一種半等溫反應器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種半等溫反應器，適用于低壓氣相強發熱化學反應，尤其適用于硫磺回收克勞斯反應，屬于石油化工、煤化工設備技術領域。
【背景技術】
[0002]硫磺回收工藝的克勞斯反應過程釋放大量熱量，為防止催化劑超溫，提高反應轉化率，需要在反應器內移走反應熱。
[0003]目前，國內外一些工業裝置中采用盤管反應器或繞管反應器等，管外裝催化劑，管內走水，從而移走反應管中的反應熱。這種形式的反應器換熱管易變形泄露，催化劑裝卸困難，床層壓降大，不適應裝置長周期運行。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種用于低壓氣相強發熱化學反應的，能夠移走反應熱，性能可靠，使用壽命長的半等溫反應器。
[0005]為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是提供一種半等溫反應器，其特征在于:包括依次連接的入口分布頂蓋、矩形方箱反應器、出口收集底蓋；
[0006]入口分布頂蓋包括依次連接的反應料入口、分支管道、頂蓋板及分布器；
[0007]矩形方箱反應器包括底部的翅片管換熱器，以及四側的反應器側壁；翅片管換熱器的翅片為波紋板，翅片管換熱器連接除氧水入口和除氧水出口 ；矩形方箱反應器內自下而上分別裝填瓷球、催化劑、瓷球；
[0008]出口收集底蓋包括依次連接的反應產物出口、分支管道、出口收集器、底蓋板及支撐格柵。
[0009]優選地，所述分布器為半橢圓形管，半橢圓形管上均布直徑20?60mm的孔。
[0010]優選地，所述翅片管換熱器占方箱反應器的內部空間的50%?60%。
[0011]優選地，所述翅片管換熱器的換熱管的回彎頭位于左右兩側的反應器側壁外部；反應器側壁內部的換熱管為直管，無焊口。
[0012]優選地，所述翅片管換熱器的換熱管采用直徑為25?48_的無縫鋼管。
[0013]優選地，所述波紋板由整張鋼板沖壓為波紋狀，鋼板厚度0.5?3mm，波紋板的單個波幅為120?300mm，波紋板的折角為150° ±30° ;鋼板上設有與翅片管換熱器的換熱管形狀相匹配的孔體；波紋板通過該孔體穿過換熱管，翅片間距30?80mm。
[0014]優選地，所述出口收集器為半管。
[0015]優選地，所述支撐格柵上鋪設雙層不銹鋼網。
[0016]優選地，所述入口分布頂蓋與矩形方箱反應器之間、矩形方箱反應器與出口收集底蓋之間通過法蘭連接。
[0017]優選地，所述法蘭通過雙重0型膠條密封。
[0018]本實用新型提供的半等溫反應器使用時，除氧水由除氧水入口進入翅片管換熱器內，吸收反應熱后部分水汽化形成蒸汽和水兩相，形成的汽液混合物由除氧水出口排出，移走反應熱。反應進料則由上部的反應料入口進入，通過入口分布頂蓋的分布器分布均勻，然后進入絕熱催化劑床層，發生化學反應，反應產物溫度上升；反應產物再進入等溫催化劑床層，與翅片管換熱器的翅片管接觸，移走反應熱，化學反應重新達到平衡，反應產物最后由反應產物出口排出。
[0019]相比現有技術，本實用新型具有如下有益效果:
[0020]1、反應器主要材料為碳鋼，內件為不銹鋼，設備造價低；
[0021]2、反應器內的換熱管無焊口，減少泄漏幾率；
[0022]3、反應器裝卸催化劑方便省工，催化劑裝填系數78%以上，管外裝催化劑成為一體，裝填易均勻；
[0023]4、波紋翅片管取熱能力強，避免催化劑出現溫度熱點。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實用新型提供的半等溫反應器結構示意圖；
[0025]圖2為圖1中A-A向視圖；
[0026]圖3為圖2中C-C向視圖；
[0027]圖4為圖1中B-B向視圖；
[0028]圖5為圖4中D-D向視圖；
[0029]圖6為圖1中Q處局部放大圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結合具體實施例，進一步闡述本實用新型。應理解，這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。此外應理解，在閱讀了本實用新型講授的內容之后，本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
[0031]圖1為本實用新型提供的半等溫反應器結構示意圖，所述的半等溫反應器包括入口分布頂蓋1、矩形方箱反應器2、出口收集底蓋3，三者之間依次采用法蘭連接，法蘭采用雙重0型膠條密封。
[0032]結合圖2和圖3，入口分布頂蓋1包括依次連接的反應料入口 1、分支管道4、頂蓋板12及分布器5。分布器5為半橢圓形管，焊接在頂蓋板12上，半橢圓形管上開孔Φ20πιπι?ΦΒΟπιπι 均布。
[0033]矩形方箱反應器2包括底部的翅片管換熱器6，以及四側的反應器側壁8。其中，左右兩側的反應器側壁作為翅片管換熱器6的柔性管板，換熱管與管板采用貼脹+強度焊，換熱管的回彎頭位于反應器側壁外部，反應器內部的換熱管為直管，無焊口 ；翅片采用波紋板7，由整張鋼板沖壓為波紋狀，沖孔后穿入換熱管。翅片管換熱器6連接除氧水入口 Μ、除氧水出口 Ν，翅片管換熱器管內通入除氧水，吸收反應熱后發汽。在矩形方箱反應器2內自下而上分別裝填瓷球、催化劑、瓷球，形成上部瓷球層Ε、絕熱催化劑層F、等溫催化劑層G、下部瓷球層Η。翅片管換熱器6占方箱反應器2的內部空間的50%?60%。
