[实用新型]长孔波形分布径向氨合成塔

说明书

本实用新型属于氨的合成装置技术领域，是一种三层触媒床气体都呈径向流动，且气流分布器为长孔波形的氨合成塔。

合成氨生产厂家一般都把生产氨净值高，转化率高，能耗低，催化剂寿命长作为追求的目标，而这些目标能否实现，又无一不与氨合成塔的结构性能紧密相关。对此国内外的生产厂家和研究单位都为改进氨合成塔的结构性能作了不少工作，也取得了较好的效果，例如丹麦Topsoe公司的S-300型氨合成塔，中国石油化工总厂、华东化工学院的“两段径向并联换热式氨合成塔”(CN1060636A)，中国武汉化工工程公司的“轴径向增产节能型氨合成塔”(CN2067707U)，以及华东化工学院和湖南省化工设计院的“轴径向冷管型氨合成塔触媒筐”(CN86200368U)等。但仍然存在一些问题：如触媒筐内的气流分布器上所开的孔多为圆孔，易被大颗粒触媒将孔堵死，而小颗粒触媒又易漏出，这就需要用不锈钢丝网作小颗粒触媒的支承构件，这不仅增加了成本和结构的复杂性，而且丝网容易出现破损事故；又如气流分布器的气体流动多为纯径向型的，这就使得气体分布和床层温度不是很均匀；再如现有的各床层顶部，有的是密封的，使得床层上部的催化剂无法利用，而有的则是敞开的，这又使得气流无分布，也易使触媒利用率不高；还如现有的中央换热器的换热列管多是光管，这一方面将影响管内传热系数的提高，二方面使管承受热胀冷缩的能力低，易产生热应力断裂。

因此，本实用新型的任务之一是解决已有技术存在的问题，拟提供一种内件结构简单、气体、床层温度分布均匀，强度高，不易变形的氨合成塔。

本实用新型的任务之二是在上述改进的基础上，进一步解决已有技术存在的问题，提供一种具有使触媒利用率高的内件的氨合成塔。

本实用新型的任务之三则是解决已有技术换热列管采用光管带来的问题，以提高塔内换热列管的传热系数，延长其使用寿命。

本实用新型的任务之一是由下述技术方案完成的。

本技术方案展示的氨合成塔，包括外筒、触媒筐、气流分布器、收集器、上换热器和下换热器。上、下换热器分别安装于I、II床层中央的收集器内。由气流分布器所构成的I、II、III床层均为径向流动床。为了使流入各床层的气体分布和各床层反应温度更均匀，各床层的气流分布器为触媒筐内壁周边上连续排列设置的截面呈正弦波形的分布板，当气流流入气流分布器壁后，即沿波形的分布板上的孔呈放射状进入触媒层，并与相邻波形分布板的放射状气流相互交错形成混流，与触媒更充分地进行反应。对于气体分布器板上的孔，本技术方案还将其设计为长形或长圆形，由于其宽度小于触媒粒度，而长度又大于触媒粒度，故既不会被触媒堵塞防碍气体流动，又使小颗粒触媒不会漏出，且省却了丝网，降低了成本，简化了内件结构，也改善了气流均布。

本实用新型的任务之二是通过在第一床层顶部安装一个多孔气体分布器的技术方案来完成的。该分布器为一个其上有非均布通孔的环形板，当气体经过每层床顶时，就会有一部分气体穿过这些通孔，与床层最上部的触媒反应，提高触媒利用率。

完成本实用新型的任务之三的技术方案则是将上、下换热器中的换热列管设计为波纹管。由于波纹管较之相同直径和长度的光管传热面积增加了，又有波纹段作为热胀冷缩的回旋余地，故既提高了换热列管内的传热系数，缩小了中央换热器的面积，又使换热列管对热胀冷缩的承受能力提高了，延长了使用寿命。

附图说明：

图1为本实用新型的结构和气体流向示意图；

图2为图1的A-A向气流分布器和收集器的结构示意图；

图3为图2正弦波形气流分布板的A向局部结构示意图；

图4为床层顶部的多孔气体分布器的局部结构示意图。

下面结合附图给出实施例并对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型包括外筒、触媒筐2、气流分布器3、收集器6、上换热器7、下换热器8和多孔气体分布器9。触媒筐2位于外筒1内，其间有间隙，并与塔外筒1下部旁侧的一进气口13相通。I、II床层10、11的触媒筐2内由外向里依次安放气流分布器3、触媒5、收集器6、上换热器7或下换热器8，III床层12的触媒筐2内由外向里则依次安放气流分布器3、触媒5、收集器6、二进气管14，二进气管14从塔底中部进人塔内，并与下换热器8相接。多孔气体分布器9安装在每一个床层顶部。