本發明專利技術涉及一種多床層低阻力催化反應器，它包括外筒及設置在外筒內的內筒，內筒的內腔由上至下包括第一床層、第二床層和第三床層，第一床層和第二床層中設有層間換熱器，第三床層中設有底部換熱器；所述層間換熱器和底部換熱器均包括多個并排設置的換熱管，底部換熱器的下部與環隙連通以使未反應氣經環隙進入底部換熱器的換熱管管間并向上進入中心管和層間換熱器的換熱管管間；所述層間換熱器和底部換熱器的筒壁均設有多個通氣孔,每個通氣孔與各自對應的床層連通以使經床層反應后的反應氣進入各自對應的換熱器的換熱管管內并向下排出。本發明專利技術運行阻力小，使用壽命長，效率高，電耗低。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種化工設備，特別涉及一種氨合成生產中的多床層低阻力催化反應器。
技術介紹
目前，用于氨合成的反應器結構種類繁多，但是在生產過程中經常會發生觸媒粉粒隨反應氣體不斷帶入反應器中換熱器的換熱管管間并沉積在換熱管的管間和上下端部，使換熱管管間和換熱管的上下端部被觸媒粉粒堵死；運行中會導致反應器的運行阻力不斷增大，設備易損壞，合成效率低，電耗高，設備使用壽命短，經濟效益差。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了克服現有技術中的不足之處，提供一種多床層低阻力催化反應器，其運行阻力小，合成效率高，電耗低，使用壽命長。本專利技術是這樣實現的：一種多床層低阻力催化反應器，它包括外筒及設置在外筒內的內筒，外筒和內筒之間設有環隙，外筒的上部設有與環隙連通的未反應氣進口，內筒的軸心處設有中心管；所述內筒的內腔由上至下包括第一床層、第二床層和第三床層，第一床層和第二床層之間由隔板分隔，第二床層和第三床層之間由隔板分隔，第一床層中設有第一層間換熱器，第二床層中設有第二層間換熱器，第三床層中設有底部換熱器；所述第一層間換熱器、第二層間換熱器和底部換熱器均包括多個并排設置的換熱管，底部換熱器的下部換熱管管間與環隙連通以使未反應氣經環隙進入底部換熱器的換熱管管間并向上進入第二層間換熱器的換熱管管間和中心管的上端，所述外筒的上部設有安裝冷氣管的冷氣進口，冷氣管的一端插入第一層間換熱器的換熱管管間。；所述第一層間換熱器的筒壁設有多個第一通氣孔，第一層間換熱器的上端蓋部經第一通氣孔與第一床層連通以使經第一床層反應后的反應氣進入第一層間換熱器的換熱管管內并向下排出進入第二床層；所述第二層間換熱器的筒壁設有多個第二通氣孔，第二層間換熱器的上端蓋部經第二通氣孔與第二床層連通以使經第二床層
反應后的反應氣進入第二層間換熱器的換熱管管內并向下排出進入第三床層；所述底部換熱器的筒壁設有多個第三通氣孔，底部換熱器的上端蓋部經第三通氣孔與第三床層連通以使經第三床層反應后的反應氣進入底部換熱器的換熱管管內并向下經反應器底端的反應氣出口排出。為了實現未反應氣在床層更好的反應，所述第一床層、第二床層和第三床層均為徑向反應段。為了便于未反應氣流通，所述中心管的下端口位于底部換熱器的上部且與底部換熱器的換熱管管間連通以使未反應氣經底部換熱器的換熱管管間進入中心管；中心管的中段與第二層間換熱器的換熱管管間連通以使未反應氣進入第二層間換熱器的換熱管管間，中心管的上端口位于第一床層的上部以使未反應氣進入第一床層。為了防止外筒下部發生高溫氫脆，所述外筒的底部設有低溫保護氣入口。本專利技術多床層低阻力催化反應器具有如下優點：本專利技術采用將未反應氣通過換熱器的換熱管管間和中心管向上進入反應床層，經反應床層反應后的反應氣體進入換熱管的管內向下排出，觸媒粉粒隨反應氣體經換熱管管內一起流入下一床層，不會堵在換熱管的管間及上下端部，其具有運行阻力小，設備不易損壞，合成效率高，電耗低，使用壽命長及經濟效益好的特點。附圖說明下面參照附圖結合實施例對本專利技術作進一步的說明。圖1是本專利技術多床層低阻力催化反應器的整體結構示意圖。