[实用新型]复合式绝热串控温变换炉装置

说明书

本实用新型公开了复合式绝热串控温变换炉装置，其包括绝热反应部、控温反应部和连接在绝热反应部与控温反应部之间的连接部；该绝热反应部包括第一外壳，设置在第一外壳内的内筒，第一内筒与第一外壳之间形成第一环隙，第一外壳上安装有一冷激气管、粗煤气进口管和一段变换气出口管；控温反应部包括第二外壳，设置在第二外壳内布气筒，布气筒与第二外壳之间形成第二环隙，在第二外壳上安装有汽水混合物出口管、二段变换气进口管、进水管和变换气排出管。相对独立的绝热反应部和控温反应部，可减少占地面积。

技术领域

本实用新型涉及一种复合式绝热串控温变换炉装置。

背景技术

在煤化工中，将粉煤气化后所制得的原料气进行变换反应，生成变换气，使原料气中的CO转化为CO₂，同时产生H₂，变换气用于制氨或制氢，在目前，在变换反应过程中，一般均要联产蒸汽，为适应自身各种压力蒸汽的需要，均通过变换反应获取多种压力的蒸汽，以供生产所需，因此常常导致反应时间过长，CO转化无法有效提高，且生产工艺流程长。

在目前，由于CO的变换反应的流程较长，一般均依照反应温度的不同设置多个反应器，各反应器之间采用管道进行连接，这种设备布置方式的优点是降温和设备间的换热方式灵活方便，且设备的检修方便，但是整套装置的布置面积较大，管线较多。

为了减少占地面积，开发了一种单炉多段式反应器，即在一个炉内既设置绝热段也设置控制段，或设置多个绝热段，这种反应器的优点是占地少，管线少，但是结构复杂，制造成本高，且催化剂的装填和排放均不方便。

另外，目前所采用的煤气化工艺中，所产出的合成气中的CO干基体积比一般为60％以上，水气比一般为0.7-1.0。当采用这种合成气生产合成氨原料气时，由于合成氨需要将合成气中的CO最大限度地转化为氢气，通常需要1.2以上的高水气比才能满足要求，但是高水气比会加大合成气的体积，需要更大的变换反应器，而且反应也更加剧烈，反应极易出现飞温现象，使得生产工艺的控制变得更加复杂。大型的变换反应器，不但制造成本，而且维护成本也较高。采用成本更大的变换反应器，并在复杂的控制条件下进行变换气的生产，其成本也相应地提高。同时高水气比，使得蒸汽的消耗量加大，成本增加。

如何合理地利用现有的合成气，并在更低的成本下生产变换气也成为一个现实问题。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型首先提出了一种复合式绝热串控温变换炉装置，其包括绝热反应部、控温反应部和连接在绝热反应部与控温反应部之间的连接部，绝热反应部位于控温反应部的上方；

该绝热反应部包括沿竖直方向延伸的第一外壳，该第一外壳呈筒状，在该第一外壳内设置有第一内件，该第一内件包括一沿竖直方向延伸的内筒、密封地安装在该内筒的下端的第一内下封头、以及安装在该内筒的上端的顶部格栅；该第一内筒与第一外壳之间形成环状的第一环隙，在顶部格栅与第一外壳的顶部之间形成一布气腔，在第一内下封头与第一外壳的底部之间形成一进气腔；该第一环隙的上端与下端分别连通布气腔与进气腔；第一内件支撑在第一外壳的底部，且第一内件与第一外壳的内周壁之间滑动连接，使第一内件能够在竖直方向上自由伸缩；

第一外壳上安装有一冷激气管，该冷激气管的出口端位于内筒的内腔中；

在第一外壳的底部安装有粗煤气进口管和一段变换气出口管，其中粗煤气进口管连通进气腔，一段变换气出口管的一端连通内筒的内腔，一段变换气出口管的另一端向下伸出第一外壳；

控温反应部包括沿竖直方向延伸的第二外壳，该第二外壳呈筒状，在该第二外壳内设置有第二内件，该第二内件包括一沿竖直方向延伸的布气筒、安装在该布气筒的上端的上管板、安装在该布气筒的下端的下管板，在上管板与下管板之间安装有换热列管；布气筒与第二外壳之间形成第二环隙，在布气筒上开设有连通第二环隙和布气筒的内腔的布气孔；