專利名稱：懸掛式水管等溫甲醇反應器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于以H2、CO、CO2為原料氣合成甲醇生產的甲醇反應器。
背景技術：
現有技術中，管殼式甲醇反應器的換熱管受管板限制，管子受力狀況差，且催化劑裝在管子內，致使反應氣流阻力大；已有的另一種水管式甲醇反應器中，雙套水管直立于管板上，重度大的內管水是自下而上，重度小的外管水汽混合物是自上而下，它不能利用重度差的動力使之自流循環，而是需要依靠外加較大動力的循環泵進行強制循環，不利于節能。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是，針對現有技術存在的缺陷，設計一種懸掛式水管等溫甲醇反應器，具有換熱管不受管板限制而受力狀況好、反應氣流阻力小的特點，且可利用重度差并借助高位汽包克服流動阻力，使內管水自上而下、外管汽水混合物自下而上自流運行。
本實用新型的技術解決方案是，所述懸掛式等溫甲醇反應器包括頂部設有人孔而底部有進氣管和卸料孔的受壓外筒，該受壓外筒中置有筒壁開有若干通氣孔的徑向內筒，且所述徑向內筒外壁與受壓外筒內壁之間留有環隙；置于徑向內筒中且管壁設有若干通孔的中心集氣管的上端口位于徑向內筒上部而其下端口經所述進氣管伸至受壓外筒外，其結構特點是，所述受壓外筒內腔上部設有上管板，該上管板的下方設有中管板，中管板下方且位于徑向內筒上端口設有下管板，裝料管的上端口同上管板連接而與上管板上方的受壓外筒腔體連通，該裝料管的下端口同下管板連接而與徑向內筒連通，至少兩個在徑向內筒中均勻分布的雙套水管由外管和內管組成，所述底部為封閉端的外管的上端口同下管板連接而同該下管板與中管板之間的腔體連通，置于外管中的內管的下端口位于外管下部而其上端口同中管板連接并同該中管板與上管板之間的腔體連通，外管與內管之間有環隙，位于受壓外筒上方且設有飽和蒸汽出口的汽包的出水口同所述中管板與上管板之間的腔體連通，該汽包的汽水混合物進口同下管板與中管板之間的腔體連通。
以下做出進一步說明。
參見圖1，本實用新型包括頂部設有人孔12而底部有進氣管11和卸料孔10的受壓外筒7，該受壓外筒7中置有筒壁開有若干通氣孔的徑向內筒9，所述徑向內筒9外壁與受壓外筒7內壁之間留有環隙；置于徑向內筒9中且管壁設有若干通孔的中心集氣管8的上端口位于徑向內筒9上部而其下端口經所述進氣管11伸至受壓外筒7外，其結構特點是，所述受壓外筒7內腔上部設有上管板3，該上管板3的下方設有中管板4，而中管板4下方且位于徑向內筒9上端口設有下管板6，裝料管2的上端口同上管板3連接而與該上管板3上方的受壓外筒7腔體15連通，該裝料管2的下端口同下管板6連接而與徑向內筒9連通，至少兩個在徑向內筒9中均勻分布的雙套水管5由外管19和內管20組成，所述底部為封閉端的外管19的上端口同下管板6連接而同該下管板6與中管板4之間的腔體17連通，置于外管19中的內管20的下端口位于外管19下部而其上端口同中管板4連接并同該中管板4與上管板3之間的腔體16連通，外管19與內管20之間有環隙，位于受壓外筒7上方且設有飽和蒸汽出口18的汽包1的出水口同所述中管板4與上管板3之間的腔體16連通，該汽包1的汽水混合物進口同下管板6與中管板4之間的腔體17連通。
本實用新型的設計原理和工作過程是(參見圖1)，徑向內筒9內裝滿甲醇催化劑，包圍雙套水管5；氣體反應流程是含有H2、CO、CO2的合成氣，從進氣管11由下而上進入徑向內筒9與受壓外筒7之間的環隙，通過徑向內筒9筒壁通氣孔，進入催化床，徑向流過床層進行反應；反應熱被雙套水管5內的水吸熱，邊反應放熱，邊冷卻，使催化劑床層維持一定溫度，反應后氣體集于中心集氣管8，自上而下，從反應器底部出去。
自汽包1下來的達到飽和溫度的水，進入雙套水管的內管20，由上而下，在下端折向，進入內管20與外管19之間的環隙，由下而上，邊吸熱邊汽化，形成飽和汽水混合物，上升至汽包1內，飽和蒸汽由汽包頂部的飽和蒸汽出口18輸入蒸汽管網；預熱的鍋爐給水加入汽包1，下降，受熱上升形成汽、水熱力循環不斷移去反應熱，產生蒸汽。
