[0027]圖4為圖1中B-B向視圖；
[0028]圖5為圖4中D-D向視圖；
[0029]圖6為圖1中Q處局部放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0031]圖1為本實(shí)用新型提供的半等溫反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖，所述的半等溫反應(yīng)器包括入口分布頂蓋1、矩形方箱反應(yīng)器2、出口收集底蓋3，三者之間依次采用法蘭連接，法蘭采用雙重0型膠條密封。
[0032]結(jié)合圖2和圖3，入口分布頂蓋1包括依次連接的反應(yīng)料入口 1、分支管道4、頂蓋板12及分布器5。分布器5為半橢圓形管，焊接在頂蓋板12上，半橢圓形管上開孔Φ20πιπι?ΦΒΟπιπι 均布。
[0033]矩形方箱反應(yīng)器2包括底部的翅片管換熱器6，以及四側(cè)的反應(yīng)器側(cè)壁8。其中，左右兩側(cè)的反應(yīng)器側(cè)壁作為翅片管換熱器6的柔性管板，換熱管與管板采用貼脹+強(qiáng)度焊，換熱管的回彎頭位于反應(yīng)器側(cè)壁外部，反應(yīng)器內(nèi)部的換熱管為直管，無(wú)焊口 ；翅片采用波紋板7，由整張鋼板沖壓為波紋狀，沖孔后穿入換熱管。翅片管換熱器6連接除氧水入口 Μ、除氧水出口 Ν，翅片管換熱器管內(nèi)通入除氧水，吸收反應(yīng)熱后發(fā)汽。在矩形方箱反應(yīng)器2內(nèi)自下而上分別裝填瓷球、催化劑、瓷球，形成上部瓷球?qū)应?、絕熱催化劑層F、等溫催化劑層G、下部瓷球?qū)应?。翅片管換熱器6占方箱反應(yīng)器2的內(nèi)部空間的50%?60%。
[0034]換熱管采用直徑為25?48mm的無(wú)縫鋼管，翅片采用0.5?3mm的鋼板，翅片間距30?80mm。波紋板7的單個(gè)波幅為120?300mm，波紋板7折角150° ±30°。
[0035]結(jié)合圖4和圖5，出口收集底蓋3包括依次連接的反應(yīng)產(chǎn)物出口 0、分支管道10、出口收集器11、底蓋板13及支撐格柵9，出口收集器11為半管，焊接在底蓋板13下，底蓋板13上焊接支撐格柵9，支撐格柵9上鋪雙層不銹鋼網(wǎng)，支撐催化劑床層。
[0036]結(jié)合圖6，法蘭采用的雙重0型膠條密封結(jié)構(gòu)包括上法蘭21、下法蘭22、緊固件25、第一密封條23、第二密封條24，上法蘭21、下法蘭22通過緊固件25連接緊固，上法蘭21、下法蘭22之間裝第一密封條23、第二密封條24，通過雙重耐高溫0型膠條密封。
[0037]矩形方箱反應(yīng)器2內(nèi)的催化劑的裝卸需要打開入口分布頂蓋1和出口收集底蓋3。入口分布頂蓋1的作用是將反應(yīng)器入口氣體均勻分布在催化劑床層的矩形空間內(nèi)。出口收集底蓋3的作用是將反應(yīng)器出口氣體(或含少量液體的氣體)通過出口收集器匯總至反應(yīng)產(chǎn)物出口。
[0038]使用時(shí)，除氧水由除氧水入口 Μ進(jìn)入翅片管換熱器6內(nèi)，吸收反應(yīng)熱后部分水汽化形成蒸汽和水兩相，形成的汽液混合物由除氧水出口 Ν排出，移走反應(yīng)熱。
[0039]反應(yīng)進(jìn)料則由上部的反應(yīng)料入口 I進(jìn)入，通過入口分布頂蓋1的分布器5分布均勻，然后進(jìn)入絕熱催化劑床層，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物溫度上升；反應(yīng)產(chǎn)物再進(jìn)入等溫催化劑床層，與翅片管換熱器6的翅片管接觸，移走反應(yīng)熱，化學(xué)反應(yīng)重新達(dá)到平衡，反應(yīng)產(chǎn)物最后由反應(yīng)產(chǎn)物出口 0排出。
