[实用新型]一种内部换热式变温型高CO气体反应装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种内部换热式变温型高CO气体反应装置，属于CO气体反应装置技术领域。

背景技术

以天然气为原料生产的合成气中CO组分含量为14％～16％，以煤为原料常压固定床气化生产的合成气中CO组分含量为26％～28％，以油或水煤浆加压气化生成的合成气中含CO组分含量为40％～45％，上述几类气化技术合成气中CO组分含量不高，现有的变换技术能很容易地满足CO在变换反应中催化剂不超温的要求。新发展起来的干煤粉气化装置所产生合成气体组分中CO组分含量高达65％～75％，含高CO组分的气体在装置中进行如下反应：

CO+H₂O(汽)＝CO₂+H₂+Q

其中，Q为反应热，以上反应初期很剧烈，反应推动力很大，反应速度快，反应温度极难控制，尤其是水/气比值较高时，催化剂更容易超温。在高CO及高温(≥400℃)时，还会伴随飞脱反应，即甲烷化反应：

飞脱反应会在短时间内使温度急增导致催化剂烧结。现有的变换装置在设计中为避免高温，采取的措施是将一段催化剂分层填装以使气体短路，当温度升高加剧时，再补入蒸汽，甚至补入高压氮气，稀释组分中的CO，以缓和反应。即使采用以上措施，在变换装置负荷较低时(如25％～50％负荷时)，也难以控制催化剂不超温。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能有效、及时地移出CO变换反应热、控制反应温度的结构紧凑合理、运行安全可靠、经济效益好的高CO气体反应装置。

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内部换热式变温型高CO气体反应装置，其特征在于：包括顶部和底部分别设有物料进口和物料出口的压力容器反应器外壳，催化剂绝热段设于压力容器反应器外壳内部上端，内部设有管内催化剂的多组式反应列管设于催化剂绝热段下方的上管板和下管板之间，多组式反应列管上、下两端分别连接上联箱和下联箱；循环水泵一端通过汽包与上联箱连接，循环水泵另一端连接下联箱；压力容器反应器外壳内部底板上设有多孔板，多孔板上下均设有硅铝球。

优选地，所述循环水泵为变频式给水泵。

本实用新型提供的一种内部换热式变温型高CO气体反应装置工作时，带有催化剂绝热段的压力容器反应器、汽包、循环水泵及多组式反应列管构成一个强制循环的副产蒸汽系统，将变换反应热转化为中压蒸汽。列管式结构管间为水，采用变频式给水泵，强制对流，根据负荷的变化适时改变水量，能有效、及时地移出CO变换反应热，控制反应温度在400℃以内，同时维持CO变换的反应速度，节约了催化剂用量。尤其在低负荷下，使反应温度控制简单，易行有效。

本实用新型提供的装置克服了现有技术的不足，通过带有催化剂绝热段的压力容器反应器和变频式给水泵，能有效、及时地移出CO变换反应热，控制反应温度，节约催化剂用量，且具有紧凑合理、运行安全可靠、经济效益好的特点。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种内部换热式变温型高CO气体反应装置；

附图标记说明

1-压力容器反应器外壳；2-催化剂绝热段；3-多组式反应列管；4-管内催化剂；5-上管板；6-下管板；7-汽包；8-循环水泵；9-水；10-下联箱；11-上联箱；12-物料进口；13-物料出口；14-多孔板；15-硅铝球。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

图1为本实用新型提供的一种内部换热式变温型高CO气体反应装置，所述的一种内部换热式变温型高CO气体反应装置包括压力容器反应器外壳1，压力容器反应器外壳1顶部和底部分别有物料进口12和物料出口13，压力容器反应器外壳1内部上端装有催化剂绝热段2，多组式反应列管3装在催化剂绝热段2下方的上管板5和下管板6之间，多组式反应列管3内部装有管内催化剂4，多组式反应列管3上、下两端分别连接上联箱11和下联箱10。循环水泵8一端通过汽包7与环形上联箱11连接，循环水泵8另一端连接环形下联箱10，进行水及汽/水的强制循环；循环水泵8为变频式给水泵，可以按照压力容器反应器外壳1温度控制的要求，随时改变系统的循环水量，确保高CO反应催化剂不超温。压力容器反应器外壳1内部底板上装有多孔板14，可以承力，多孔板14上下均有硅铝球15。