用于蒸汽重整器的产品气体收集导管系统的制作方法

本发明涉及用于生产合成气的蒸汽重整器的产品气体收集导管系统，该蒸汽重整器包含位于重整器壳体内的多个反应管。本发明此外包括装配有根据本发明的产品气体收集导管系统的蒸汽重整器。

背景技术：

蒸汽重整器和它们的产品气体收集导管系统是已知的，它们的基本原理的说明例如见“ullmann’sencyclopediaofindustrialchemistry”(第6版，第15卷，第332页，第2.2.3章)。

产品气体收集导管的任务在于吸收来自反应管的、温度为900℃且例如为30bar高压的合成气，并且将其排出用于进一步处理，特别是用于通过尽可能地回收气体中包含的热来冷却。由于收集导管铺设在室外，因此它们由护套管和同心内管构成，其中在两者间插入绝热体，以不会将不必要的热量消散到外界空气。在重整器的操作中，护套管温度一方面应该足够高，以安全地排除在绝热层中且特别地在护套管的内壁上形成腐蚀性冷凝物，另一方面该温度不应太高而使护套管的钢变弱。这就是为什么布置在内管和护套管之间的绝热体设计为使得在操作中，护套温度近似在150℃至200℃的范围内，并且完全省略了收集导管的外绝热体。

特别的问题在于，在护套管的整个圆周上设置尽可能均匀的温度，以避免护套中的不同热膨胀，并且因此避免收集导管沿其长度的变形。但是，该目的难以实现，因为收集导管的上侧暴露于重整器底部发出的辐射热，并且另外通过与热重整器管连接的、收集导管的端口而接收热入流。

欧洲专利ep0799639a1的附图示出了这种端口的常用实施例。参阅该图，本领域技术人员可以理解热是如何从热的携带气体的内部端口管传输到端口的护套管以及传输到收集导管的护套管上的。

与此相反，收集导管的底侧仅暴露于风和气流。通常，这导致上侧温度高于底侧温度的事实，这引起上侧的更强热膨胀，且因此导致收集导管的弯曲。

可想到的一种对策在于将收集导管的内绝热体设计为具有在圆周上变化的传热系数，如在德国专利说明书de102006022898b3中提出的。以这种方式，从在内管中流动的热气通过内绝热体传递到护套管的热量可以被设置为在管的圆周上变化，从而补偿上述的外部影响。但是，这种绝缘体的技术实现是昂贵的。

因此，本发明目的在于提供一种产品气体收集导管系统的不太昂贵设计，其中现有技术缺陷至少达到减小的程度。

技术实现要素：

该目的通过根据独立权利要求1的产品气体收集导管系统和根据权利要求13的装配有该产品气体收集导管系统的蒸汽重整器解决。

根据本发明的产品气体收集导管系统：

用于生产合成气的蒸汽重整器的产品气体收集导管系统，该蒸汽重整器包含位于重整器壳体内的多个反应管，该系统包括：

a)产品气体收集导管，其布置在蒸汽重整器的重整器壳体外侧并暴露于外界空气，包含沿着整个长度同心延伸的护套管和内管，其中内管和护套管之间的空间填充有绝热材料，

b)用于将一个反应管各自连接到产品气体收集导管的、沿着导管的长度布置的多个端口管，其中至少具有一个第一端口管和一个末尾端口管，

c)至少一个防风罩，其中防风罩设计和布置为至少在产品气体收集导管的长度和圆周的一部分上保护产品气体收集导管以免受风和气流影响。

该至少一个防风罩能够相对于收集导管设计和布置为例如使得收集导管的护套管的底侧大部分被保护以免受风和气流影响。

本发明的优选方面

本发明优选实施方式的特征在于，每个端口管均包括沿着它的整个长度同心延伸的护套管和内管，其中内管和护套管之间的空间填充有绝热材料，并且其中端口管一直延伸到重整器壳体的底部中。通过在两个同心布置的管之间包合绝热层，降低了到合成气收集器的热传导，且因此减小了收集导管的变形。

本发明另一优选实施例的特征在于，在收集导管的圆周上的端口管布置在直的轴线上。该实施例允许在蒸汽重整器中产生的合成气在各重整器管中的处理的均匀化。

本发明的另一个优选实施例的特征在于，端口的内管和/或收集导管的内管被设计成使得它们是气体可渗透的，从而使相应的护套导管暴露于合成气的压力。本领域技术人员也称为衬管的内管的气体渗透性是管中存在的膨胀接头的结果，通过膨胀接头补偿与温度相关的材料膨胀。

