一种列管式气化反应器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种列管式气化反应器，具体地说是涉及一种气体和固体(其沸点低于70(TC)发生化学反应的反应器，属于化工设备技术领域。
【背景技术】
[0002]众所周知，工业上，气化反应器和列管式固定床反应器是为人们所熟知的反应器，广泛应用于化工生产过程中。其中，气化反应器通常应用于气化含碳原料(包括煤、有机烃类、生物质等含碳物质)反应来生产合成气的工艺中。该工艺已有大约半个世纪的历史，随着时间的推移，气化反应器也经过了不断的改进和变化。目前，这种反应器装置是大量已知的，例如国际壳牌有限公司、蒂森克虏伯伍德公司、三照普燃料公司、坎雷克股份公司、华东理工大学、中国矿业大学等单位均报道了相关的气化反应器。但这些经报道的气化反应器均应用于含碳物质生产合成气的工艺中，未见应用于其它工艺的相关报道。可知气化反应器这一类型的反应装置，其应用领域还有待进一步开发。
[0003]根据已公开的众多文献，含碳物质气化工艺通常在1300°C以上的温度和介于30?40bar之间的压力下进行，且会生成大量的渣垢和飞灰。由于这种高温、高压的苛刻工作条件，以及飞灰和渣粒等副产物的影响，导致这些典型的气化反应器结构复杂，加工制造难度大且成本高，维护维修不便，运行操作不易控制。
[0004]另外，列管式固定床反应器广泛应用在多相催化反应过程中，通常在结构上类似于管壳式换热器，两者都含有壳体和管束等组成部件。反应器中壳程和管程可分别作为反应或导热的场所，只要温度控制合理，其反应区域内的受热非常均匀，反应效率高。列管式固定床反应器筒体垂直方向上一般会设有热载体进出口，由于反应器筒体与热载体进出口管受热不均，且工作时热载体温度很高，会导致筒体与热载体进出口管的焊缝处要承受很大的压力，进而有可能影响整个反应器的稳定运行。
【发明内容】
[0005]本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种列管式气化反应器，为气体与固体提供一个新型的催化反应装置，扩展气化反应器的应用范围。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是:一种列管式气化反应器，包括从上到下依次相连通设置的截留段、反应段和气化混合段；
所述截留段包括一第一套筒，所述第一套筒的两端均设置有法兰，所述第一套筒的顶端法兰上连接有盲板，所述第一套筒内设置有纵截面呈U形的内胆，所述内胆的顶部开口与盲板底部密封连接，所述盲板上设置有两根连通内胆的出气管和进气管，所述第一套筒的两相对侧壁上均设置有出气口；
所述反应段包括一第二套筒，所述第二套筒的两端均设置有法兰，所述第二套筒内均布若干根竖向的列管，所述列管的两端口均用锥形弹簧支撑，所述列管的上下两端均设置有封板，该封板将第二套筒侧壁和列管间的间隙密封，以构成一用于填充蓄热热载体的空间，所述列管内填充有催化剂，所述第二套筒的上端侧壁上设置有原料进气管，该原料进气管穿过列管后深入到气化混合段底部；
所述气化混合段包括一第三套筒，所述第三套筒的顶端设置有法兰，所述第三套筒底部设置有将底部密封的封头，所述第三套筒侧壁上设置有带盲板的进料口。
[0007]进一步的，所述截留段上的盲板上还设置有连通第一套筒的管口，该管口用于连接压力表。
[0008]进一步的，所述截留段、反应段和气化混合段均通过法兰密封连接。
[0009]进一步的，所述封头的纵截面呈U形，所述原料进气管底部出口伸入到封头的内底部。
[0010]进一步的，所述内胆的长度延伸至反应段顶部，所述进气管的出口深入到内胆的内底部。
[0011]进一步的，所述第二套筒、列管和封板之间的空间，称之为壳程，该壳程为全密封，所述列管的内部空间称之为管程；所述反应段通过外部电加热包裹进行加热，并通过外部水循环进行冷却。
[0012]进一步的，所述截留段、反应段和气化混合段均采用不锈钢制作，主要为316L、304L、316、304中的一种，优选316、304不锈钢。