圖中符號說明：1、外筒，2、內筒，3、中心管，4、隔板，5、隔板，6、第一層間換熱器，7、第二層間換熱器，8、底部換熱器，10、環隙，11、未反應氣進口，12、冷氣進口，13、保護氣入口，14、反應氣出口，21、第一床層，22、第二床層，23、第三床層，61、第一通氣孔，71、第二通氣孔，81、第三通氣孔。具體實施方式下面結合具體實施例來對本專利技術進行詳細的說明。請參閱圖1所示，一種多床層低阻力催化反應器，它包括外筒1及設置在外筒1內的內筒2，外筒1和內筒2之間設有環隙10，內筒2的軸心處設有中心
管3，外筒1的上部設有與環隙10連通的未反應氣進口11，所述外筒1的上部設有安裝冷氣管的冷氣進口12，冷氣管的一端插入第一層間換熱器6內部并置于換熱管的旁側。所述外筒1的低部設有低溫保護氣入口13。所述內筒2的內腔由上至下包括第一床層21、第二床層22和第三床層23，第一床層21和第二床層22之間由隔板4分隔，第二床層22和第三床層23之間由隔板5分隔，所述第一床層21、第二床層22和第三床層23均為徑向反應段；第一床層21中設有第一層間換熱器6，第二床層22中設有第二層間換熱器7，第三床層23中設有底部換熱器8；所述第一層間換熱器6、第二層間換熱器7和底部換熱器8均包括多個并排設置的換熱管，底部換熱器8的下部與環隙10連通以使未反應氣經環隙10進入底部換熱器8的換熱管管間并向上進入第二層間換熱器7的換熱管管間和中心管3的上端；所述中心管3的下端口位于底部換熱器8的上部且與底部換熱器8的換熱管管間連通以使未反應氣經底部換熱器8的換熱管管間進入中心管3；中心管3的中段與第二層間換熱器7的換熱管管間連通以使未反應氣進入第二層間換熱器7的換熱管管間，中心管3的上端口位于第一床層21的上部以使未反應氣進入第一床層21。所述第一層間換熱器6的筒壁設有多個第一通氣孔61，第一層間換熱器6的上端蓋部經第一通氣孔61與第一床層21連通以使經第一床層21反應后的反應氣進入第一層間換熱器6的換熱管管內并向下排出進入第二床層22；所述第二層間換熱器7的筒壁設有多個第二通氣孔71，第二層間換熱器7的上端蓋部經第二通氣孔71與第二床層22連通以使經第二床層22反應后的反應氣進入第二層間換熱器7的換熱管管內并向下排出進入第三床層23；所述底部換熱器8的筒壁設有多個第三通氣孔81，底部換熱器8的上端蓋部經第三通氣孔81與第三床層23連通以使經第三床層23反應后的反應氣進入底部換熱器8的換熱管管內并向下經反應氣出口14排出進入另一設備。本專利技術所述一種多床層低阻力催化反應器的工作原理如下：本專利技術中，未反應氣經反應器上部的未反應氣進口11進入外筒1和內筒2之間的環隙10，經環隙10進入底部換熱器8的換熱管管間并向上進入中心管3和第二層間換熱器7的換熱管管間，未反應氣沿第二層間換熱器7的換熱管管間向上進入中心管3的上端口，折向進入第一床層21進行第一徑向反應；第一徑向反應后的反應熱氣經第一通氣孔61進入第一層間換熱器6的換熱管管內，與冷氣進口12來的未反應冷氣換熱后進入第二床層22進行第二徑向反應；第二徑向反應后的反應
熱氣經第二通氣孔71進入第二層間換熱器7的換熱管管內，與第二層間換熱器7的換熱管管間的未反應氣換熱后進入第三床層23進行第三徑向反應；進行第三徑向反應后的反應熱氣經第三通氣孔81進入底部換熱器8的換熱管管內，與底部換熱器8的換熱管管間的未反應氣換熱冷卻降溫后向下經反應器下部的反應氣出口14排出進入另一設備。本專利技術多床層低阻力催化反應器中的觸媒粉粒隨反應氣在氣體和重力的作用下沿各換熱器的換熱管管內一起排出，由于換熱管管內的流通截面較大且光滑圓整，觸媒粉粒不會堵在換熱管的上下端部和換熱管管間，其具有運行阻力小，設備不易損壞，合成效率高，電耗低，使用壽命長及經濟效益好的優點。