一种带板式换热器取热的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适用于低压气相强发热化学反应的带波纹板翅片管取热的半等温反应器，尤其适用于硫磺回收克劳斯反应、直接氧化反应、选择性氧化反应，属于石油化工、煤化工设备技术领域。
【背景技术】
[0002]硫磺回收装置克劳斯反应、直接氧化反应、选择性氧化反应等过程释放大量热量，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，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带板式换热器取热的半等温反应器，其特征在于:包括直筒段，上封头、下封头分别与直筒段的顶部和底部连接；入口分布器设于上封头内，且与上封头上部的反应料入口连接；出口收集器设于下封头内，且与下封头下部的反应产物出口连接;板换入口总管、板换出口汇集管分别设于直筒段内的下部和中部，板换板对组的两端分别连接板换入口总管、板换出口汇集管；
[0006]下封头内设有第一瓷球层，直筒段内自下而上分别设有等温催化剂层、绝热催化剂层、第二瓷球层。
[0007]优选地，所述入口分布器为双层圆板结构；上层圆板中心设有一孔，且该孔直径为反应料入口直径的0.8倍;底层圆板上均匀分布直径1mm的孔，且相邻孔间距50mm。
[0008]优选地，所述板换板对组由Imm厚的不锈钢板点焊组成单片板对，焊接板对形成板程腔体，板对与板对之间形成壳程腔体。
[0009]优选地，所述直筒段高径比1.2?3。
[0010]优选地，所述直筒段与上封头、下封头均采用法兰连接。
[0011 ]优选地，所述等温催化剂层设于所述板换入口总管、板换出口汇集管之间。
[0012]优选地，所述等温催化剂层高度100mm?3000mm，绝热催化剂层高度800mm?1500mmo
[0013]优选地，所述出口收集器采用约翰逊网结构。
[0014]优选地，所述直筒段外侧设有支耳和吊耳。
[0015]优选地，所述上封头连接热偶口，所述下封头连接卸料口。
[0016]本实用新型提供的带板式换热器取热的半等温反应器使用时，除氧水由板换入口总管进入板式换热器内，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板换出口汇集管排出，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，与板式换热器接触，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。
[0017]相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果:
[0018]1、反应器主要材料为碳钢，内件为不锈钢，设备造价低；
[0019]2、反应器内的板式换热器的空隙率高，取热均匀，不会造成催化剂热点；
[0020]3、反应器装卸催化剂方便省工；
[0021 ] 4、反应器耐受较高压力，不易泄漏；
[0022]5、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；
[0023]6、反应器床层压降小，结构合理，性能可靠，使用寿命长。
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型提供的带板式换热器取热的半等温反应器结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]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。
[0026]图1为本实用新型提供的带板式换热器取热的半等温反应器结构示意图，所述的带板式换热器取热的半等温反应器由上封头11、下封头13和直筒段12组成，上封头11、下封头13分别与直筒段12的顶部和底部连接。反应器连接入口分布器1、出口收集器2、板换入口总管3、板换出口汇集管4、板换板对组5、支耳6、吊耳7。
[0027]直筒段12高径比1.2?3，与上、下封头采用法兰连接。
[0028]入口分布器I设于上封头11内，与上封头11上部的反应料入口 A连接，入口分布器I采用双层圆板，上层圆板中心开孔，开孔直径为反应料入口 A直径的0.8倍，底层圆板均勾分布直径1mm的孔，孔间距50mm。
[0029]出口收集器2设于下封头13内，与下封头13下部的反应产物出口B连接。
[0030]板换入口总管3、板换出口汇集管4分别设于直筒段12内的下部和中部，板换板对组5的两端连接板换入口总管3、板换出口汇集管4，除氧水自板换入口总管3的入口 C进入，经板换入口总管3分布进入板换板对组5，吸收反应热后发汽，除氧水与蒸汽由板换出口汇集管4收集，自板换出口汇集管4的出口 D流出。
