一种便于更换催化剂的甲醇制氢转化器的制作方法

1.本发明涉及化工技术领域，特别涉及一种便于更换催化剂的甲醇制氢转化器。


背景技术：

2.甲醇和脱盐水按一定比例混合后经换热器预热后送入汽化塔，汽化后的水甲醇蒸汽经过热器过热后进入转化器与催化剂进行催化裂解和变换反应，产出含有约74%氢气和24%二氧化碳的转化气；在现有技术中，安装在罐体内的转化管底部采用托盘与每一根转化管进行连通，托盘上设有与每根转化管相对应的通气孔，从而保证汽化后的水甲醇蒸汽在转化管内与催化剂反应后从托盘处流出生成转化气；现有的甲醇制氢转化器依然存在以下几处不足：1．当罐体内其中某根转化管发生堵塞时，对转化管内的催化剂进行更换，只能把底部的托盘进行拆除，一旦拆除托盘，处于罐体内的所有转化管由于失去托盘的支撑，填装在转化管内的催化剂都会被卸出，就需要对所有的转化管重新填装催化剂，而罐体内存在大量的转化管，一次更换需要耗费大量催化剂，维护成本太高，更换效率低；2.罐体内若对转化管堵塞，如果不对其进行处理，久而久之，随着堵塞的转化管的数量增多，从而影响转化器的整体转化效率；3.采用托盘与罐体内的下端板连接时，采用的是螺栓配上密封垫进行密封，由于托盘整体面积较大，随着长时间使用密封垫在热胀冷缩的情况下，容易发生变形泄露，使用安全性降低；所以有必要提出一种便于更换催化剂的甲醇制氢转化器。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决以上问题而提出一种便于更换催化剂的甲醇制氢转化器。
4.为了达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：包括罐体，所述的罐体上依次设有进气室、反应室和出气室，所述的进气室、反应室和出气室之间设有管板，其特征还包括设置在管板上若干根排列的转化管和安装在转化管上便于快速更换催化剂的快装结构，所述的快装结构包括设置在转化管一端且与出气室连通的螺纹槽和安装在螺纹槽上的弹性支撑件以及安装在弹性支撑性上具有耐高温且与催化剂不反应的高温瓷球。
5.进一步优选的，所述的弹性支撑件的弹性力应不小于支撑催化剂和高温瓷球在转化管中的压力和气流通过转化管的气压总和。
6.进一步优选的，所述的高温瓷球在弹性支撑件上的填充层数应不少于二层。
7.进一步优选的，所述要高温瓷球直径选择范围应满足催化剂在高温瓷球填充后不掉落。
8.进一步优选的，所述的弹性支撑件包括安装在螺纹槽上的连接部、与连接部一体连接用于支撑高温瓷球的支撑部。
9.进一步优选的，所述的支撑部为具有弹性的圆锥螺旋结构，所述的支撑部上的间
隙应满足支撑高温瓷球且不掉落。
10.进一步优选的，所述的反应室上从上向下依次设置有进油口、出油口和排污口，所述的转化管两端分别与进气室和出气室连通，所述的进气室上设置有进气口。
11.进一步优选的，所述的出气室上设置有出气口、卸料口和检修人孔，所述的出气室上还安装有与出气口连接的过滤器。
12.进一步优选的，采用旋转结构来代替快装结构，所述的旋转结构包括安装在转化管一端的锥形筛网、安装在锥形筛网上的旋转柱。
13.进一步优选的，所述的锥形筛网上设有小孔和锥形台，所述的锥形台上设有通槽，所述的旋转柱上设有穿过通槽且与锥形台相配合的封堵环。
