[发明专利]一种分段螺旋板式超低压等温氨合成塔

说明书

（一）技术领域

本发明涉及一种氨合成塔，特别涉及一种分段螺旋板式超低压等温氨合成塔。

（二）背景技术

合成氨是指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨，为一种基本无机化工流程。现代化学工业中，氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料，在国民经济中占有重要地位，其中约有80%氨用来生产化学肥料，20%为其它化工产品的原料。氨合成塔被称为合成氨厂的心脏，它是整个合成氨厂生产过程中的主要关键设备之一。

在化工行业中，传统合成塔的氨转化率较低（10%～12%），合成压力较高（22.0 MPa～32.0MPa），单位产品能耗很高。后来因净化技术改进、气体成分改善、杂质气体含量由1%～5%下降到10ppm～50ppm，合成塔的结构也发生了变化，加大了催化剂段间换热面积，降低了合成平均温度，因此，合成塔的氨转化率提高（15%～18%），合成压力降低（12.0 MPa～15.0MPa），单位产品能耗明显下降。但是，合成压力仍然超过了10MPa，超过10 Mpa对于合成塔来说，加工难度大、加工成本高、运行危险性高，运行能耗也高。

（三）发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种加工简单、节约成本、降低能耗、安全可靠、氨转化率高、不易变形的分段螺旋板式超低压等温氨合成塔。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种分段螺旋板式超低压等温氨合成塔，包括由内筒和外筒构成的塔体，其特征是：所述内筒内顶部连接有蒸汽总管、冷激气管和加填料管，蒸汽总管底部与螺旋板换热器的除氧水蒸发侧相连接，螺旋板换热器由若干段连接构成，每相邻两段螺旋板换热器的外边缘相连接，内筒中设有位于中心的升气管，升气管下方设有换热管。

所述冷激气管底部连接冷激气分布管，冷激气分布管交错分布于螺旋板换热器内部，冷激气分布管伸入分散管内，分散管上部安装有气体分散板，分散管中下部连接有分散支管，分散管及分散支管上开设有分散孔，分散管内部设有若干挡板。

所述换热管之间设有折流板，换热管顶端安装有上管板，底端安装有下管板。

所述内筒顶部设有气体分布板，气体分布板上开设有气体分布孔。

所述上管板上安装有导流负重筒，螺旋板换热器内设有若干温度传感器。

所述螺旋板换热器的除氧水蒸发侧底部连接除氧水管道，除氧水管道下部为U型形状。

所述内筒中心底部设有泄填料管，泄填料管顶部连接有圆锥封头，圆锥封头顶部与内筒内壁相连接，泄填料管底部设有泄填料口。

所述外筒顶部设有上盖，外筒上部侧边开设有合成气入口，外筒下部侧边开设有合成气出口。

所述内筒底部设有内筒下封头，外筒底部设有外筒下封头。

所述温度传感器顶部连接有温度传感器接口。

本发明的有益效果是：使合成气在塔内不间断的进行整体换热，大大减小了合成反应所需的压力，且使塔内上下温度一致，提高了氨合成的转化率，加工简单，节约成本，降低了能耗，不易变形，安全可靠。

（四）附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图1为本发明的轴截面结构示意图；

附图2为附图1的A-A剖视图；

附图3为附图1的B-B剖视图；

附图4为附图1的C-C剖视图；

附图5为附图1的D-D剖视图；

附图6为附图1的E-E剖视图；

附图7为附图1的F-F剖视图；

附图8为附图1的G-G剖视图；

附图9为附图1的H-H剖视图；

附图10为附图1的J-J剖视图；

附图11为本发明的冷激气管结构示意图；

图中，1内筒，2外筒，3塔体，4蒸汽总管，5冷激气管，6加填料管，7螺旋板换热器，8升气管，9换热管，10冷激气分布管，11分散管，12气体分散板，13分散支管，14分散孔，15挡板，16折流板，17上管板，18下管板，19气体分布板，20气体分布孔，21导流负重筒，22温度传感器，23除氧水管道，24泄填料管，25圆锥封头，26泄填料口，27上盖，28合成气入口，29合成气出口，30内筒下封头，31外筒下封头，32温度传感器接口。

（五）具体实施方式