[0031]在反应器内自下而上分别装填第一瓷球层H、等温催化剂层1、绝热催化剂层J、第二瓷球层K。第一瓷球层H位于下封头13内，等温催化剂层I位于板换入口总管3、板换出口汇集管4之间，绝热催化剂层J、第二瓷球层K均位于直筒段12内。绝热催化剂层高度800mm?1500mm，等温催化剂层高度I OOOmm?3000mm。
[0032]板换板对组5占反应器的内部空间的50%?70 %。板换板对组5是由Imm厚的不锈钢板点焊组成单片板对，焊接板对形成板程腔体，板对与板对之间形成壳程腔体。
[0033]反应器上封头11连接4个热偶口 Tl?T4，反应器下封头13连接4个卸料口 El?E4。支耳6设于直筒段12外侧，其作用为固定反应器。吊耳7也设于直筒段12外侧，其作用为拆卸下封头。入口分布器I的作用是将反应器入口气体均匀分布在催化剂床层的空间内。出口收集器2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。出口收集器采用约翰逊网结构，周围用瓷球填充。
[0034]使用时，除氧水由板换入口总管3的入口C进入板式换热器5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板换出口汇集管4的出口 D排出，移走反应热。
[0035]反应进料则由上部的反应料入口 A进入，通过入口分布器I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，与板式换热器5的板对接触，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 B排出。
[0036]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、直接氧化的一级反应器，可以多台并联组合使用，以满足大型装置需要。
【主权项】
1.一种带板式换热器取热的半等温反应器，其特征在于:包括直筒段(12)，上封头(11)、下封头(13)分别与直筒段(12)的顶部和底部连接;入口分布器(I)设于上封头(11)内，且与上封头(11)上部的反应料入口(A)连接；出口收集器(2)设于下封头(13)内，且与下封头(13)下部的反应产物出口(B)连接;板换入口总管(3 )、板换出口汇集管(4)分别设于直筒段(12)内的下部和中部，板换板对组(5)的两端分别连接板换入口总管(3)、板换出口汇集管(4);下封头(13)内设有第一瓷球层(H)，直筒段(12)内自下而上分别设有等温催化剂层(I)、绝热催化剂层(J)、第二瓷球层(K)。2.如权利要求1所述的一种带板式换热器取热的半等温反应器，其特征在于:所述入口分布器(I)为双层圆板结构;上层圆板中心设有一孔，且该孔直径为反应料入口(A)直径的0.8倍;底层圆板上均勾分布直径1mm的孔，且相邻孔间距50mm。3.如权利要求1所述的一种带板式换热器取热的半等温反应器，其特征在于:所述板换板对组(5)由Imm厚的不锈钢板点焊组成单片板对，焊接板对形成板程腔体，板对与板对之间形成壳程腔体。4.如权利要求1所述的一种带板式换热器取热的半等温反应器，其特征在于:所述直筒段(12)高径比1.2?3。5.如权利要求1或4所述的一种带板式换热器取热的半等温反应器，其特征在于:所述直筒段(12)与上封头(11 )、下封头(13)均采用法兰连接。6.如权利要求1所述的一种带板式换热器取热的半等温反应器，其特征在于:所述等温催化剂层(I)设于所述板换入口总管(3 )、板换出口汇集管(4)之间。7.如权利要求1或6所述的一种带板式换热器取热的半等温反应器，其特征在于:所述等温催化剂层(I)高度100mm?3000mm，绝热催化剂层(J)高度800mm?1500mm。8.如权利要求1所述的一种带板式换热器取热的半等温反应器，其特征在于:所述出口收集器(2)采用约翰逊网结构。9.如权利要求1所述的一种带板式换热器取热的半等温反应器，其特征在于:所述直筒段(12)外侧设有支耳(6)和吊耳(7)。10.如权利要求1所述的一种带板式换热器取热的半等温反应器，其特征在于:所述上封头(11)连接热偶口，所述下封头(13)连接卸料口。
【专利摘要】本实用新型提供了一种带板式换热器取热的半等温反应器，包括直筒段，上封头、下封头分别与直筒段的顶部和底部连接；入口分布器设于上封头内，且与上封头上部的反应料入口连接；出口收集器设于下封头内，且与下封头下部的反应产物出口连接；板换入口总管、板换出口汇集管分别设于直筒段内的下部和中部，板换板对组的两端分别连接板换入口总管、板换出口汇集管；下封头内设有第一瓷球层，直筒段内自下而上分别设有等温催化剂层、绝热催化剂层、第二瓷球层。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】B01J8/02
【公开号】CN205182685
【申请号】CN201520883702
【发明人】田晓良
【申请人】田晓良
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年11月5日