[发明专利]一种自除氧合成氨塔及可再生能源合成氨系统

权利要求书

1.一种自除氧合成氨塔，包括反应器外筒(12),所述反应器外筒(12)上设有原料气进入管(11)和产物气出气管(14)，其特征在于：

所述反应器外筒(12)内套装有触媒框(16)和除氧罐(120)，所述触媒框(16)内装设有合成氨催化剂的催化剂床层(140)；所述反应器外筒(12)与所述触媒框(16)间形成环隙气体通道Ⅱ(b)，所述环隙气体通道Ⅱ(b)的一端与所述产物气出气管(14)连通；

所述催化剂床层(140)内设置一中心管(15)，所述中心管(15)的一端通过所述除氧罐(120)与所述原料气进入管(11)连通，其另一端封闭且设置于所述催化剂床层(140)内部，沿所述中心管(15)的轴向在其管壁上开设若干气孔；

所述触媒框(16)内布置若干穿越所有所述催化剂床层(140)内部的换热管束(173)，每个所述换热管束(173)的一端分别与高压进水管(171)连通，其另一端与蒸汽管(18)连通；

原料气经所述除氧罐(120)除氧后借助所述中心管(15)进入与其连通的所述触媒框(16)内进行合成氨反应，反应产物通过所述环隙气体通道Ⅱ(b)，自所述产物气出气管(14)排出；各所述换热管束(173)中高压水吸收来自所述触媒框(16)内的反应热发生相变，生成高压蒸汽后，自所述蒸汽管(18)排出。

2.根据权利要求1所述的自除氧合成氨塔，其特征在于，所述反应器外筒(12)内还设有一换热器(110)，所述换热器(110)的第一冷气口(1101)与所述除氧罐(120)的出气口连通，所述换热器(110)的第二冷气口(1102)与所述中心管(15)连通，所述换热器(110)的第一热气口(1103)与所述环隙气体通道Ⅱ(b)连通，所述换热器(110)的第二热气口(1104)与所述产物气出气管(14)连通，所述换热器(110)的第一热气口(1103)与第二热气口(1104)作为连通的一对，用于通过热交换加热原料气，所述换热器(110)的第一冷气口(1101)与第二冷气口(1102)作为连通的一对，用于通过热交换冷却产物气。

3.根据权利要求2所述的自除氧合成氨塔，其特征在于，所述除氧罐(120)为两个，分别为第一除氧罐(1201)和第二除氧罐(1202)，每个所述除氧罐(120)上分别设有第一进气口(c)、第二进气口(d)、第一出气口(e)和第二出气口(f)，每个所述除氧罐(120)的第一进气口(c)与所述原料气进入管(11)连通，其第二进气口(d)与所述环隙气体通道Ⅱ(b)连通，所述第一除氧罐(1201)的第一出气口(e)与所述换热器(110)的第一冷气口(1101)连通，所述第二除氧罐(1202)的第一出气口(e)与所述换热器(110)的第二冷气口(1102)连通，且在所述第二除氧罐(1202)的第一出气口(e)与所述换热器(110)的第二冷气口(1102)之间的管路上、所述第一除氧罐(1201)的第一出气口(e)与所述换热器(110)的第一冷气口(1101)之间的管路上分别设有与所述中心管(15)的进气端连通的第一进气支管(111)和第二进气支管(112)；所述第一除氧罐(1201)的第二出气口(f)与所述换热器(110)的第一热气口(1103)连通，所述第二除氧罐(1202)的第二出气口(f)与所述换热器(110)的第二热气口(1104)连通，且在所述第一除氧罐(1201)的第二出气口(f)与所述换热器(110)的第一热气口(1103)之间的连通管路上、所述第二除氧罐(1202)的第二出气口(f)与所述换热器(110)的第二热气口(1104)之间的连通管路上分别设有与所述产物气出气管(14)连通的第一出气支管(141)和第二出气支管(142)；

所述第一除氧罐(1201)的第一进气口(c)、第二进气口(d)、第一出气口(e)和第二出气口(f)处分别设有第一控制阀(g)、第十二控制阀(r)、第三控制阀(i)和第四控制阀(j)，所述第二除氧罐(1202)的第一进气口(c)、第二进气口(d)、第一出气口(e)和第二出气口(f)处分别设有第十控制阀(p)、第十一控制阀(q)、第八控制阀(n)和第七控制阀(m)，所述第一进气支管(111)和第二进气支管(112)上分别设有第二控制阀(h)和第九控制阀(o)，所述第一出气支管(141)和第二出气支管(142)上分别设有第五控制阀(k)和第六控制阀(l)。