专利名称：悬挂式水管等温甲醇反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于以H2、CO、CO2为原料气合成甲醇生产的甲醇反应器。
背景技术：
现有技术中，管壳式甲醇反应器的换热管受管板限制，管子受力状况差，且催化剂装在管子内，致使反应气流阻力大；已有的另一种水管式甲醇反应器中，双套水管直立于管板上，重度大的内管水是自下而上，重度小的外管水汽混合物是自上而下，它不能利用重度差的动力使之自流循环，而是需要依靠外加较大动力的循环泵进行强制循环，不利于节能。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺陷，设计一种悬挂式水管等温甲醇反应器，具有换热管不受管板限制而受力状况好、反应气流阻力小的特点，且可利用重度差并借助高位汽包克服流动阻力，使内管水自上而下、外管汽水混合物自下而上自流运行。
本实用新型的技术解决方案是，所述悬挂式等温甲醇反应器包括顶部设有人孔而底部有进气管和卸料孔的受压外筒，该受压外筒中置有筒壁开有若干通气孔的径向内筒，且所述径向内筒外壁与受压外筒内壁之间留有环隙；置于径向内筒中且管壁设有若干通孔的中心集气管的上端口位于径向内筒上部而其下端口经所述进气管伸至受压外筒外，其结构特点是，所述受压外筒内腔上部设有上管板，该上管板的下方设有中管板，中管板下方且位于径向内筒上端口设有下管板，装料管的上端口同上管板连接而与上管板上方的受压外筒腔体连通，该装料管的下端口同下管板连接而与径向内筒连通，至少两个在径向内筒中均匀分布的双套水管由外管和内管组成，所述底部为封闭端的外管的上端口同下管板连接而同该下管板与中管板之间的腔体连通，置于外管中的内管的下端口位于外管下部而其上端口同中管板连接并同该中管板与上管板之间的腔体连通，外管与内管之间有环隙，位于受压外筒上方且设有饱和蒸汽出口的汽包的出水口同所述中管板与上管板之间的腔体连通，该汽包的汽水混合物进口同下管板与中管板之间的腔体连通。
以下做出进一步说明。
参见图1，本实用新型包括顶部设有人孔12而底部有进气管11和卸料孔10的受压外筒7，该受压外筒7中置有筒壁开有若干通气孔的径向内筒9，所述径向内筒9外壁与受压外筒7内壁之间留有环隙；置于径向内筒9中且管壁设有若干通孔的中心集气管8的上端口位于径向内筒9上部而其下端口经所述进气管11伸至受压外筒7外，其结构特点是，所述受压外筒7内腔上部设有上管板3，该上管板3的下方设有中管板4，而中管板4下方且位于径向内筒9上端口设有下管板6，装料管2的上端口同上管板3连接而与该上管板3上方的受压外筒7腔体15连通，该装料管2的下端口同下管板6连接而与径向内筒9连通，至少两个在径向内筒9中均匀分布的双套水管5由外管19和内管20组成，所述底部为封闭端的外管19的上端口同下管板6连接而同该下管板6与中管板4之间的腔体17连通，置于外管19中的内管20的下端口位于外管19下部而其上端口同中管板4连接并同该中管板4与上管板3之间的腔体16连通，外管19与内管20之间有环隙，位于受压外筒7上方且设有饱和蒸汽出口18的汽包1的出水口同所述中管板4与上管板3之间的腔体16连通，该汽包1的汽水混合物进口同下管板6与中管板4之间的腔体17连通。
本实用新型的设计原理和工作过程是(参见图1)，径向内筒9内装满甲醇催化剂，包围双套水管5；气体反应流程是含有H2、CO、CO2的合成气，从进气管11由下而上进入径向内筒9与受压外筒7之间的环隙，通过径向内筒9筒壁通气孔，进入催化床，径向流过床层进行反应；反应热被双套水管5内的水吸热，边反应放热，边冷却，使催化剂床层维持一定温度，反应后气体集于中心集气管8，自上而下，从反应器底部出去。
自汽包1下来的达到饱和温度的水，进入双套水管的内管20，由上而下，在下端折向，进入内管20与外管19之间的环隙，由下而上，边吸热边汽化，形成饱和汽水混合物，上升至汽包1内，饱和蒸汽由汽包顶部的饱和蒸汽出口18输入蒸汽管网；预热的锅炉给水加入汽包1，下降，受热上升形成汽、水热力循环不断移去反应热，产生蒸汽。
