[实用新型]一种多汽包水管型反应装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及利用水的相变及时移走反应热的水管型反应装置，具体涉及多汽包水管型反应器。

背景技术

化学工业中涉及很多可逆、放热反应，此类反应普遍采用绝热反应器，这类反应器受催化剂使用温度和反应平衡温度的限制，一般设置多段，每段之间需降温处理。如现代合成氨工业的变换反应是将含有CO的半水煤气变换成氢气作为原料气，此反应是可逆、放热以及反应前后体积不变的化学反应。目前一般是采用多段绝热反应器，且段间降温。其中一段远离平衡，反应速度极快，极易超温，易使催化剂活性降低或烧结，为最大程度提高转化率，满足工业要求，每段入口要降到较低温度，使得反应曲线偏离最佳反应温度曲线，因而反应速度慢，催化剂用量大。

ZL200920102700.6提出一种水管型反应器，它是利用水的相变移走反应热使反应炉维持在允许的温度，克服了绝热反应器易超温的弊端，且能够达到较高的转化率，但由于反应水管束单元只副产一种压力蒸汽，当水管束单元蒸汽压力高时，反应器床层温度较高，反应速度较快，出口温度也相应较高，由于受平衡温度的限制，因而出口转换率较低；当水管束单元蒸汽压力较低时，出口温度相应较低，转化率较高，但反应床层温度较低，回收余热品味低，同时使反应速度降低，由于催化剂用量较大，进而使反应器体积加大。

发明内容

为克服现有反应器的缺点，本实用新型提出一种副产多种压力蒸汽的多汽包水管型反应装置。

为实现本实用新型目的，这种多汽包水管型反应装置其特征是反应器轴心处装设一中心管，中心管上开设有气孔，反应器内均匀分布有至少两层管束组，各层管束组的上下端各自经一环形连箱管连通后分别接各自蒸汽汽包的入口和出口。 

所述各管束组在反应器内环向均匀排列。

本实用新型取得的技术进步：

1.由于在反应装置内装设呈环形均匀分布的水管束，每层水管束与一蒸汽汽包相连，构成两套或两套以上相互独立的并联水循环系统，可通过控制蒸汽汽包的压力，利用水管内水的汽化移走反应热，通过蒸汽汽包副产不同压力的水蒸汽来控制循环水的饱和温度，不同程度移走反应热控制调节变换炉内温度，控制径向反应器从分气侧到集气侧温度不同，使分气侧床层温度稍高，增加反应速率，而集气侧床层的温度较低则更好的增大反应平衡常数，有利于提高转化率，使反应过程更接近最佳反应温度曲线，最大程度节省催化剂用量，使反应器的体积相对于等温变换反应器的更小。同时，多个蒸汽汽包联合，不仅可最大程度回收热量，提高副产蒸汽的压力，还可移除大量反应热，使床层不易超温，有效防止催化剂失活或烧结。

2.在相同转化率条件下，本实用新型反应过程更接近于最佳反应温度曲线，能够最大程度减少催化剂用量，减少变换反应的段数，简化流程，节省装置投资。

3.与现有水管型反应器比较，由于组成每层水管水组的水管束结构相同，因而制造方便，缩短设备制造周期。

附图说明

以下结合附图对本实用新型作进一步描述。

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为图1的A-A向结构示意图。

具体实施方式

本实施例按副产两种压力蒸汽的变换炉叙述，根据实际需要可以副产多种压力蒸汽，调节变换炉的温度。

如图1、图2所示，在反应器1的轴心处装设一中心管9，中心管9上开设有气孔14，反应器1筒体内设置有内筒4，内筒4与反应器1筒体间固连，内筒4筒壁上开设有气孔5。反应器1内均匀分布两层（或两层以上）管束组，各管束为圆管束（或翅片管束），各管束组在反应器内环向均匀排列。其中内层各管束组的上端分别经一连箱管13连通后，各连箱管13再通经反应器1上部环形连箱管12接通后接反应器1外蒸汽汽包10的顶部入口，内层各管束组的下端分别经一连箱管16连通后，各连箱管16再通经反应器1下部的环形连箱管17连通后出反应器1底部接蒸汽汽包10的下部出口；外层各管束组的上端分别经一连箱管6连通后，各连箱管6通经反应器1上部的外层环形连箱管7连通后接反应器1外的另一蒸汽汽包8的顶部入口，外层各管束组的下端分别经一连箱管3连通后，各连箱管3再经反应器1下部的外层环形连箱管2连通后出反应器1底部接蒸汽汽包8的下部出口。为降低应力影响，上水各环形连箱管7、12与汽包8、10间的连接管分别通过填料函与反应器1壳体连接。