[0040]本實(shí)用新型兼顧絕熱反應(yīng)器的高反應(yīng)速率和水解反應(yīng)能力，同時(shí)具有等溫反應(yīng)器的高轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)器床層壓降小、結(jié)構(gòu)合理。本實(shí)用新型應(yīng)用于硫磺回收裝置的兩級(jí)克勞斯反應(yīng)器，可以多臺(tái)并聯(lián)組合使用，以滿足大型裝置需要。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種半等溫反應(yīng)器，其特征在于:包括依次連接的入口分布頂蓋(1)、矩形方箱反應(yīng)器(2)、出口收集底蓋(3); 入口分布頂蓋(1)包括依次連接的反應(yīng)料入口(I)、分支管道(4)、頂蓋板(12)及分布器(5)； 矩形方箱反應(yīng)器⑵包括底部的翅片管換熱器(6)，以及四側(cè)的反應(yīng)器側(cè)壁⑶；翅片管換熱器(6)的翅片為波紋板(7)，翅片管換熱器(6)連接除氧水入口(M)和除氧水出口(N);矩形方箱反應(yīng)器(2)內(nèi)自下而上分別裝填瓷球、催化劑、瓷球； 出口收集底蓋(3)包括依次連接的反應(yīng)產(chǎn)物出口(0)、分支管道(10)、出口收集器(11)、底蓋板(13)及支撐格柵(9)02.如權(quán)利要求1所述的一種半等溫反應(yīng)器，其特征在于:所述分布器(5)為半橢圓形管，半橢圓形管上均布直徑20?60mm的孔。3.如權(quán)利要求1所述的一種半等溫反應(yīng)器，其特征在于:所述翅片管換熱器￠)占方箱反應(yīng)器⑵的內(nèi)部空間的50%?60%。4.如權(quán)利要求1所述的一種半等溫反應(yīng)器，其特征在于:所述翅片管換熱器￠)的換熱管的回彎頭位于左右兩側(cè)的反應(yīng)器側(cè)壁(8)外部；反應(yīng)器側(cè)壁(8)內(nèi)部的換熱管為直管，無(wú)焊口。5.如權(quán)利要求1或4所述的一種半等溫反應(yīng)器，其特征在于:所述翅片管換熱器(6)的換熱管采用直徑為25?48mm的無(wú)縫鋼管。6.如權(quán)利要求1或4所述的一種半等溫反應(yīng)器，其特征在于:所述波紋板(7)由整張鋼板沖壓為波紋狀，鋼板厚度0.5?3mm，波紋板(7)的單個(gè)波幅為120?300mm，波紋板(7)的折角為150° ±30° ;鋼板上設(shè)有與翅片管換熱器(6)的換熱管形狀相匹配的孔體；波紋板(7)通過該孔體穿過換熱管，翅片間距30?80mm。7.如權(quán)利要求1所述的一種半等溫反應(yīng)器，其特征在于:所述出口收集器(11)為半管。8.如權(quán)利要求1所述的一種半等溫反應(yīng)器，其特征在于:所述支撐格柵(9)上鋪設(shè)雙層不銹鋼網(wǎng)。9.如權(quán)利要求1所述的一種半等溫反應(yīng)器，其特征在于:所述入口分布頂蓋(1)與矩形方箱反應(yīng)器(2)之間、矩形方箱反應(yīng)器(2)與出口收集底蓋(3)之間通過法蘭連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種半等溫反應(yīng)器，包括依次連接的入口分布頂蓋、矩形方箱反應(yīng)器、出口收集底蓋；入口分布頂蓋包括依次連接的反應(yīng)料入口、分支管道、頂蓋板及分布器；矩形方箱反應(yīng)器包括底部的翅片管換熱器，以及四側(cè)的反應(yīng)器側(cè)壁；翅片管換熱器的翅片為波紋板，翅片管換熱器連接除氧水入口和除氧水出口；矩形方箱反應(yīng)器內(nèi)自下而上分別裝填瓷球、催化劑、瓷球；出口收集底蓋包括依次連接的反應(yīng)產(chǎn)物出口、分支管道、出口收集器、底蓋板及支撐格柵。本實(shí)用新型兼顧絕熱反應(yīng)器的高反應(yīng)速率和水解反應(yīng)能力，同時(shí)具有等溫反應(yīng)器的高轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)器床層壓降小，結(jié)構(gòu)合理，性能可靠，使用壽命長(zhǎng)。
【IPC分類】B01J8/04
【公開號(hào)】CN205020058
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520532809
【發(fā)明人】田曉良
【申請(qǐng)人】田曉良
【公開日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2015年7月21日