一种半等温反应器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种半等温反应器，适用于低压气相强发热化学反应，尤其适用于硫磺回收克劳斯反应，属于石油化工、煤化工设备技术领域。
【背景技术】
[0002]硫磺回收工艺的克劳斯反应过程释放大量热量，为防止催化剂超温，提高反应转化率，需要在反应器内移走反应热。
[0003]目前，国内外一些工业装置中采用盘管反应器或绕管反应器等，管外装催化剂，管内走水，从而移走反应管中的反应热。这种形式的反应器换热管易变形泄露，催化剂装卸困难，床层压降大，不适应装置长周期运行。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于低压气相强发热化学反应的，能够移走反应热，性能可靠，使用寿命长的半等温反应器。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供一种半等温反应器，其特征在于:包括依次连接的入口分布顶盖、矩形方箱反应器、出口收集底盖；
[0006]入口分布顶盖包括依次连接的反应料入口、分支管道、顶盖板及分布器；
[0007]矩形方箱反应器包括底部的翅片管换热器，以及四侧的反应器侧壁；翅片管换热器的翅片为波纹板，翅片管换热器连接除氧水入口和除氧水出口 ；矩形方箱反应器内自下而上分别装填瓷球、催化剂、瓷球；
[0008]出口收集底盖包括依次连接的反应产物出口、分支管道、出口收集器、底盖板及支撑格栅。
[0009]优选地，所述分布器为半椭圆形管，半椭圆形管上均布直径20?60mm的孔。
[0010]优选地，所述翅片管换热器占方箱反应器的内部空间的50%?60%。
[0011]优选地，所述翅片管换热器的换热管的回弯头位于左右两侧的反应器侧壁外部；反应器侧壁内部的换热管为直管，无焊口。
[0012]优选地，所述翅片管换热器的换热管采用直径为25?48_的无缝钢管。
[0013]优选地，所述波纹板由整张钢板冲压为波纹状，钢板厚度0.5?3mm，波纹板的单个波幅为120?300mm，波纹板的折角为150° ±30° ;钢板上设有与翅片管换热器的换热管形状相匹配的孔体；波纹板通过该孔体穿过换热管，翅片间距30?80mm。
[0014]优选地，所述出口收集器为半管。
[0015]优选地，所述支撑格栅上铺设双层不锈钢网。
[0016]优选地，所述入口分布顶盖与矩形方箱反应器之间、矩形方箱反应器与出口收集底盖之间通过法兰连接。
[0017]优选地，所述法兰通过双重0型胶条密封。
[0018]本实用新型提供的半等温反应器使用时，除氧水由除氧水入口进入翅片管换热器内，吸收反应热后部分水汽化形成蒸汽和水两相，形成的汽液混合物由除氧水出口排出，移走反应热。反应进料则由上部的反应料入口进入，通过入口分布顶盖的分布器分布均匀，然后进入绝热催化剂床层，发生化学反应，反应产物温度上升；反应产物再进入等温催化剂床层，与翅片管换热器的翅片管接触，移走反应热，化学反应重新达到平衡，反应产物最后由反应产物出口排出。
[0019]相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果:
[0020]1、反应器主要材料为碳钢，内件为不锈钢，设备造价低；
[0021]2、反应器内的换热管无焊口，减少泄漏几率；
[0022]3、反应器装卸催化剂方便省工，催化剂装填系数78%以上，管外装催化剂成为一体，装填易均匀；
[0023]4、波纹翅片管取热能力强，避免催化剂出现温度热点。
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型提供的半等温反应器结构示意图；
[0025]图2为图1中A-A向视图；
[0026]图3为图2中C-C向视图；
[0027]图4为图1中B-B向视图；
[0028]图5为图4中D-D向视图；
[0029]图6为图1中Q处局部放大图。
【具体实施方式】
[0030]下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0031]图1为本实用新型提供的半等温反应器结构示意图，所述的半等温反应器包括入口分布顶盖1、矩形方箱反应器2、出口收集底盖3，三者之间依次采用法兰连接，法兰采用双重0型胶条密封。
[0032]结合图2和图3，入口分布顶盖1包括依次连接的反应料入口 1、分支管道4、顶盖板12及分布器5。分布器5为半椭圆形管，焊接在顶盖板12上，半椭圆形管上开孔Φ20πιπι?ΦΒΟπιπι 均布。
[0033]矩形方箱反应器2包括底部的翅片管换热器6，以及四侧的反应器侧壁8。其中，左右两侧的反应器侧壁作为翅片管换热器6的柔性管板，换热管与管板采用贴胀+强度焊，换热管的回弯头位于反应器侧壁外部，反应器内部的换热管为直管，无焊口 ；翅片采用波纹板7，由整张钢板冲压为波纹状，冲孔后穿入换热管。翅片管换热器6连接除氧水入口 Μ、除氧水出口 Ν，翅片管换热器管内通入除氧水，吸收反应热后发汽。在矩形方箱反应器2内自下而上分别装填瓷球、催化剂、瓷球，形成上部瓷球层Ε、绝热催化剂层F、等温催化剂层G、下部瓷球层Η。翅片管换热器6占方箱反应器2的内部空间的50%?60%。
