一种带盘管式换热管的等温变换反应器

技术领域

本发明属于煤气化领域，涉及一种带盘管式换热管的等温变换反应器。

背景技术

变换反应是化工行业中常见的一类单元操作，其工艺流程可分为绝热变换和等温变换。目前等温变换以其流程短、操作简单越来越受到各行业的关注。为了使反应催化剂床层不超温，等温变换炉内部设置有换热管能及时移走反应热副产蒸汽。然而现有技术中换热管都是列管布置，在开停车过程中变换炉内件温差较大，或是反应区温度不均匀都会引起热膨胀不同步，从而发生焊缝撕裂，换热管漏水的情况。而且锅炉给水流经列管的距离较短，速度高流量大，因此给水泵的功率较大，同时由于换热面积小，因此换热效果较差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种带盘管式换热管的等温变换反应器，该反应器具有换热面积大、给水流速低、换热效果好、热应力小且功耗低的特点。

为达到上述目的，本发明所述的带盘管式换热管的等温变换反应器包括壳体、锅炉给水集箱及盘式换热管；

壳体内自上到下设置有隔板、过滤网、变换反应催化剂床层及分布器，壳体的顶部出口处设置有封头，其中，变换反应催化剂床层位于过滤网与分布器之间，锅炉给水集箱位于分布器的上方，盘式换热管的下端与锅炉给水集箱的入口相连通，盘式换热管的上端穿过变换反应催化剂床层及过滤网与隔板上的通孔相连通，封头的顶部设置有蒸汽出口。

壳体的底部设置有原料气入口。

壳体的侧面设置有变换气出口，其中，变换气出口位于隔板与滤网之间。

还包括锅炉给水管道，其中，锅炉给水管道与锅炉给水集箱相连通。

封头的侧面设置有测压口。

蒸汽出口处设置有除沫器。

壳体的侧面设置有温度计测口，其中，温度计测口位于隔板的上方。

封头与壳体之间通过法兰连接。

锅炉给水管道上设置有给水泵。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的带盘管式换热管的等温变换反应器在具体操作时，采用盘式换热管将反应热通过锅炉给水移至顶部的汽化室中产生蒸汽，具体的，盘式换热管的下端与锅炉给水集箱的入口相连通，盘式换热管的上端穿过变换反应催化剂床层及过滤网与隔板上的通孔相连通，其中，在同样的安装空间内，相比于列管布置的换热管，盘式换热管具有换热面积大，换热效果好，同时盘式换热管能有效的吸收热膨胀产生的应力，不易造成焊缝撕裂或者泄露。此外锅炉给水流经盘式换热管距离长，从而可以有效降低给水流速，换热效果好，降低给水泵的功耗。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为盘式换热管3的俯视图；

图3为盘式换热管3的结构图。

1为壳体、2为封头、3为盘式换热管、4为隔板、5为分布器、6为原料气入口、7为变换气出口、8为锅炉给水管道、9为锅炉给水集箱、10为蒸汽出口、11为测压口、12为法兰、13为除沫器、14为温度计测口、15为过滤网、16为变换反应催化剂床层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1、图2及图3，本发明所述的带盘管式换热管的等温变换反应器包括壳体1、锅炉给水集箱9及盘式换热管3；壳体1内自上到下设置有隔板4、过滤网15、变换反应催化剂床层16及分布器5，壳体1的顶部出口处设置有封头2，其中，变换反应催化剂床层16位于过滤网15与分布器5之间，锅炉给水集箱9位于分布器5的上方，盘式换热管3的下端与锅炉给水集箱9的入口相连通，盘式换热管3的上端穿过变换反应催化剂床层16及过滤网15与隔板4上的通孔相连通，封头2的顶部设置有蒸汽出口10，在工作时，锅炉给水集箱9输出的锅炉给水进入到盘式换热管3中进行吸热，然后进入到隔板4的上侧与封头2形成的汽化室中进行汽化，产生的蒸汽经蒸汽出口10排出。

进一步，壳体1的底部设置有原料气入口6，原料气经原料气入口6进入到变换炉内。

进一步，壳体1的侧面设置有变换气出口7，其中，变换气出口7位于隔板4与滤网之间。

进一步，还包括锅炉给水管道8，其中，锅炉给水管道8与锅炉给水集箱9相连通，锅炉给水经锅炉给水管道8进入到锅炉给水集箱9中。

进一步，封头2的侧面设置有测压口11，通过测压口11对汽化室内的压力进行检测。

进一步，蒸汽出口10处设置有除沫器13，通过除沫器13进行除沫，放置蒸汽出口10堵塞。

进一步，壳体1的侧面设置有温度计测口14，其中，温度计测口14位于隔板4的上方，通过温度计测口14测量汽化室内的温度。

进一步，封头2与壳体1之间通过法兰12连接，方便拆卸及安装。

进一步，锅炉给水管道8上设置有给水泵，通过给水泵调节进入到锅炉给水集箱9中的水流量。

本发明通过在变换反应催化剂床层16中设置若干圈盘式换热管3，将反应热通过锅炉给水移至顶部的汽化室中产生蒸汽，以加快变换反应速率，推动反应平衡右移，热效率更高。另外，盘式换热管3不仅增大换热面积，同时能有效的吸收热膨胀产生的应力，不易造成焊缝撕裂或者泄露。此外还增加锅炉给水流过盘式换热管3的距离，降低锅炉给水流速，给水泵的功耗小。