[实用新型]一种等温变换反应器

说明书

本实用新型涉及到一种等温变换反应器，包括炉体、设置在炉体内的催化剂框以及设置在催化剂框内的多根换热管，催化剂框内还设有合成气收集管道，催化剂框与合成气收集管道之间的空腔形成反应腔；其特征在于：各换热管布置在多个同心圆周线上，各换热管在各自的圆周线上均匀布置，并且各换热管在各自圆周线上的排布间距自外向内逐渐变大；各换热管的入口分别连接各自对应的冷却水分布管，各冷却水分布管均连通冷却水输送管道；各换热管的出口分别连接各自对应的汽水收集分布管，各汽水收集分布管均连通蒸汽输送管道；各冷却水分布管和各汽水收集分布管在反应腔的横截面上呈放射状布置。

技术领域

本实用新型涉及到化工设备，尤其涉及一种等温变换反应器。

背景技术

CO变换所采用的等温变换反应器通常包括炉体和设置在炉体内的换热管，通过向换热管内通入换热介质取走反应热，从而维持反应器内的恒温反应。

如申请号为201410334970.5的中国发明专利所公开的《一种等温绝热径向复合式反应器》，该反应器由一台等温变换炉与一台轴向绝热变换炉上下叠加组成，设备结构复杂，制造难度大，投资高。

如申请号为201811160917.2的中国发明专利所公开的《一种可变温等温变换反应器》，该反应器为了调节床层温度，设置了两组换热管，换热管均匀布置，设备结构复杂，设备制造难度大。其次，该反应器通过停用其中一组换热管达到调节床层温度的目的，在换热管水侧设置了阀门，增加了系统压降及误操作的风险。

再如申请号为201410662869.2的中国发明专利所公开的《一种相变吸热的控温反应器》，该反应器的换热管采用曲线管，制造难度大，水侧压降大。其次，该反应器换热管布置为外疏内密，水煤气进气方向是从外向内，导致反应器外围高CO浓度变换的反应热不能被及时撤走，床层温度分布不均匀，变换反应效率较低。

CO变换反应的特点：粗煤气进入等温变换反应器后，由于粗煤气中CO初始浓度很高，变换反应的推动力大，反应速率很高，反应放出大量的热，随着变换反应的进行，CO浓度逐渐降低，反应放热也逐渐减小。因此，合理布置等温变换反应器内的换热管，对控制反应器内床层温度，提高变换反应效率，降低设备投资至关重要。

现有等温变换反应器内的换热管布置主要有两种型式，一种是外疏内密的布管，一种是均匀布管。两种布管型式都会导致反应器内撤热不均匀，降低变换反应效率，增加设备投资。

其次，现有等温变换反应器的分布管主要有两种型式，一种是环管，另一种是小管板。两种分布管都是非标准件，需单独设计制造，制造技术要求高，制造成本高。对于分布管与换热管的连接，很难做到模块化，安装过程中对组对技术要求高。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种撤热均匀、变换反应效率高、设备投资低的等温变换反应器。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种等温变换反应器，包括炉体、设置在所述炉体内的催化剂框以及设置在所述催化剂框内的多根换热管，所述催化剂框内还设有合成气收集管道，所述催化剂框与所述合成气收集管道之间的空腔形成反应腔；其特征在于：

各所述换热管布置在多个同心圆周线上，各所述换热管在各自的圆周线上均匀布置，并且各所述换热管在各自圆周线上的排布间距自外向内逐渐变大；

各所述换热管的入口分别连接各自对应的冷却水分布管，各所述冷却水分布管均连通冷却水输送管道；各所述换热管的出口分别连接各自对应的汽水收集分布管，各所述汽水收集分布管均连通蒸汽输送管道；

各所述冷却水分布管和各所述汽水收集分布管在所述反应腔的横截面上呈放射状布置。

所述冷却水分布管包括间隔布置的冷却水分布短管和冷却水分布长管；所述汽水收集分布管包括间隔布置的汽水收集分布短管和汽水收集分布长管。