本实用新型中做为移去反应热的水管是双套水管5，它悬挂(焊)于中、下两板管板之下、催化床之中。管子一端(下端)自由，没有固定，因而使管子一端能自由伸缩，不致损坏。
本实用新型悬挂水管等温甲醇反应器的催化床为径向流动床，反应气径向通过床层，气体流动阻力降低至1/5～1/8，使流动动力消耗降低。
本实用新型悬挂水管等温甲醇反应器的双套水管5在所述管板上均匀分布(例如六个双套水管排列成正六边形，即在六边形顶点排有水管)，保证了均匀移走反应热，管内又是饱和水的汽化过程温度恒定，因此管外催化床层各点反应温度相同，形成等温反应。
由以上可知，本实用新型为一种悬挂式水管等温甲醇反应器，换热管(双套水管)为悬挂式结构而具有不受管板限制、受力状态好及反应气流阻力小的特点，还利用重度差及高位汽包克服流动阻力，显著节约了运行能耗。
图1是一种实施例的结构示意图，在图中1-汽包， 2-装料管，3-上管板，4-中管板， 5-双套水管， 6-下管板，7-受压外筒， 8-中心集气管，9-径向内管，10-卸料孔， 11-进气管， 12-人孔，13-可拆法兰，14-上封头， 15、16、17-腔体，18-饱和蒸汽出口，19-外管， 20-内管。
具体实施方式
按照图1和上述结构的本实用新型装置，装料管2设置6个并在径向圆周上均匀分布，以便能方便、均匀地将催化剂自动装入催化床中，保证装填质量和速度；卸料孔10设置2-3个，以便更换催化剂；受压外筒7上部设置由可拆法兰13密封连接的上封头14，必要时可打开该可拆法兰13，将包括筒体上封头14、上管板3、中管板4及内管20一并吊出，便于清理、检修。
权利要求1.一种悬挂式水管等温甲醇反应器，包括顶部设有人孔(12)而底部有进气管(11)和卸料孔(10)的受压外筒(7)，该受压外筒(7)中置有筒壁开有若干通气孔的径向内筒(9)，且所述径向内筒(9)外壁与受压外筒(7)内壁之间留有环隙；置于径向内筒(9)中且管壁设有若干通孔的中心集气管(8)的上端口位于径向内筒(9)上部而其下端口经所述进气管(11)伸至受压外筒(7)外，其特征是，所述受压外筒(7)内腔上部设有上管板(3)，该上管板(3)的下方设有中管板(4)，而中管板(4)下方且位于径向内筒(9)上端口设有下管板(6)，装料管(2)的上端口同上管板(3)连接而与该上管板(3)上方的受压外筒(7)腔体(15)连通，该装料管(2)的下端口同下管板(6)连接而与径向内筒(9)连通，至少两个在径向内筒(9)中均匀分布的双套水管(5)由外管(19)和内管(20)组成，所述底部为封闭端的外管(19)的上端口同下管板(6)连接而同该下管板(6)与中管板(4)之间的腔体(17)连通，置于外管(19)中的内管(20)的下端口位于外管(19)下部而其上端口同中管板(4)连接并同该中管板(4)与上管板(3)之间的腔体(16)连通，外管(19)与内管(20)之间有环隙，位于受压外筒(7)上方且设有饱和蒸汽出口(18)的汽包(1)的出水口同所述中管板(4)与上管板(3)之间的腔体(16)连通，该汽包(1)的汽水混合物进口同下管板(6)与中管板(4)之间的腔体(17)连通。
专利摘要一种悬挂式水管等温甲醇反应器，有内置径向内筒的受压外筒，所述内筒中有中心集气管，受压外筒内腔上部依次有上管板、中管板、下管板，装料管连通受压外筒顶腔与径向内筒；径向内筒中双套水管的外管上端口与下管板上方腔体连通，而其内管上端口同中管板上方腔体连通，汽包的进、出口分别同外管、内管上端口连通，所述内、外筒之间和内、外管之间有环隙。本实用新型具有换热管不受管板限制而受力状况好、反应气流阻力小的特点，且可利用重度差并借助高位汽包克服流动阻力，使内管水自上而下、外管汽水混合物自下而上自流运动，节能效果显著。
文档编号C07C31/00GK2880821SQ20052005239
公开日2007年3月21日 申请日期2005年11月9日 优先权日2005年11月9日
发明者谢定中, 罗桂平 申请人:湖南安淳高新技术有限公司