一种复合床层结构的变换炉的制作方法

本技术属于变换炉，具体涉及一种复合床层结构的变换炉。

背景技术：

1、在合成氨生产过程中，变换炉是关键的反应设备，用于将一氧化碳（co）转换为氢气（h2）和二氧化碳（co2）。传统的变换炉多采用轴向流向床层结构，其缺点是压降大，导致系统能耗高、运行负荷受限。此外，来自前工段气化炉的工艺气中常含有大量粉尘，这些粉尘直接进入变换炉后易堵塞催化剂床层，造成催化剂损坏和效率下降。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种复合床层结构的变换炉，以解决现有复合床层结构的变换炉压降大且容易因进入工艺气中含有的粉尘堵塞的问题。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

3、一种复合床层结构的变换炉，包括炉体、催化剂床层一、催化剂床层二和集气通道，所述催化剂床层一和催化剂床层二沿炉体的进气方向依次设置，所述催化剂床层一为轴向流向床层结构，所述催化剂床层二为轴径向流向床层结构，所述催化剂床层二与集气通道连通；

4、其中，所述催化剂床层一的催化剂填料的颗粒粒径大于催化剂床层二的催化剂填料的颗粒粒径，使得催化剂床层同时作为过滤进入炉体的气体中粉尘的过滤层。

5、在可能的实现方式中，所述催化剂床层二与炉体内壁之间间隔形成流通通道，所述流通通道内气体沿径向进入催化剂床层二中，所述催化剂床层一的气体进入方向与催化剂床层二的气体进入方向垂直。

6、在可能的实现方式中，所述催化剂床层一和催化剂床层二在炉体进气方向的两侧都设有耐火球层。

7、在可能的实现方式中，所述催化剂床层一和催化剂床层二之间还设有间隔通道层。

8、在可能的实现方式中，所述催化剂床层一和/或催化剂床层二包括从下至上依次设置的支撑板、下耐火球层、丝网一、催化剂填料、丝网二和上耐火球层。

9、在可能的实现方式中，所述炉体上部设有与内部腔体连通的人孔，所述人孔可开闭。

10、在可能的实现方式中，所述催化剂床层一的催化剂填料的堆密度为0.84～0.95kg/l，所述催化剂床层二的催化剂填料的堆密度为0.95～1.30 kg/l。

11、在可能的实现方式中，所述催化剂床层一和催化剂床层二之间设有支撑结构。

12、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

13、本实用新型的复合床层结构的变换炉，通过轴向和径向的催化剂床层的配合，优化了气流路径，使变换炉压降得到大幅度降低，并且通过将催化剂床层一和催化剂床层二采用不同粒径的催化剂填料颗粒，既能够进一步降低压降，也能够使催化剂床层一在能够起到催化作用的同时也作为过滤拦截工艺气中的粉尘，过滤后的工艺气能够均匀的进入催化剂床层二，实现低压降、高转化率的反应过程，同时也使得催化剂床层二得到保护，使用寿命显著延长。

14、而且，通过将催化剂床层一设置为从上至下依次层叠压持的结构，可便于在粉尘积累到一定程度时，只需要维护人员通过人孔进入炉内对催化剂床层一进行更换即可，避免了需要整炉更换催化剂的问题，解决了材料和维护成本高的问题。

1.一种复合床层结构的变换炉，其特征在于，包括炉体（1）、催化剂床层一（2）、催化剂床层二（4）和集气通道（6），所述催化剂床层一（2）和催化剂床层二（4）沿炉体（1）的进气方向依次设置，所述催化剂床层一（2）为轴向流向床层结构，所述催化剂床层二（4）为轴径向流向床层结构，所述催化剂床层二（4）与集气通道（6）连通；

2.如权利要求1所述的一种复合床层结构的变换炉，其特征在于，所述催化剂床层二（4）与炉体（1）内壁之间间隔形成流通通道（5），所述流通通道（5）内气体沿径向进入催化剂床层二（4）中，所述催化剂床层一（2）的气体进入方向与催化剂床层二（4）的气体进入方向垂直。

3.如权利要求1所述的一种复合床层结构的变换炉，其特征在于，所述催化剂床层一（2）和催化剂床层二（4）在炉体（1）进气方向上的两侧都设有耐火球层。

4.如权利要求1或3所述的一种复合床层结构的变换炉，其特征在于，所述催化剂床层一（2）和/或催化剂床层二（4）包括从下至上依次设置的支撑板（23）、下耐火球层（22）、丝网一（24）、催化剂填料（25）、丝网二（26）和上耐火球层（21）。

5.如权利要求4所述的一种复合床层结构的变换炉，其特征在于，所述炉体（1）上部设有与内部腔体连通的人孔，所述人孔可开闭。

6.如权利要求1所述的一种复合床层结构的变换炉，其特征在于，所述催化剂床层一（2）和催化剂床层二（4）之间还设有间隔通道层（3）。

7.如权利要求1所述的一种复合床层结构的变换炉，其特征在于，所述催化剂床层一（2）的催化剂填料（25）的堆密度为0.84～0.95 kg/l，所述催化剂床层二（4）的催化剂填料（25）的堆密度为0.95～1.30 kg/l。

8.如权利要求1所述的一种复合床层结构的变换炉，其特征在于，所述催化剂床层一（2）和催化剂床层二（4）之间设有支撑结构。