14.本发明的有益效果：通过快装结构的设置，采用弹性支撑件与高温瓷球对转化管内的催化剂进行支撑，使每根转化管都能单独操作，可方便实现单根转化管催化剂的快速更换，缩短了催化剂更换的时间、节省了催化剂更换的损耗，提升了维护效率；同时对堵塞的转化管进行快速更换，使甲醇制氢转化器始终保持在最佳状态，提升了甲醇制氢转化器的转化效率；通过管板的设计，直接把转化管焊接在管板上，从而避免了现有设计中托盘密封件因热胀冷缩的原因而导致泄露的情况发生，提升了设备使用的安全性；通过弹性支撑件的设置，使弹性支撑件通过螺纹方式安装在螺纹槽上用于支撑高温瓷球和安装在高温瓷球上的催化剂，同时保证了转化管与出气室的保持连通状态，使转化气可以从转化管底部流出，防止堵塞；通过过滤器的设置，在转化管更换催化剂时，避免从转化管中掉落的催化剂进入出气口，造成堵塞；通过排污口的设计，当反应室在定期维护时，从进油口注入清洗剂对粘贴在转化管外壁和反应室内壁上的油渍进行清洗，清洗后的杂质经排污口快速排出。
附图说明
15.图1为本发明专利的整体剖面结构示意图；图2为本发明专利转化管与管板连接处剖面结构示意图；图3为本发明专利a处结构放大示意图；图4为本发明实施例2结构示意图；图5为本发明实施例2b处结构放大示意图；图6为本发明实施例2旋转结构分解示意图。
16.图中标识：1罐体、11进气室、12反应室、13出气室、14管板、15进油口、16出油口、17排污口、18进气口、19出气口、20卸料口、3检修人孔、21螺纹槽、22弹性支撑件、23高温瓷球、24连接部、25支撑部、4过滤器、31筛网、32旋转柱、33小孔、34锥形台、35通槽、36凸块、37封堵环。
实施方式
17.下面我们结合附图对本发明所述的一种便于更换催化剂的甲醇制氢转化器做进一步的详细说明。
18.参阅附图1至3所示，本实施例中一种便于更换催化剂的甲醇制氢转化器，包括罐体1，所述的罐体1上依次设有进气室11、反应室12和出气室13，所述的进气室11、反应室12和出气室13之间设有管板14，其特征还包括设置在管板14上若干根排列的转化管2和安装在转化管2上便于快速更换催化剂的快装结构，所述的快装结构包括设置在转化管2一端且与出气室13连通的螺纹槽21和安装在螺纹槽21上的弹性支撑件22以及安装在弹性支撑性22上具有耐高温且与催化剂不反应的高温瓷球23，所述的弹性支撑件22的弹性力应不小于支撑催化剂和高温瓷球23在转化管2中的压力和气流通过转化管2的气压总和，所述的高温瓷球23在弹性支撑件22上的填充层数应不少于二层，在本实施例中高温瓷球23的填充层数为5层，所述要高温瓷球23直径选择范围应满足催化剂在高温瓷球23填充后不掉落；通过快装结构的设置，采用弹性支撑件22与高温瓷球23对转化管2内的催化剂进行支撑，使每根转化管2都能单独操作，可方便实现单根转化管2催化剂的快速更换，缩短了催化剂更换的时间、节省了催化剂更换的损耗，提升了维护效率；同时对堵塞的转化管2进行快速更换，使甲醇制氢转化器始终保持在最佳状态，提升了甲醇制氢转化器的转化效率；通过管板14的设计，直接把转化管2焊接在管板14上，从而避免了现有设计中需要在转化管2底部安装托盘来支撑转化管2中的催化剂，托盘与下端板之间的密封垫因热胀冷缩的原因而导致泄露的情况发生，提升了设备使用的安全性。
19.所述的弹性支撑件22包括通过螺纹安装在螺纹槽21上的连接部24、与连接部24一体连接用于支撑高温瓷球23的支撑部25，所述的支撑部25为具有弹性的圆锥螺旋结构，所述的支撑部25上的间隙应满足支撑高温瓷球23且不掉落；通过弹性支撑件22的设置，使弹性支撑件22通过螺纹方式安装在螺纹槽21上，利用圆锥螺旋结构的支撑部25来支撑高温瓷球23和安装在高温瓷球23上的催化剂，同时保证了转化管2与出气室13的保持连通状态，使转化气可以从转化管2底部流出，防止堵塞。