[0034]换热管采用直径为25?48mm的无缝钢管，翅片采用0.5?3mm的钢板，翅片间距30?80mm。波纹板7的单个波幅为120?300mm，波纹板7折角150° ±30°。
[0035]结合图4和图5，出口收集底盖3包括依次连接的反应产物出口 0、分支管道10、出口收集器11、底盖板13及支撑格栅9，出口收集器11为半管，焊接在底盖板13下，底盖板13上焊接支撑格栅9，支撑格栅9上铺双层不锈钢网，支撑催化剂床层。
[0036]结合图6，法兰采用的双重0型胶条密封结构包括上法兰21、下法兰22、紧固件25、第一密封条23、第二密封条24，上法兰21、下法兰22通过紧固件25连接紧固，上法兰21、下法兰22之间装第一密封条23、第二密封条24，通过双重耐高温0型胶条密封。
[0037]矩形方箱反应器2内的催化剂的装卸需要打开入口分布顶盖1和出口收集底盖3。入口分布顶盖1的作用是将反应器入口气体均匀分布在催化剂床层的矩形空间内。出口收集底盖3的作用是将反应器出口气体(或含少量液体的气体)通过出口收集器汇总至反应产物出口。
[0038]使用时，除氧水由除氧水入口 Μ进入翅片管换热器6内，吸收反应热后部分水汽化形成蒸汽和水两相，形成的汽液混合物由除氧水出口 Ν排出，移走反应热。
[0039]反应进料则由上部的反应料入口 I进入，通过入口分布顶盖1的分布器5分布均匀，然后进入绝热催化剂床层，发生化学反应，反应产物温度上升；反应产物再进入等温催化剂床层，与翅片管换热器6的翅片管接触，移走反应热，化学反应重新达到平衡，反应产物最后由反应产物出口 0排出。
[0040]本实用新型兼顾绝热反应器的高反应速率和水解反应能力，同时具有等温反应器的高转化率，反应器床层压降小、结构合理。本实用新型应用于硫磺回收装置的两级克劳斯反应器，可以多台并联组合使用，以满足大型装置需要。
【主权项】
1.一种半等温反应器，其特征在于:包括依次连接的入口分布顶盖(1)、矩形方箱反应器(2)、出口收集底盖(3); 入口分布顶盖(1)包括依次连接的反应料入口(I)、分支管道(4)、顶盖板(12)及分布器(5)； 矩形方箱反应器⑵包括底部的翅片管换热器(6)，以及四侧的反应器侧壁⑶；翅片管换热器(6)的翅片为波纹板(7)，翅片管换热器(6)连接除氧水入口(M)和除氧水出口(N);矩形方箱反应器(2)内自下而上分别装填瓷球、催化剂、瓷球； 出口收集底盖(3)包括依次连接的反应产物出口(0)、分支管道(10)、出口收集器(11)、底盖板(13)及支撑格栅(9)02.如权利要求1所述的一种半等温反应器，其特征在于:所述分布器(5)为半椭圆形管，半椭圆形管上均布直径20?60mm的孔。3.如权利要求1所述的一种半等温反应器，其特征在于:所述翅片管换热器￠)占方箱反应器⑵的内部空间的50%?60%。4.如权利要求1所述的一种半等温反应器，其特征在于:所述翅片管换热器￠)的换热管的回弯头位于左右两侧的反应器侧壁(8)外部；反应器侧壁(8)内部的换热管为直管，无焊口。5.如权利要求1或4所述的一种半等温反应器，其特征在于:所述翅片管换热器(6)的换热管采用直径为25?48mm的无缝钢管。6.如权利要求1或4所述的一种半等温反应器，其特征在于:所述波纹板(7)由整张钢板冲压为波纹状，钢板厚度0.5?3mm，波纹板(7)的单个波幅为120?300mm，波纹板(7)的折角为150° ±30° ;钢板上设有与翅片管换热器(6)的换热管形状相匹配的孔体；波纹板(7)通过该孔体穿过换热管，翅片间距30?80mm。7.如权利要求1所述的一种半等温反应器，其特征在于:所述出口收集器(11)为半管。8.如权利要求1所述的一种半等温反应器，其特征在于:所述支撑格栅(9)上铺设双层不锈钢网。9.如权利要求1所述的一种半等温反应器，其特征在于:所述入口分布顶盖(1)与矩形方箱反应器(2)之间、矩形方箱反应器(2)与出口收集底盖(3)之间通过法兰连接。
【专利摘要】本实用新型提供了一种半等温反应器，包括依次连接的入口分布顶盖、矩形方箱反应器、出口收集底盖；入口分布顶盖包括依次连接的反应料入口、分支管道、顶盖板及分布器；矩形方箱反应器包括底部的翅片管换热器，以及四侧的反应器侧壁；翅片管换热器的翅片为波纹板，翅片管换热器连接除氧水入口和除氧水出口；矩形方箱反应器内自下而上分别装填瓷球、催化剂、瓷球；出口收集底盖包括依次连接的反应产物出口、分支管道、出口收集器、底盖板及支撑格栅。本实用新型兼顾绝热反应器的高反应速率和水解反应能力，同时具有等温反应器的高转化率，反应器床层压降小，结构合理，性能可靠，使用寿命长。
【IPC分类】B01J8/04
【公开号】CN205020058
【申请号】CN201520532809
【发明人】田晓良
【申请人】田晓良
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年7月21日