專利名稱：套管式轉(zhuǎn)化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種合成氨裝置中天然氣轉(zhuǎn)化造氣采用的一段轉(zhuǎn)化爐。同時(shí)其結(jié)構(gòu)亦可用作承受高溫差的管式反應(yīng)器。
目前國內(nèi)外普遍使用的箱式一段轉(zhuǎn)化爐由笨重復(fù)雜的燒嘴結(jié)構(gòu)和高壓蒸汽系統(tǒng)組成。熱量由燃燒燃料提供，整個(gè)爐子占地面積大，投資高且有大量廢熱廢氣排入大氣，熱效率低，盹氨能耗高。
本實(shí)用新型的目的在于用它代替?zhèn)鹘y(tǒng)的箱式轉(zhuǎn)化爐，降低能耗。
套管式轉(zhuǎn)化爐結(jié)構(gòu)見


圖1。經(jīng)預(yù)熱后的原料氣由接管(C)進(jìn)入分配室(9)，再由上而下在轉(zhuǎn)化管(5)與內(nèi)管(6)的環(huán)隙內(nèi)與高效催化劑反應(yīng)。反應(yīng)后的氣體從內(nèi)管向上，在管箱(11)中匯集后從接管(d)離開一段爐去二段爐。從二段爐下部出來的高溫氣體由接管(e)進(jìn)入一段爐殼體(7)，經(jīng)過蜂窩磚(3)與轉(zhuǎn)化管間的通道，供熱后從接管(a)離開一段爐。
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)主要為以下幾個(gè)部份殼體(7)和管箱(11)組成承壓鋼殼，內(nèi)襯耐火材料(8)由裙座(1)支承；管板(10)，分配室(9)以及內(nèi)管(6)插入轉(zhuǎn)化管(5)構(gòu)成轉(zhuǎn)化管束系統(tǒng)；蜂窩磚(3)填充轉(zhuǎn)化管外多余空間，強(qiáng)化對(duì)流傳熱；在蜂窩磚之間分段設(shè)置支持板(4)，以減小轉(zhuǎn)化管的徑向變形，同時(shí)防止蜂窩磚破裂；高溫區(qū)設(shè)置襯筒(2，12)保護(hù)，其材料為高鎳鉻合金，結(jié)構(gòu)為承插式；承插環(huán)(15)用拉筋(16)與承壓外殼相連。轉(zhuǎn)化管上端部環(huán)隙采用密封元件(14)密封，以便裝卸催化劑。中心進(jìn)氣管(13)保證進(jìn)氣均勻分配。內(nèi)管下端的徑向定位利用定位環(huán)(17)實(shí)現(xiàn)。
其特征為內(nèi)管插入轉(zhuǎn)化管，轉(zhuǎn)化管上端與分配室的管板焊接，管束下端可自由伸縮；轉(zhuǎn)化管材料為HK－40，光管或翅片管，排列方式為同心圓或三角形；轉(zhuǎn)化管外徑Φ130～Φ250數(shù)量4～60。襯筒(2)同時(shí)作為二段轉(zhuǎn)化氣進(jìn)氣分配室，其上部為圓筒形，下部為橢圓形或上部為圓筒形，下部為正圓錐形，錐角30°～120°。
密封元件(14)詳細(xì)結(jié)構(gòu)見圖2。主要由管端(18)、填料箱(19)、填料(20，24)、壓蓋(21，23)、頂絲(22)、擋圈(25)及定位環(huán)(26)組成。填料(20，24)可采用耐高溫的膨脹石墨或陶瓷纖維等材料。本密封元件結(jié)構(gòu)可保證在750℃溫度下密封可靠，同時(shí)拆卸方便。
套管式轉(zhuǎn)化爐的優(yōu)點(diǎn)是直接從二段爐出口氣體中得到熱量，不用燃料，也無煙道氣排放，與箱式轉(zhuǎn)化爐相比具有熱效率高，操作穩(wěn)定可靠，節(jié)能降耗等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)設(shè)備本身結(jié)構(gòu)緊湊，轉(zhuǎn)化管承受的壓差小，大量減少了高鎳鉻合金及其它金屬用量，投資省，制造簡便。
權(quán)利要求1.套管式轉(zhuǎn)化爐，其特征是由裙座(1)、襯筒(2，12)、蜂窩磚(3)、支持板(4)、轉(zhuǎn)化管(5)、內(nèi)管(6)、殼體(7)、耐火材料(8)、分配室(9)、管板(10)、管箱(11)、密封元件(14)和定位環(huán)(17)組成。
2.按權(quán)利要求1之轉(zhuǎn)化爐，其特征為內(nèi)管(6)插入轉(zhuǎn)化管(5)，環(huán)隙裝催化劑，管束下端可自由伸縮。
3.按權(quán)利要求1或2之轉(zhuǎn)化爐，其特征為轉(zhuǎn)化管與內(nèi)管上部環(huán)隙采用密封元件(14)，它由管端(18)、填料箱(19)、填料(20，24)、壓蓋(21，23)、頂絲(22)、擋圈(25)及定位環(huán)(26)組成。
4.按權(quán)利要求3之轉(zhuǎn)化爐，其特征為密封元件中的填料(20，24)采用膨脹石墨或陶瓷纖維材料。
5.按權(quán)利要求1之轉(zhuǎn)化爐，其特征為轉(zhuǎn)化管外部空間采用由耐火材料制蜂窩磚(3)填充，在蜂窩磚之間分段設(shè)置支持板(4)。
6.按權(quán)利要求1之轉(zhuǎn)化爐，其特征為轉(zhuǎn)化管(5)材料為HK－40，光管或翅片管，排列方式為同心圓或三角形，轉(zhuǎn)化管外徑130～250，數(shù)量4～60。
7.按權(quán)利要求1之轉(zhuǎn)化爐，其特征為在高溫區(qū)用襯筒(2，12)保護(hù)，材料為高鎳鉻合金，襯筒結(jié)構(gòu)為分段承插式，每段襯筒分別支撐在承壓外殼上。
8.按權(quán)利要求1或7之轉(zhuǎn)化爐，其特征為襯筒(2)上部圓筒形，下部為橢圓形或上部為圓筒形，下部為圓錐形，錐角30°～120°。
專利摘要本實(shí)用新型是一種用于以天然氣為原料生產(chǎn)合成氨的低能耗一段轉(zhuǎn)化爐。其特點(diǎn)是不消耗燃料，轉(zhuǎn)化反應(yīng)所需熱量全部由二段爐出口的高溫氣體通過熱交換提供。熱效率高，無廢氣排放，占地面積小。主要結(jié)構(gòu)為圓筒形承壓鋼殼內(nèi)襯耐火材料，轉(zhuǎn)化系統(tǒng)由管板、分配室和套管式轉(zhuǎn)化管組成。轉(zhuǎn)化管環(huán)隙充裝固體催化劑，其上端部采用一組可拆式密封元件以便更換催化劑。轉(zhuǎn)化管外部設(shè)置蜂窩形耐火磚填充多余空間，強(qiáng)化對(duì)流效果。該設(shè)備可整體制造，安裝檢修方便。
文檔編號(hào)C01B3/26GK2075982SQ9021471
公開日1991年5月1日 申請(qǐng)日期1990年6月26日 優(yōu)先權(quán)日1990年6月26日
發(fā)明者周江寧, 陳會(huì)倫, 陳天麒 申請(qǐng)人:化工部西南化工研究院