[实用新型]换热器内置冷壁式变换反应器

权利要求书

1.换热器内置冷壁式变换反应器，包括变换反应器的承压壳体、内件和催化剂，其特征在于，所述内件包含换热部件和出口中心管，所述换热部件和出口中心管设置在所述变换反应器的承压壳体内，进入变换反应器的承压壳体内的低温原料气通过所述的换热部件与反应后的热变换气进行热交换，在达到催化剂的活化反应温度后，在催化剂作用下进行绝热变换反应，绝热反应后的热变换气通过出口中心管流出。

2.如权利要求1所述的换热器内置冷壁式变换反应器，其特征在于，所述换热部件轴向设置于所述承压壳体的中心，并与承压壳体平行，所述催化剂床层设置在所述换热部件的外围，所述出口中心管设置在所述换热部件的中心。

3.如权利要求1或2所述的换热器内置冷壁式变换反应器，其特征在于，所述内件还包括相互连接的催化剂内框和催化剂外框，所述催化剂外框通过反应器内件支撑圈支撑于所述承压壳体的内壳壁上，在催化剂外框与催化剂内框之间以催化剂床层形式填有催化剂；所述换热部件与所述催化剂内框热连接。

4.如权利要求3所述的换热器内置冷壁式变换反应器，其特征在于，所述催化剂外框与所述承压壳体的内壳壁之间具有一环隙，经加热后的原料气通过该环隙，进入催化剂床层，在承压壳体内壳壁与催化剂外框之间隔热气流层，达到承压壳体的冷壁结构。

5.如权利要求3所述的换热器内置冷壁式变换反应器，其特征在于，在所述承压壳体的底部设置有变换气出口承压接管，所述换热部件的一端设置有出口冷气管，与所述变换气出口承压接管相连通，该出口冷气管与贯穿其中的所述出口中心管形成夹套式冷气通道结构；所述变换气出口承压接管上开设有变换反应器的冷气出口，经催化床反应后热变换气通过换热部件换热后的冷变换气通过夹套式冷气通道，由所述冷气出口流出，大部分未经内部换热的热变换气通过出口中心管流出。

6.如权利要求3所述的换热器内置冷壁式变换反应器，其特征在于，在所述冷气出口的外接管上设置有一流量调节阀，以调节出口中心管排出的 热变换气与变换反应器的冷气出口流出的冷变换气之间的流量，调节换热部件的传热量，达到控制原料气进入催化剂床层温度的目的。

7.如权利要求3所述的换热器内置冷壁式变换反应器，其特征在于，在所述承压壳体的下封头侧面设置有变换反应器原料气入口，以将原料气导入承压壳体内；所述换热部件为列管式换热器，列管内走低温原料气，列管外走反应后的热变换气；所述出口中心管直接通过列管式换热器的中心；所述催化剂内框设置在列管式换热器的外侧，在所述催化剂内框上设置有径向的气体收集孔，使催化剂内框兼作气体收集器，通过该气体收集孔，催化剂床层中反应后的热变换气可以导入所述列管式换热器的列管外，与列管内的低温原料气进行热交换；所述催化剂外框上设置有径向的气体分布孔，使催化剂外框兼作气体分布器；经过热交换后的原料气由列管进入承压壳体的上部空间后，一部分原料气通过轴向进入催化剂床层，大部分原料气通过催化剂外框与所述承压壳体的内壳壁之间的环隙，再由催化剂外框上的气体分布孔径向进入催化剂床层进行绝热变换反应。

8.如权利要求3所述的换热器内置冷壁式变换反应器，其特征在于，在所述承压壳体的上封头顶部设置一变换反应器原料气入口管，所述换热部件为列管式换热器，列管内走低温原料气，列管外走反应后的热变换气，在所述列管式换热器的顶部设置有原料气导流筒，所述变换反应器原料气入口管通过膨胀节与列管式换热器顶部的原料气导流筒连通，以将原料气直接导入列管内；所述出口中心管直接设置于列管式换热器的中心；在所述催化剂内框上设置有径向的气体收集孔，使催化剂内框兼作气体收集器，通过该气体收集孔，催化剂床层中反应后的热变换气可以导入所述列管式换热器的列管外，与列管内的低温原料气进行热交换；原料气被加热到初始反应温度后，进入承压壳体下部空间。

9.如权利要求8所述的换热器内置冷壁式变换反应器，其特征在于，在所述反应器内件支撑圈上设置有排孔；原料气从承压壳体下部空间，经由该排孔进入所述承压壳体的内壳壁与所述催化剂外框之间的环隙，形成隔热气流层，达成承压壳体的冷壁结构。