專利名稱：一種用于全低變流程的變換爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于氮肥工業(yè)變換工藝設(shè)備，特別是一種用于合成氨生產(chǎn)全低變流程的變換爐。
目前，合成氨生產(chǎn)全低變流程的變換爐有兩種結(jié)構(gòu)方式，一種是全采用水直接冷激降溫的變換爐，這種變換爐主要包括兩段催化劑層，在兩段催化劑層之間，設(shè)有一個(gè)填料層，在填料層和上段催化劑層之間設(shè)一冷激水噴水器，本變換爐的缺點(diǎn)是1、開車時(shí)難以操作。開車時(shí)上段催化劑層溫度較低，采用水冷激降溫時(shí)，易出現(xiàn)氣化不好的問題，水進(jìn)入下段催化劑層使催化劑粉化，影響使用壽命；2、不采用間接換熱，去飽和塔水溫低，變換爐上段入口溫度和汽氣比低，達(dá)不到最佳反應(yīng)溫度，生產(chǎn)負(fù)荷后移，影響CO變換率。由于以上缺點(diǎn)的存在這種變換爐未能在全低變流程中采用。另一種是間接換熱降溫的變換爐，它主要包括兩段催化劑層和一個(gè)間接換熱器；這種變換爐主要缺點(diǎn)是1、為移走一段反應(yīng)熱，保證二段入口溫度，需要段間換熱器的換熱面積較大，設(shè)備費(fèi)用高；2、為保證二段入口溫度，全靠間接換熱時(shí)，段間換熱器熱水出口溫度高，相應(yīng)去飽和塔水溫度高，使變換爐入口汽氣比高，這樣，變換爐一段易超溫，影響一段催化劑使用壽命；3、因?yàn)榇呋瘎┒畏磻?yīng)所需蒸汽大部分由外界提供，這樣不僅增加了蒸汽消耗，而且易使下段催化劑反硫化，影響使用壽命，但是目前全低變流程均采用這種變換爐。
本實(shí)用新型的目的是提供一種新型變換爐，它即能保證全低變流程的變換爐一、二段溫度均處于最適宜反應(yīng)溫度，又能降低蒸汽消耗，生產(chǎn)操作靈活方便。
本實(shí)用新型是將間接換熱降溫和水直接冷激降溫兩種變換爐的優(yōu)點(diǎn)集于一身而形成的一種新型變換爐，它包括保溫的外殼，其特點(diǎn)是，在外殼內(nèi)的上部為上段催化劑，其下設(shè)有冷激水噴水器，噴水器下面為填料層，在填料層下面設(shè)有將上段和下段催化劑層完全分開的封頭，封頭的下面為下段催化劑層，另外還設(shè)有段間換熱器，它的輸入端用管道連接封頭上面的管口，其輸出端用管道連接封頭下面的管口，在上段催化劑層下面的外殼上設(shè)有外供蒸汽管口，外供蒸汽從段間加入。
本實(shí)用新型的工作原理半水煤氣從變換爐項(xiàng)部經(jīng)氣體分布器進(jìn)入上段催化劑層，經(jīng)反應(yīng)后進(jìn)入噴水段，由于這時(shí)溫度升高，汽氣比下降，所以先經(jīng)冷激水降溫，同時(shí)冷激水氣化為蒸汽，蒸汽不足部分由外界提供，然后經(jīng)填料層進(jìn)入段間換熱器，氣體經(jīng)換熱降溫后進(jìn)入變換爐下段，經(jīng)氣體分布器進(jìn)入下段催化劑層，反應(yīng)后從變換爐底部出口引出。
本實(shí)用新型有如下優(yōu)點(diǎn)，1、用于變換爐段間換熱設(shè)備換熱面積減少30％；2、節(jié)約蒸汽，噸氨蒸汽消耗由間接換熱降溫方式的250kg/tNH3降到150kg/tNH3以下，節(jié)省40％；3、開停車以及正常操作靈活方便，易于控制上、下段催化劑在最適宜反應(yīng)溫度上；4、保護(hù)催化劑，延長(zhǎng)其使用壽命。
以下結(jié)合附圖
和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
附圖為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
