具有床间冷却的多床层催化转化器的制作方法

文档序号:19732579发布日期:2020-01-18 04:06阅读:来源:国知局

技术特征:

1.多床层圆柱形催化转化器,所述转化器至少包括:

第一催化床(4)、第二催化床(5)和布置在所述第一催化床(4)和所述第二催化床(5)之间的换热器(7);

所述换热器(7)用于将热量从第一介质传递至第二介质,其中,所述第一介质是进入所述第二催化床(5)前的所述第一催化床(4)的热流出物(hg),所述第二介质是冷却介质;

所述转化器包括用于所述第一介质(hg)的流入端和流出端以及用于所述第二介质(cm)的流入端和流出端;

所述转化器的特征在于:

所述换热器(7)包括多个堆叠的圆板(15),所述板(15)是全圆式板或环形板,并且,相邻板之间限定间隙(16);并且

所述第一催化床(4)的流出物(hg)和所述冷却介质(cm)分别通过所述换热器(7)的所述板(15)之间的交替间隙(16)。

2.根据权利要求1所述的转化器,其中,所述第一催化床(4)为包括空腔(10a)的中空圆柱体,并且,所述换热器(7)在所述空腔(10a)内与所述第一催化床同轴布置。

3.根据权利要求1或2所述的转化器,其中,所述板(15)是通过钣金冲压以机械方式获得的冲压板。

4.根据前述任一权利要求所述的转化器,其中,所述第一介质和第二介质中至少一者的所述流入端和所述流出端中至少一个包括多个喷嘴,所述多个喷嘴位于围绕所述换热器(7)的堆叠板(15)的圆柱壳体(17)上。

5.根据权利要求4所述的转化器,其中,所述圆柱壳体(17)包括多个用于分布所述第一介质(hg)的第一流入喷嘴和多个用于收集冷却后的第一介质(cg)的第二流出喷嘴。

6.根据权利要求5所述的转化器,其中,所述流入喷嘴与所述流出喷嘴沿直径相对,使得所述第一介质(hg)以基本平行于自所述流入喷嘴至所述流出喷嘴的通过方向的流动穿过所述板(15)之间的间隙(16)。

7.根据前述任一权利要求所述的转化器,其中,所述第一介质和所述第二介质中至少一者的所述流入端和所述流出端中至少一个包括形成在所述换热器(7)的顶盖或底板上的通道,所述顶盖或底板分别位于堆叠的换热板(15)的上方或下方。

8.根据权利要求7所述的转化器,其中,所述通道具有圆的扇形形状或环形的扇形形状,优选在60°~300°的角度上延伸,更优选90°~240°,最优选180°或约180°。

9.根据权利要求7或8所述的转化器,其中,所述顶盖和底板其中一个具有用于分布所述第一介质(hg)的第一通道,所述顶盖和底板中另一个具有用于收集冷却后的第一介质(cg)的第二通道。

10.根据权利要求9所述的转化器,其中,所述第一通道和所述第二通道沿直径相对,使得:

所述第一介质(hg)以基本平行于第一方向的流动流过所述间隙,所述第一方向为通过方向;

所述第一介质(hg)以沿第二方向的流动进入和离开所述板式换热器(7),所述第二方向基本垂直于所述第一方向。

11.根据权利要求9或10所述的转化器,其中,所述第一通道包括用于所述第一介质(hg)的第一流入喷嘴组,且,所述第二通道包括用于收集冷却后的第一介质(cg)的第二流出喷嘴组。

12.根据前述任一权利要求所述的转化器,其中,所述板(15)包括供所述第一介质和所述第二介质中至少一者流入和/或流出的一个或多个端口。

13.根据权利要求12所述的转化器,其中,所述板包括用于所述冷却介质(cm)的一个流入端口(22a)和一个流出端口(23a),所述端口沿直径相对。

14.根据权利要求12所述的转化器,其中,所述板包括用于所述冷却介质(cm)的多个流入端口(22)和多个流出端口(23),所述流出端口(23)比所述流入端口(22)布置在更外围的位置上。

15.根据权利要求14所述的转化器,其中:

所述流入端口(22)沿内行布置,所述流出端口(23)沿外行布置;并且,

所述内行和所述外行优选呈圆形,所述内行具有第一半径,所述外行具有第二半径,所述第一半径小于所述第二半径。

16.根据权利要求14或15所述的转化器,其中,所述流入端口(22)与相应的流出端口(23)沿径向对齐。

17.根据权利要求12所述的转化器,其中:

所述换热器(7)由圆柱壳体(17)界定,所述圆柱壳体(17)包括用于所述第一介质的流入开口(18),所述流入开口在所述圆柱壳体(17)的圆柱表面的一部分上延伸,优选地,该部分的延伸角度为10°~45°,

所述换热器(7)包括用于收集冷却后的所述流出物(cg)的收集端口(19),

所述流入开口(18)与所述收集端口(19)沿直径相对,使得所述第一介质以基本上平行于自所述流入开口(18)至所述收集端口(19)的给定方向的流动穿过所述板(15)之间的间隙(16)。

18.根据前述任一权利要求所述的转化器,其中,所述转化器包括密封条(24),所述密封条(24)用于密封围绕堆叠的板(15)的所述第一介质或所述第二介质的可能的旁路路径,所述密封条(24)优选具有v形截面。

19.根据权利要求1所述的转化器,其中,所述板(15)呈环形,且所述换热器(7)包括用于在热传递之后收集所述第一介质和所述第二介质之一的中心歧管(21),所述中心歧管(21)优选呈环形。

20.根据权利要求1所述的转化器,其中,所述第一介质(hg)和所述第二介质(cm)中至少一者以径向流穿过所述换热器(7)。

21.根据前述任一权利要求所述的转化器,其中,所述换热器(7)包括位于所述板(15)之间的焊接点,用于使所述第一催化床(4)的流出物(hg)和所述冷却介质(cm)进入交替间隙。

22.根据前述任一权利要求所述的转化器,其中,所述转化器适于合成氨或甲醇。

23.根据前述任一权利要求所述的转化器,其中,所述间隙(16)具有1mm~10mm的宽度,优选2mm~6mm。

24.改造多床层催化转化器的方法,所述转化器至少包括:

第一催化床、第二催化床和位于所述第一催化床和所述第二催化床之间的换热器;

所述换热器用于在所述第一催化床的热流出物进入所述第二催化床之前将热量从所述热流出物传递至冷却介质;

所述换热器为管束式换热器;

所述方法的特征在于:

用另一包括多个堆叠的圆板(15)的换热器(7)替换所述管束式换热器,其中,相邻板之间限定间隙(16),并且所述第一催化床(4)的流出物(hg)和所述冷却介质(cm)分别进入交替的间隙。

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