本发明的另一个优选实施例的特征在于，产品气体收集导管被水平布置。这提供了导管与同样水平安装的重整器的均匀距离。因此，简化了重整器和产品气体收集导管系统的组装。

本发明的另一个优选实施例的特征在于，端口管的内管是金属制成的。由此与陶瓷材料的管相比，利于管的组装。

本发明的另一个优选实施例的特征在于，端口管装配有外绝缘体以防热损失。与收集导管的护套管相反，端口的护套管由高温钢制成。这就是为什么这里可以利用外绝缘体的优点，而不会由于温度升高而使管失去强度到不允许的程度。

本发明的另一个优选实施例的特征在于，防风罩具有半壳的形状。这种形状提供了防风罩与管壁的均匀距离。

本发明的另一个优选实施例的特征在于，防风罩布置在第一端口管和末尾端口管之间。这种布置覆盖了收集导管中端口所位于的区域，从而实现防风罩的良好效果，特别是当防风罩被居中地布置在第一端口管和最后端口管之间时。

本发明的另一个优选实施例的特征在于，防风罩布置成使得防风罩在与端口管相反的侧上保护收集导管。以这种方式，最远离端口管并且最少加热的、护套管的部分被保护不受风和气流影响。

本发明的另一个优选实施例的特征在于，防风罩具有多部件设计。防风罩因此可以考虑结构要求，诸如收集导管的支撑件和保持器。

本发明还涉及配备有至少一个根据本发明的产品气体收集导管系统的蒸汽重整器或者它的优选实施例。

附图说明

本发明的其它特征、优点和可能应用还可以从以下对示例性实施例的描述和附图获得。所描述和/或示出的所有特征本身或以任何组合形成本发明的主题，而与它们包括在权利要求中或其反向引用无关。

现在，将参考附图说明本发明，其中：

图1：示出了横向于蒸汽重整器的纵向轴线穿过蒸汽重整器的截面图，其装备有三个根据本发明的产品气体收集导管系统，

图2：示出了穿过蒸汽重整器且穿过根据本发明的重整器的产品气体收集导管系统的纵截面，

图3：示出了穿过根据本发明的产品气体收集导管系统的横截面。

具体实施方式

详细地，在附图中示出以下内容：

图1：

蒸汽重整器1的该横截面穿过重整器壳体2和安装在重整器壳体中的三个重整器管3。图中没有示出在重整器壳体的顶板中布置在重整器管之间的燃烧器以及设置用于供给和排出处理气和废气的所有管道系统，因为它们不涉及本发明。此外，该图示出了三个根据本发明的产品气体收集导管系统4，产品气体收集导管系统4包括一个产品气体收集导管5，每个产品气体收集导管5具有端口管6和防风罩7。

图2：

蒸汽重整器1的该纵截面穿过重整器壳体2和安装在重整器壳体2中的一个重整器管列，该一个重整器管列由四个重整器管3组成。此外，该图示出关联于该重整器管列的产品气体收集导管系统4，具有以纵截面示出的产品气体收集导管5、产品气体收集导管5的端口管6和覆盖产品气体收集导管5的下半部的防风罩7。产品气体收集导管通向另一横向延伸的收集导管8，但该收集导管8不属于本发明。

图3：

该图示出了穿过根据本发明的产品气体收集导管系统4的横截面，包括产品气体收集导管5、产品气体收集导管5的护套管9、产品气体收集导管5的内管10、布置于内管和护套管之间的绝热材料11、一直延伸到重整器壳体2的底部中且在此与反应器管3连接的端口管6。此外，示出了护套管12、内管13和布置在内管和护套管之间的绝热材料14以及防风罩7。未示出防风罩的保持器。防风罩可以例如附接到产品气体收集导管的护套或者另外附接到重整器壳体。防风罩的设计和附接部可关于空间条件和风向而适应于局部环境。在该图中，防风罩以半圆形横截面形成，并且安放为使其正好覆盖收集导管的底侧。但是，将防风罩安放为使其优选地保护收集导管的侧面中的一个侧面也是可以的。

工业实用性

本发明提供了经济上和技术上不复杂的解决方案，以实现产品气体收集导管的更均匀的护套温度，并减少由温度差引起的护套管中的张力。因此，本发明在工业上适用。

附图标记列表

1蒸汽重整器

2重整器壳体

3重整器管

4产品气体收集导管系统

5产品气体收集导管

6端口管

7防风罩

8收集导管

9护套管

10内管

11绝热材料

12护套管

13内管

14绝热材料