本實(shí)用新型附圖給出的實(shí)施例它包括保溫的外殼15，在外殼15內(nèi)，上部為上段催化劑層1，上段催化劑層1下面安裝有冷激水噴水器9，噴水器9下面為填料層3，填料層3下面是封頭4，封頭4把變換爐上下部完全隔開，封頭4的下面為下段催化劑層5，在封頭4和填料層3之間引出一管道連接于段間換熱器13的輸入端，段間換熱器13的輸出端用管道連接在封頭4與下段催化劑層5之間的管口12上，為了將氣體分布均勻，在半水煤氣入口管6處設(shè)有氣體分布器7，在外供蒸汽入口管2處設(shè)有蒸汽分布器8，在氣體進(jìn)入變換爐下段的管口12處設(shè)有氣體分布器16。外供蒸汽由管口2加入。
本實(shí)用新型的工作流程是半水煤氣從變換爐頂部的入口管6經(jīng)氣體分布器7進(jìn)入一段催化劑層1，反應(yīng)后先經(jīng)從管口10經(jīng)噴水器9進(jìn)入的冷激水降溫，同時(shí)冷激水氣化為蒸汽，蒸汽不足部分從蒸汽入口管2提供并經(jīng)蒸汽分布器8分布均勻，然后經(jīng)填料層3后，從上段變換氣出口管11進(jìn)入段間換熱器13，經(jīng)換熱降溫后進(jìn)入變換爐下段，經(jīng)氣體分布器16進(jìn)入下段催化劑層5，進(jìn)行CO變換反應(yīng)，反應(yīng)后的氣體從變換爐底部的管口14引出。
開車時(shí)，因一段出口溫度低，為防止冷激水氣化不完全，暫不開冷激水，轉(zhuǎn)入正常后，變換爐段間同時(shí)采用間接換熱和水直接冷激降溫，這樣變換爐上段出口氣體先經(jīng)冷激水降溫，冷激水在填料層3氣化為蒸汽，然后經(jīng)段間換熱器13降溫，達(dá)到下段要求的入口溫度，蒸汽不足部分由外界從管口2提供。
權(quán)利要求1.一種用于全低變流程的變換爐，它包括保溫的外殼(15)，其特征在于在外殼(15)內(nèi)，上部為上段催化劑層(1)，上段催化劑層(1)下面設(shè)有冷激水噴水器(9)，在噴水器(9)下面為填料層(3)，填料層(3)下面設(shè)有將上段催化劑層(1)和下段催化劑層(5)完全隔開的封頭(4)，封頭(4)下面為下段催化劑層(5)，另外還包括段間換熱器(13)，它的輸入端用管道連接封頭(4)上面的管口(11)，其輸出端用管道連接封頭(4)下面的管口(12)，在上段催化劑層(1)下面的外殼(15)上設(shè)有外供蒸汽管口(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于全低變流程的變換爐，其特征在于在外殼(15)頂部的半水煤氣入口管(6)處設(shè)有氣體分布器(7)，在外供蒸汽入口管(2)處，上段催化劑層(1)下面設(shè)有蒸汽分布器(8)，在管口(12)處封頭(4)下面設(shè)有氣體分布器(16)。
專利摘要一種用于全低變流程的交換爐，它是將間接換熱降溫和水直接冷激降溫兩種形式的變換爐相結(jié)合形成的一種新型的變換爐，它主要包括上段催化劑層和下段催化劑層，中間有封頭完全隔開，在上段催化劑層下面設(shè)計(jì)有冷激水噴水器，噴水器下面設(shè)有填料層，另外還有段間換熱器，將噴水段的氣體進(jìn)行換熱降溫，再輸入下段催化劑層，外供蒸汽從段間加入，本實(shí)用新型節(jié)省蒸汽，降低設(shè)備投資，保護(hù)催化劑，開停車方便，操作靈活。
文檔編號(hào)C01B3/00GK2245607SQ9523535
公開日1997年1月22日 申請(qǐng)日期1995年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月15日
發(fā)明者劉志臣, 王高華, 張興德 申請(qǐng)人:山東省壽光市化工總廠