簡言之，本專利技術多床層低阻力催化反應器，未反應氣經各換熱器的換熱管管間及中心管3向上進入第一床層21進行第一徑向反應，第一徑向反應后的熱氣經第一層間換熱器6的換熱管管內向下進入第二床層22進行第二徑向本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種多床層低阻力催化反應器，它包括外筒(1)及設置在外筒(1)內的內筒(2)，外筒(1)和內筒(2)之間設有環隙(10)，外筒(1)的上部設有與環隙(10)連通的未反應氣進口(11)，內筒(2)的軸心處設有中心管(3)；其特征在于，所述內筒(2)的內腔由上至下包括第一床層(21)、第二床層(22)和第三床層(23)，第一床層(21)和第二床層(22)之間由隔板(4)分隔，第二床層(22)和第三床層(23)之間由隔板(5)分隔，第一床層(21)中設有第一層間換熱器(6)，第二床層(22)中設有第二層間換熱器(7)，第三床層(23)中設有底部換熱器(8)；所述第一層間換熱器(6)、第二層間換熱器(7)和底部換熱器(8)均包括多個并排設置的換熱管，底部換熱器(8)的下部與環隙(10)連通以使未反應氣經環隙(10)進入底部換熱器(8)的換熱管管間并向上進入第二層間換熱器(7)的換熱管管間和中心管(3)的上端，所述外筒(1)的上部設有安裝冷氣管的冷氣進口(12)，冷氣管的一端插入第一層間換熱器(6)的換熱管管間；所述第一層間換熱器(6)的筒壁設有多個第一通氣孔(61)，第一層間換熱器(6)的上端蓋部經第一通氣孔(61)與第一床層(21)連通以使經第一床層(21)反應后的反應氣進入第一層間換熱器(6)的換熱管管內并向下排出進入第二床層(22)；所述第二層間換熱器(7)的筒壁設有多個第二通氣孔(71)，第二層間換熱器(7)的上端蓋部經第二通氣孔(71)與第二床層(22)連通以使經第二床層(22)反應后的反應氣進入第二層間換熱器(7)的換熱管管內并向下排出進入第三床層(23)；所述底部換熱器(8)的筒壁設有多個第三通氣孔(81)，底部換熱器(8)的上端蓋部經第三通氣孔(81)與第三床層(23)連通以使經第三床層(23)反應后的反應氣進入底部換熱器(8)的換熱管管內并向下經反應器底端的反應氣出口(14)排出。...
【技術特征摘要】
1.一種多床層低阻力催化反應器，它包括外筒(1)及設置在外筒(1)內的內筒(2)，外筒(1)和內筒(2)之間設有環隙(10)，外筒(1)的上部設有與環隙(10)連通的未反應氣進口(11)，內筒(2)的軸心處設有中心管(3)；其特征在于，所述內筒(2)的內腔由上至下包括第一床層(21)、第二床層(22)和第三床層(23)，第一床層(21)和第二床層(22)之間由隔板(4)分隔，第二床層(22)和第三床層(23)之間由隔板(5)分隔，第一床層(21)中設有第一層間換熱器(6)，第二床層(22)中設有第二層間換熱器(7)，第三床層(23)中設有底部換熱器(8)；所述第一層間換熱器(6)、第二層間換熱器(7)和底部換熱器(8)均包括多個并排設置的換熱管，底部換熱器(8)的下部與環隙(10)連通以使未反應氣經環隙(10)進入底部換熱器(8)的換熱管管間并向上進入第二層間換熱器(7)的換熱管管間和中心管(3)的上端，所述外筒(1)的上部設有安裝冷氣管的冷氣進口(12)，冷氣管的一端插入第一層間換熱器(6)的換熱管管間；所述第一層間換熱器(6)的筒壁設有多個第一通氣孔(61)，第一層間換熱器(6)的上端蓋部經第一通氣孔(61)與第一床層(21)連通以使經第一床層(21)反應后的反應氣進入第一層間換熱器(6)的換熱管管內并向下...
【專利技術屬性】
技術研發人員：金力農，許蕊，
申請(專利權)人：南京昊安科技工程有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32
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