[发明专利]绝热串等温的CO变换兼产过热蒸汽的反应器及煤气变换工艺

权利要求书

1.绝热串等温的CO变换兼产过热蒸汽的反应器，其特征在于，

包括沿竖直方向延伸的外壳，在外壳内设置有隔板封头，该隔板封头将外壳分割为位于上侧的径向壳体和位于下侧的轴向壳体；

在径向壳体内设置有离心式径向反应段，在轴向壳体内设置有轴向反应段；

在轴向壳体的中心部沿轴向设置有一换热筒，在该换热筒具有气流通道；在该换热筒内安装有U形换热管组，该U形换热管组的两端均连通外壳的外部、并分别连通蒸汽进口管和蒸汽出口管，该U形换热管组用于生成过热蒸汽；

该离心式径向反应段具有一中心布气管，该中心布气管向下连通该换热筒，在径向壳体的顶部设置有变换气出口，在轴向壳体上开设有原料气入口；

在中心布气管外套设有外气筒，在中心布气管与外气筒之间布置有沿竖直方向延伸的移热列管，该移热列管的下端连接有冷媒入口管，该冷媒入口管向下贯穿隔板封头和轴向反应段后由外壳的底部伸出并形成为冷媒入口；

外气筒与外壳之间形成一环隙，该环隙连通变换气出口；

该移热列管的上端连接有冷媒出口管，该冷媒出口管向上由外壳的定部伸出并形成为冷媒出口；

原料气能够经原料气入口进入到轴向壳体内，并在轴向反应段内进行一次变换，生成一次变换气；一次变换气能够经气流通道进入到换热筒内，然后将中心布气管进入到离心式径向反应段进行二次变换，生成二次变换气，二次变换气由变换气出口排出。

2.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，

在外壳的底部设置有用于U形换热管组进出的换热器安装口，换热筒的下端呈敞口状、并形成为换热器进出口，该换热器安装口正对换热器进出口，U形换热管组能够经换热器安装口和换热器进出口自由地进出该换热筒。

3.根据权利要求3所述的反应器，其特征在于，

该换热筒的下端与外壳底部的内表面之间具有距离，该距离形成为气流通道。

4.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，

中心布气管向上伸出外壳的顶部后形成为原料气近路线入口。

5.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，

在轴向反应段设置有两个轴向床层，两个轴向床层沿竖直方向间隔设置，该原料气入口设置在上层的轴向床层的上侧；在两个轴向床层之间设置有冷激气入口管。

6.根据权利要求5所述的反应器，其特征在于，

移热列管分为至少三组，每组移热列管均设置有一个冷媒入口管，冷媒入口管环绕换热筒均匀布置；

在两个轴向床层之间设置有冷激气分布管，该冷激气分布管呈环状，该冷激气分布管包括套设在冷媒入口管上的环形管和连接在两个相邻环形管之间的连接管，该冷激气入口管连接到冷激气分布管上；在冷激气分布管上开设有冷激气孔。

7.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，

该冷媒入口连接到一汽包的热水出口管上，该冷媒出口连接到该汽包的热水入口管上，该汽包的蒸汽排出管连通蒸汽进口。

8.一种煤气变换工艺，其采用权利要求1-7任一项所述的反应器，其包括如下步骤：

原料气经原料气入口进入到轴向壳体内，并在轴向反应段内进行一次变换，生成一次变换气；一次变换气能够经气流通道进入到换热筒内，然后将中心布气管进入到离心式径向反应段进行二次变换，生成二次变换气，二次变换气由变换气出口排出；轴向反应段内的反应温度高于离心式径向反应段的反应温度；

汽包的饱和水经冷媒入口进入到移热列管内，吸收离心式径向反应段的变换热后形成过热水，过热水由冷媒出口排出，并返回到汽包内；汽包内的过热水经闪蒸得到饱和蒸汽，该饱和蒸汽经蒸汽进口进入到换热管内吸收轴向反应段的变换热后，成为过热蒸汽。

9.根据权利要求8所述的煤气变换工艺，其特征在于，

第一冷激气由外壳顶部的原料气近路线入口进入到中心布气管内，对离心式径向反应段内的温度进行调整。

10.根据权利要求8或9所述的煤气变换工艺，其特征在于，

轴向反应段的反应温度为390-410℃，离心式径向反应段的反应温度为280-295℃。