一種具有長度補償功能的換熱管裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種具有長度補償功能的換熱管裝置。所述具有長度補償功能的換熱管裝置，用于催化劑床層中，包括換熱管，還包括安置在催化劑床層中的套筒，所述套筒包括用于供所述換熱管伸入的容納腔。因換熱管安裝在催化劑床層中，其周圍和底部都填滿了催化劑顆粒，當催化劑床層溫度發生劇烈變化時，換熱管長度較長，在長度方向發生的熱脹冷縮較為明顯，其長度變化較大，這種長度的變化可能造成換熱管的破壞。本發明可實現換熱管熱脹冷縮時在長度方向自由伸縮，從而保護換熱管不被破壞。
【專利說明】
一種具有長度補償功能的換熱管裝置
技術領域
[0001] 本發明涉及一種具有長度補償功能的換熱管裝置，具體為能補償換熱管因熱脹冷 縮而在長度方向發生的變化的換熱管裝置，主要應用于石油化工、煤化工、合成工業等領域 的硫回收等溫反應設備中。
【背景技術】
[0002] 煤、石油、天然氣以及礦石的大量開采、加工及使用，燃煤過程產生的S02和煉油煉 鋼過程產生的酸性水、酸性氣和含硫煙氣等會產生大量的硫化物，這些硫化物直接排放會 造成嚴重的環境污染。隨著國家對環保的要求越來越嚴格，工業氣體、化工廢氣脫硫并進行 硫回收的技術得到了廣泛運用。
[0003] 根據酸性氣體中H2S濃度不同，硫回收技術主要有Claus工藝、直接氧化工藝和脫 硫液噴射再生工藝。在這些工藝中，都要用到硫回收反應器，該反應器負責將含硫氣體在催 化劑作用下反應生成單質硫。比如采用直接氧化工藝，其主反應方程式如下：
[0004]
[0005] 反應是在裝有催化劑的反應器中進行的，反應壓力為0.01-5.5MPa，反應溫度為 150°C-350 °C。直接氧化是一個強放熱反應，體積分數1 %的H2S轉化為硫的反應熱導致的溫 升為70°C，因此，反應溫度必須加以控制，既可防止超溫而使催化劑失活，還可防止由于溫 度過高而增加 S02的生成量，造成硫轉化率降低，使尾氣中硫含量超標。為了控制反應溫度， 防止超溫而使催化劑失活，必須快速把反應熱移走。目前的反應器采取內置盤管結構或者 螺旋繞管結構，管外為催化劑反應床層，管內有冷卻水流動，利用盤管或者繞管進行換熱， 快速把反應熱移走。但盤管或繞管都是用多根直管拼接后再彎制而成，拼接處的焊縫很容 易被H 2S腐蝕，拼接焊縫越多，發生H2S腐蝕的風險越大。此外，盤管或者螺旋繞管是埋入催化 劑床層中，在催化劑的壓緊下，盤管或者螺旋繞管發生熱脹冷縮時是不能軸向自由伸縮的， 這樣極有可能導致盤管或者螺旋繞管在拼接焊縫處拉裂或者破壞。
[0006] 為了解決這些難題，可以采用直管式的換熱管，該直管式換熱管由整根空心圓管 制成而成，中間不需要拼接焊接，因此可以克服H 2S對焊縫的腐蝕風險。但直管式換熱管也 需要埋入催化劑床層中，其周圍和底部都填滿了催化劑顆粒，當催化劑床層溫度發生劇烈 變化時，因直管式換熱管長度較長，在長度方向發生的熱脹冷縮較為明顯，其長度變化較 大，但換熱管底部填滿了催化劑顆粒，造成換熱管在長度方向不能完全的自由伸縮，這樣也 可能造成換熱管的破壞。
【發明內容】
[0007] 針對直管式換熱管熱脹冷縮時在長度方面不能自由伸縮的問題，本發明旨在提供 一種具有長度補償功能的換熱管裝置，該換熱管裝置能實現換熱管熱脹冷縮時在長度方向 自由伸縮。
[0008] 為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：
[0009] -種具有長度補償功能的換熱管裝置，用于催化劑床層中，包括換熱管，還包括安 置在催化劑床層中的套筒，所述套筒包括用于供所述換熱管伸入的容納腔。
[0010] 催化劑床層溫度發生劇烈變化時，因換熱管下端伸入套筒的容納腔內，容納腔的 空間可以使換熱管熱脹冷縮時，在長度方向自由的伸縮，即容納腔的空間可以補償換熱管 熱脹冷縮時在長度方向上發生的長度變化，使換熱管不因熱脹冷縮導致破壞。
[0011] 進一步的，所述套筒上端與所述換熱管之間形成密封區。
[0012] 進一步的，所述套筒底部密封。
[0013] 進一步的，所述套筒上端內側壁與所述換熱管底部之間形成密封區。
[0014] 進一步的，所述套筒上端與所述換熱管外側壁之間形成密封區。
[0015] 這種密封結構可以防止催化劑顆粒進入容納腔內阻礙換熱管在容納腔內的伸縮。 [0016]進一步的，所述套筒包括封板和支架，所述封板安裝于所述套筒底部，所述支架焊 接固定于所述套筒外部上端。