[0013]进一步的，所述反应段的反应温度控制范围为100?800°C，所述气化混合段的加热温度控制范围为50?700°C。
[0014]进一步的，所述壳程内填充的热载体为导热油、熔盐、无水氧化镁、陶瓷蓄热球中的任意一种或几种，优选无水氧化镁、陶瓷蓄热球。
[0015]进一步的，所述列管的内径为20?50mm，其内径大于催化剂直径的8倍；所述列管的端部与锥形弹簧之间还填充有陶瓷填料，在反应一段时间后，催化剂可能会粉化进而产生粉末，下端填充陶瓷填料是为了防止上述粉末从反应段落入气化混合段对其产生影响和污染；上端填充陶瓷填料是为了尽量减少上述粉末随气体进入后续工艺，同时也有吸附未反应固体原料的作用。
[0016]进一步的，所述原料进气管的底部出口处设置有10?30个小孔，孔径为I?1mm0
[0017]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
1.本发明设计的一种列管式气化反应器与典型的气化反应器在结构上有很大差异，也不应用于含碳物质生产合成气的工艺中，而是一种用于气体和固体(其沸点低于600°C)进行催化反应的装置，可广泛应用于化工生成过程中；
2.本发明设计的这种反应器结构使得反应区域传热得到强化，温度控制均匀，有效避免了局部过热导致的催化剂失活和烧焦，以及副产物增多等不利影响，使运行操作具有更高的稳定性和安全性；
3.本发明所述的反应器为三段组合式反应器，其结构简单，制造维护方便，运行操作易控。
[0018]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步详细的说明。
【附图说明】
[0019]图1为本发明实施例的构造示意图。
[0020]图2为图1的局部放大图。
[0021]图中:1-截留段，11-第一套筒，12-内胆，13-进气管，14-出气管，15-压力表管口，16-出气口，17-盲板，2-反应段，21-第二套筒，22-封板，23-列管，24-催化剂，25-锥形弹簧，26-原料进气管，27-热载体，28-陶瓷填料，3-气化混合段，31-第三套筒，32-封头，33-进料口，34-进料口盲板，4-法兰。
【具体实施方式】
[0022]实施例一:如图1?2所示，一种列管式气化反应器，包括从上到下依次相连通设置的截留段1、反应段2和气化混合段3 ;
所述截留段I包括一第一套筒11，所述第一套筒11的两端均设置有法兰4，所述第一套筒11的顶端法兰上连接有盲板17，所述第一套筒11内设置有纵截面呈U形的内胆12，所述内胆12的顶部开口与盲板17底部密封连接，所述盲板17上设置有两根连通内胆的出气管13和进气管14，所述第一套筒的两相对侧壁上均设置有出气口 16 ;
所述反应段2包括一第二套筒21，所述第二套筒21的两端均设置有法兰4，所述第二套筒21内均布若干根竖向的列管23，所述列管23的两端口均用锥形弹簧25支撑，所述列管23的上下两端均设置有封板22，该封板22将第二套筒21侧壁和列管23间的间隙密封，以构成一用于填充蓄热热载体的空间，所述列管23内填充有催化剂24，所述第二套筒21的上端侧壁上设置有原料进气管26，该原料进气管26穿过列管23后深入到气化混合段3底部；
所述气化混合段3包括一第三套筒31，所述第三套筒31的顶端设置有法兰4，所述第三套筒31底部设置有将底部密封的封头32，所述第三套筒31侧壁上设置有带盲板34的进料口 33。
[0023]本实施例中，所述截留段上的盲板17上还设置有连通第一套筒的管口 15，该管口用于连接压力表。
[0024]本实施例中，所述截留段1、反应段2和气化混合段3均通过法兰4密封连接。
[0025]本实施例中，所述封头32的纵截面呈U形，所述原料进气管26底部出口伸入到封头32的内底部。
[0026]本实施例中，所述内胆12的长度延伸至反应段2顶部，所述进气管13的出口深入到内胆12的