20.所述的反应室12上从上向下依次设置有进油口15、出油口16和排污口17，所述的转化管2两端分别与进气室11和出气室13连通，所述的进气室11上设置有进气口18，所述的出气室13上设置有出气口19、卸料口20和检修人孔3，所述的出气室13上还安装有与出气口19连接的过滤器4；通过检修人孔3的设置，方便检修人员进入出气室14对转化管2内的催化剂进行更换；通过排污口17的设计，当反应室12在定期维护时，从进油口15注入清洗剂对粘贴在转化管2外壁和反应室12内壁上的油渍进行清洗，清洗后的杂质经排污口17快速排出；通过过滤器4的设置，在转化管2更换催化剂时，避免从转化管2中掉落的催化剂进入出气口19，造成堵塞。
21.本发明使用时，通过导热油循环加热装置把导热油从进油口15注入并注满整个反应室12后，从出油口16流出，使导热油在反应室12中循环注入，保持反应室12内的温度恒定，接着把水甲醇蒸汽通过进气口18进入进气室11，再从进气室11流入转化管2中，转化管2中的催化剂通过吸热与催化剂进行催化裂解和变换反应，转化气经过催化剂、高温瓷球23和弹性支撑件22后进入出气室13，最后从出气口19流出，实现产出含有约74%氢气和24%二氧化碳的转化气；当其中某根转化管2发生堵塞情况时，首先停止甲醇制氢转化器的运行，打开检修人孔3，进入到出气室13中，找到发生堵塞的转化管2，拧动连接部24，使连接部24与螺纹槽21脱离后，高温瓷球23失去支撑部25的支撑从转化管2中向下脱落，同时处于转化管2中的催化剂依靠自重落在出气室13中，把散落在出气室13中的催化剂从卸料口20排出，
再把颗料体23装回转化管2中，并把弹性支撑件22旋转安装在螺纹槽21上，检修人员退出出气室13，从进气管18进入进气室11，把新的催化剂从转化管2上的顶端倒入，完成填装后即可，操作简单方便。实施例2
22.参阅图4至6所示，本实施例中与上述实施例的区别在于，采用旋转结构来代替快装结构，所述的旋转结构包括通过焊接安装在转化管2一端的锥形筛网31、通过活动旋转安装在锥形筛网31上的旋转柱32，所述的锥形筛网31上设有小孔33和锥台34，所述的锥台34上设有通槽35，所述的旋转柱32上设有穿过通槽35且与锥形台34相配合的凸块36，所述的旋转柱32上还设有与锥形台34相配合的封堵环37; 其中所述的小孔33的直径要小于催化剂的直径，相比实施例1来说去掉了高温瓷球23，结构更为简单，使催化剂直接置于锥形筛网31上而不掉落；同时采用锥形筛网31的结构，使转化气从上往下流动时，锥形结构提升了转化气的流通面积，提升了转化气的流通速度。
23.旋转结构使用过程如下：首先把旋转柱32上的凸块36对准通槽35，将旋转柱32插入通槽35并使凸块36穿过锥台34，此时封堵环37刚好顶在锥形台34的底部，向左或向右转动旋转柱32使凸台36的位置与通槽35处于垂直状态，从而将旋转柱32安装在锥形台34上，即可将催化剂从转化管2的另一端注入，当需要更换催化剂时，只需把旋转柱32使凸块36与通槽35的位置重合，再往下拉动旋转柱32，使凸块36沿着通槽35向下移去并脱移通槽，从而使旋转柱32与锥形台32分离，进而使转化管2内的催化剂从锥形台34中落下即可。
24.本发明的保护范围不限于以上实施例及其变换。本领域内技术人员以本实施例的内容为基础进行的常规修改和替换，均属于本发明的保护范畴。

技术特征：