[0017] 支架可以支撐套筒在催化劑床層內豎直埋入，封板將套筒底部封住，可以更好的 防止催化劑顆粒從套筒底部進入容納腔內。
[0018] 由以上可知，本發明為一種具有長度補償功能的換熱管裝置，與現有技術相比，有 益效果是：能實現換熱管熱脹冷縮時在長度方向自由伸縮，從而保護換熱管不因熱脹冷縮 而破壞。
【附圖說明】
[0019] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發 明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根 據這些附圖獲得其他的附圖。
[0020] 圖1是本發明一種實施例的使用安裝示意圖；
[0021] 圖2是本發明應用于硫回收等溫反應器中的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022] 如圖1所示，一種具有長度補償功能的換熱管裝置，用于催化劑床層中，包括換熱 管1，還包括安置在催化劑床層中的套筒2,所述套筒2包括用于供所述換熱管1伸入的容納 腔21;所述套筒2上端與所述換熱管1之間形成密封區；該密封區可以是套筒2的上端內側壁 與換熱管1底部之間形成，也可以是套筒2上端與換熱管1外側壁之間形成。所述套筒2底部 是密封的。所述套筒2包括封板22和支架23,所述封板22安裝于所述套筒2底部，所述支架23 焊接固定于所述套筒2外部上端。
[0023] 當催化劑床層3溫度發生劇烈變化時，因換熱管1下端伸入套筒2的容納腔21內，容 納腔21的空間可以使換熱管1熱脹冷縮時，在長度方向自由的伸縮，即容納腔21的空間可以 補償換熱管1熱脹冷縮時在長度方向上發生的長度變化，使換熱管1不因熱脹冷縮導致破 壞。封閉的容納腔21可以防止催化劑顆粒進入容納腔21內阻礙換熱管1在容納腔21內的伸 縮。所述支架23可以支撐套筒2在催化劑床層內豎直埋入。
[0024] 如圖2所示，一種硫回收等溫反應器，包括催化劑床層3,還包括如圖1所示的具有 長度補償功能的換熱管裝置，該換熱管裝置置于催化劑床層3中。
[0025] 這種硫回收等溫反應器因為安裝了具有長度補償功能的換熱管裝置，從而可以保 護換熱管1不因熱脹冷縮而破壞。
[0026] 最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制;盡管 參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可 以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換； 而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和 范圍。
【主權項】
1. 一種具有長度補償功能的換熱管裝置，用于催化劑床層中，包括換熱管（1)，其特征 在于:還包括安置在催化劑床層中的套筒(2)，所述套筒(2)包括用于供所述換熱管（1)伸入 的容納腔(21)。2. 根據權利要求1所述的具有長度補償功能的換熱管裝置，其特征在于:所述套筒（2) 上端與所述換熱管（1)之間形成密封區。3. 根據權利要求2所述的具有長度補償功能的換熱管裝置，其特征在于:所述套筒（2) 底部密封。4. 根據權利要求2或3所述的具有長度補償功能的換熱管裝置，其特征在于:所述套筒 (2)上端內側壁與所述換熱管（1)底部之間形成密封區。5. 根據權利要求2或3所述的具有長度補償功能的換熱管裝置，其特征在于:所述套筒 (2)上端與所述換熱管（1)外側壁之間形成密封區。6. 根據權利要求2或3所述的具有長度補償功能的換熱管裝置，其特征在于:所述套筒 (2)包括封板(22)和支架(23)，所述封板(22)安裝于所述套筒(2)底部，所述支架(23)焊接 固定于所述套筒(2)外部上端。7. -種硫回收等溫反應器，包括催化劑床層(3)，其特征在于:還包括權利要求1-6中任 一項所述的具有長度補償功能的換熱管裝置，所述具有長度補償功能的換熱管裝置置于所 述催化劑床層(3)中。
【文檔編號】C01B17/04GK105854587SQ201610194452
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月31日
【發明人】謝定中
【申請人】湖南安淳高新技術有限公司