[0034]換熱管采用直徑為25?48mm的無縫鋼管，翅片采用0.5?3mm的鋼板，翅片間距30?80mm。波紋板7的單個波幅為120?300mm，波紋板7折角150° ±30°。
[0035]結合圖4和圖5，出口收集底蓋3包括依次連接的反應產物出口 0、分支管道10、出口收集器11、底蓋板13及支撐格柵9，出口收集器11為半管，焊接在底蓋板13下，底蓋板13上焊接支撐格柵9，支撐格柵9上鋪雙層不銹鋼網，支撐催化劑床層。
[0036]結合圖6，法蘭采用的雙重0型膠條密封結構包括上法蘭21、下法蘭22、緊固件25、第一密封條23、第二密封條24，上法蘭21、下法蘭22通過緊固件25連接緊固，上法蘭21、下法蘭22之間裝第一密封條23、第二密封條24，通過雙重耐高溫0型膠條密封。
[0037]矩形方箱反應器2內的催化劑的裝卸需要打開入口分布頂蓋1和出口收集底蓋3。入口分布頂蓋1的作用是將反應器入口氣體均勻分布在催化劑床層的矩形空間內。出口收集底蓋3的作用是將反應器出口氣體(或含少量液體的氣體)通過出口收集器匯總至反應產物出口。
[0038]使用時，除氧水由除氧水入口 Μ進入翅片管換熱器6內，吸收反應熱后部分水汽化形成蒸汽和水兩相，形成的汽液混合物由除氧水出口 Ν排出，移走反應熱。
[0039]反應進料則由上部的反應料入口 I進入，通過入口分布頂蓋1的分布器5分布均勻，然后進入絕熱催化劑床層，發生化學反應，反應產物溫度上升；反應產物再進入等溫催化劑床層，與翅片管換熱器6的翅片管接觸，移走反應熱，化學反應重新達到平衡，反應產物最后由反應產物出口 0排出。
[0040]本實用新型兼顧絕熱反應器的高反應速率和水解反應能力，同時具有等溫反應器的高轉化率，反應器床層壓降小、結構合理。本實用新型應用于硫磺回收裝置的兩級克勞斯反應器，可以多臺并聯組合使用，以滿足大型裝置需要。
【主權項】
1.一種半等溫反應器，其特征在于:包括依次連接的入口分布頂蓋(1)、矩形方箱反應器(2)、出口收集底蓋(3); 入口分布頂蓋(1)包括依次連接的反應料入口(I)、分支管道(4)、頂蓋板(12)及分布器(5)； 矩形方箱反應器⑵包括底部的翅片管換熱器(6)，以及四側的反應器側壁⑶；翅片管換熱器(6)的翅片為波紋板(7)，翅片管換熱器(6)連接除氧水入口(M)和除氧水出口(N);矩形方箱反應器(2)內自下而上分別裝填瓷球、催化劑、瓷球； 出口收集底蓋(3)包括依次連接的反應產物出口(0)、分支管道(10)、出口收集器(11)、底蓋板(13)及支撐格柵(9)02.如權利要求1所述的一種半等溫反應器，其特征在于:所述分布器(5)為半橢圓形管，半橢圓形管上均布直徑20?60mm的孔。3.如權利要求1所述的一種半等溫反應器，其特征在于:所述翅片管換熱器￠)占方箱反應器⑵的內部空間的50%?60%。4.如權利要求1所述的一種半等溫反應器，其特征在于:所述翅片管換熱器￠)的換熱管的回彎頭位于左右兩側的反應器側壁(8)外部；反應器側壁(8)內部的換熱管為直管，無焊口。5.如權利要求1或4所述的一種半等溫反應器，其特征在于:所述翅片管換熱器(6)的換熱管采用直徑為25?48mm的無縫鋼管。6.如權利要求1或4所述的一種半等溫反應器，其特征在于:所述波紋板(7)由整張鋼板沖壓為波紋狀，鋼板厚度0.5?3mm，波紋板(7)的單個波幅為120?300mm，波紋板(7)的折角為150° ±30° ;鋼板上設有與翅片管換熱器(6)的換熱管形狀相匹配的孔體；波紋板(7)通過該孔體穿過換熱管，翅片間距30?80mm。7.如權利要求1所述的一種半等溫反應器，其特征在于:所述出口收集器(11)為半管。8.如權利要求1所述的一種半等溫反應器，其特征在于:所述支撐格柵(9)上鋪設雙層不銹鋼網。9.如權利要求1所述的一種半等溫反應器，其特征在于:所述入口分布頂蓋(1)與矩形方箱反應器(2)之間、矩形方箱反應器(2)與出口收集底蓋(3)之間通過法蘭連接。
【專利摘要】本實用新型提供了一種半等溫反應器，包括依次連接的入口分布頂蓋、矩形方箱反應器、出口收集底蓋；入口分布頂蓋包括依次連接的反應料入口、分支管道、頂蓋板及分布器；矩形方箱反應器包括底部的翅片管換熱器，以及四側的反應器側壁；翅片管換熱器的翅片為波紋板，翅片管換熱器連接除氧水入口和除氧水出口；矩形方箱反應器內自下而上分別裝填瓷球、催化劑、瓷球；出口收集底蓋包括依次連接的反應產物出口、分支管道、出口收集器、底蓋板及支撐格柵。本實用新型兼顧絕熱反應器的高反應速率和水解反應能力，同時具有等溫反應器的高轉化率，反應器床層壓降小，結構合理，性能可靠，使用壽命長。
【IPC分類】B01J8/04
【公開號】CN205020058
【申請號】CN201520532809
【發明人】田曉良
【申請人】田曉良
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年7月21日