本實用新型中做為移去反應熱的水管是雙套水管5，它懸掛(焊)于中、下兩板管板之下、催化床之中。管子一端(下端)自由，沒有固定，因而使管子一端能自由伸縮，不致損壞。
本實用新型懸掛水管等溫甲醇反應器的催化床為徑向流動床，反應氣徑向通過床層，氣體流動阻力降低至1/5～1/8，使流動動力消耗降低。
本實用新型懸掛水管等溫甲醇反應器的雙套水管5在所述管板上均勻分布(例如六個雙套水管排列成正六邊形，即在六邊形頂點排有水管)，保證了均勻移走反應熱，管內又是飽和水的汽化過程溫度恒定，因此管外催化床層各點反應溫度相同，形成等溫反應。
由以上可知，本實用新型為一種懸掛式水管等溫甲醇反應器，換熱管(雙套水管)為懸掛式結構而具有不受管板限制、受力狀態好及反應氣流阻力小的特點，還利用重度差及高位汽包克服流動阻力，顯著節約了運行能耗。
圖1是一種實施例的結構示意圖，在圖中1-汽包， 2-裝料管，3-上管板，4-中管板， 5-雙套水管， 6-下管板，7-受壓外筒， 8-中心集氣管，9-徑向內管，10-卸料孔， 11-進氣管， 12-人孔，13-可拆法蘭，14-上封頭， 15、16、17-腔體，18-飽和蒸汽出口，19-外管， 20-內管。
具體實施方式
按照圖1和上述結構的本實用新型裝置，裝料管2設置6個并在徑向圓周上均勻分布，以便能方便、均勻地將催化劑自動裝入催化床中，保證裝填質量和速度；卸料孔10設置2-3個，以便更換催化劑；受壓外筒7上部設置由可拆法蘭13密封連接的上封頭14，必要時可打開該可拆法蘭13，將包括筒體上封頭14、上管板3、中管板4及內管20一并吊出，便于清理、檢修。
權利要求1.一種懸掛式水管等溫甲醇反應器，包括頂部設有人孔(12)而底部有進氣管(11)和卸料孔(10)的受壓外筒(7)，該受壓外筒(7)中置有筒壁開有若干通氣孔的徑向內筒(9)，且所述徑向內筒(9)外壁與受壓外筒(7)內壁之間留有環隙；置于徑向內筒(9)中且管壁設有若干通孔的中心集氣管(8)的上端口位于徑向內筒(9)上部而其下端口經所述進氣管(11)伸至受壓外筒(7)外，其特征是，所述受壓外筒(7)內腔上部設有上管板(3)，該上管板(3)的下方設有中管板(4)，而中管板(4)下方且位于徑向內筒(9)上端口設有下管板(6)，裝料管(2)的上端口同上管板(3)連接而與該上管板(3)上方的受壓外筒(7)腔體(15)連通，該裝料管(2)的下端口同下管板(6)連接而與徑向內筒(9)連通，至少兩個在徑向內筒(9)中均勻分布的雙套水管(5)由外管(19)和內管(20)組成，所述底部為封閉端的外管(19)的上端口同下管板(6)連接而同該下管板(6)與中管板(4)之間的腔體(17)連通，置于外管(19)中的內管(20)的下端口位于外管(19)下部而其上端口同中管板(4)連接并同該中管板(4)與上管板(3)之間的腔體(16)連通，外管(19)與內管(20)之間有環隙，位于受壓外筒(7)上方且設有飽和蒸汽出口(18)的汽包(1)的出水口同所述中管板(4)與上管板(3)之間的腔體(16)連通，該汽包(1)的汽水混合物進口同下管板(6)與中管板(4)之間的腔體(17)連通。
專利摘要一種懸掛式水管等溫甲醇反應器，有內置徑向內筒的受壓外筒，所述內筒中有中心集氣管，受壓外筒內腔上部依次有上管板、中管板、下管板，裝料管連通受壓外筒頂腔與徑向內筒；徑向內筒中雙套水管的外管上端口與下管板上方腔體連通，而其內管上端口同中管板上方腔體連通，汽包的進、出口分別同外管、內管上端口連通，所述內、外筒之間和內、外管之間有環隙。本實用新型具有換熱管不受管板限制而受力狀況好、反應氣流阻力小的特點，且可利用重度差并借助高位汽包克服流動阻力，使內管水自上而下、外管汽水混合物自下而上自流運動，節能效果顯著。
文檔編號C07C31/00GK2880821SQ20052005239
公開日2007年3月21日 申請日期2005年11月9日 優先權日2005年11月9日
發明者謝定中, 羅桂平 申請人:湖南安淳高新技術有限公司