[实用新型]套管式转化炉

说明书

本实用新型涉及一种合成氨装置中天然气转化造气采用的一段转化炉。同时其结构亦可用作承受高温差的管式反应器。

目前国内外普遍使用的箱式一段转化炉由笨重复杂的烧嘴结构和高压蒸汽系统组成。热量由燃烧燃料提供，整个炉子占地面积大，投资高且有大量废热废气排入大气，热效率低，盹氨能耗高。

本实用新型的目的在于用它代替传统的箱式转化炉，降低能耗。

套管式转化炉结构见图1。经预热后的原料气由接管（C）进入分配室（9），再由上而下在转化管（5）与内管（6）的环隙内与高效催化剂反应。反应后的气体从内管向上，在管箱（11）中汇集后从接管（d）离开一段炉去二段炉。从二段炉下部出来的高温气体由接管（e）进入一段炉壳体（7），经过蜂窝砖（3）与转化管间的通道，供热后从接管（a）离开一段炉。

本实用新型的结构主要为以下几个部份：壳体（7）和管箱（11）组成承压钢壳，内衬耐火材料（8）由裙座（1）支承；管板（10），分配室（9）以及内管（6）插入转化管（5）构成转化管束系统；蜂窝砖（3）填充转化管外多余空间，强化对流传热；在蜂窝砖之间分段设置支持板（4），以减小转化管的径向变形，同时防止蜂窝砖破裂；高温区设置衬筒（2，12）保护，其材料为高镍铬合金，结构为承插式；承插环（15）用拉筋（16）与承压外壳相连。转化管上端部环隙采用密封元件（14）密封，以便装卸催化剂。中心进气管（13）保证进气均匀分配。内管下端的径向定位利用定位环（17）实现。

其特征为内管插入转化管，转化管上端与分配室的管板焊接，管束下端可自由伸缩；转化管材料为HK－40，光管或翅片管，排列方式为同心圆或三角形；转化管外径Φ130～Φ250数量4～60。衬筒（2）同时作为二段转化气进气分配室，其上部为圆筒形，下部为椭圆形或上部为圆筒形，下部为正圆锥形，锥角30°～120°。

密封元件（14）详细结构见图2。主要由管端（18）、填料箱（19）、填料（20，24）、压盖（21，23）、顶丝（22）、挡圈（25）及定位环（26）组成。填料（20，24）可采用耐高温的膨胀石墨或陶瓷纤维等材料。本密封元件结构可保证在750℃温度下密封可靠，同时拆卸方便。

套管式转化炉的优点是直接从二段炉出口气体中得到热量，不用燃料，也无烟道气排放，与箱式转化炉相比具有热效率高，操作稳定可靠，节能降耗等优点。同时设备本身结构紧凑，转化管承受的压差小，大量减少了高镍铬合金及其它金属用量，投资省，制造简便。