1.一种便于更换催化剂的甲醇制氢转化器，包括罐体（1），所述的罐体（1）上依次设有进气室（11）、反应室（12）和出气室（13），所述的进气室（11）、反应室（12）和出气室（13）之间设有管板（14），其特征还包括设置在管板（14）上若干根排列的转化管（2）和安装在转化管（2）上便于快速更换催化剂的快装结构，所述的快装结构包括设置在转化管（2）一端且与出气室（13）连通的螺纹槽（21）和安装在螺纹槽（21）上的弹性支撑件（22）以及安装在弹性支撑性（22）上具有耐高温且与催化剂不反应的高温瓷球（23）。2.根据权利要求1所述的一种便于更换催化剂的甲醇制氢转化器，其特征在于：所述的弹性支撑件（22）的弹性力应不小于支撑催化剂和高温瓷球（23）在转化管（2）中的压力和气流通过转化管（2）的气压总和。3.根据权利要求2所述的一种便于更换催化剂的甲醇制氢转化器，其特征在于：所述的高温瓷球（23）在弹性支撑件（22）上的填充层数应不少于二层。4.根据权利要求3所述的一种便于更换催化剂的甲醇制氢转化器，其特征在于：所述要高温瓷球（23）直径选择范围应满足催化剂在高温瓷球（23）填充后不掉落。5.根据权利要求1所述的一种便于更换催化剂的甲醇制氢转化器，其特征在于：所述的弹性支撑件（22）包括安装在螺纹槽（21）上的连接部（24）、与连接部（24）一体连接用于支撑高温瓷球（23）的支撑部（25）。6.根据权利要求5所述的一种便于更换催化剂的甲醇制氢转化器，其特征在于：所述的支撑部（25）为具有弹性的圆锥螺旋结构，所述的支撑部（25）上的间隙应满足支撑高温瓷球（23）且不掉落。7.根据权利要求1所述的一种便于更换催化剂的甲醇制氢转化器，其特征在于：所述的反应室（12）上从上向下依次设置有进油口（15）、出油口（16）和排污口（17），所述的转化管（2）两端分别与进气室（11）和出气室（13）连通，所述的进气室（11）上设置有进气口（18）。8.根据权利要求7所述的一种便于更换催化剂的甲醇制氢转化器，其特征在于：所述的出气室（13）上设置有出气口（19）、卸料口（20）和检修人孔（3）, 所述的出气室（13）上还安装有与出气口（19）连接的过滤器（4）。9.根据权利要求1所述的一种便于更换催化剂的甲醇制氢转化器，其特征在于：采用旋转结构来代替快装结构，所述的旋转结构包括安装在转化管（2）一端的锥形筛网（31）、安装在锥形筛网（31）上的旋转柱（32）。10.根据权利要求9所述的一种便于更换催化剂的甲醇制氢转化器，其特征在于：所述的锥形筛网（31）上设有小孔（33）和锥形台（34），所述的锥形台（34）上设有通槽（35），所述的旋转柱（32）上设有穿过通槽（35）且与锥形台（34）相配合的凸块（36），所述的旋转柱（32）上还设有与锥形台（34）相配合的封堵环（37）。

技术总结
本发明公开了一种便于更换催化剂的甲醇制氢转化器，包括罐体，所述的罐体上依次设有进气室、反应室和出气室，所述的进气室、反应室和出气室之间设有管板，其特征还包括设置在管板上若干根排列的转化管和安装在转化管上便于快速更换催化剂的快装结构，所述的快装结构包括设置在转化管一端且与出气室连通的螺纹槽和安装在螺纹槽上的弹性支撑件以及安装在弹性支撑性上具有耐高温且与催化剂不反应的高温瓷球；通过快装结构的设置，采用弹性支撑件与颗粒体对转化管内的催化剂进行支撑，实现单根转化管催化剂快速更换，缩短更换时间、节省催化剂的损耗，提升维护效率；同时对转化管快速更换，使甲醇制氢转化器始终保持在最佳状态，提升了转化效率。提升了转化效率。提升了转化效率。


技术研发人员：贾凤安 何峰 罗清汕 饶征宙 程小华 俞委静
受保护的技术使用者：杭州普菲科空分设备有限公司
技术研发日：2023.09.02
技术公布日：2023/10/7