[发明专利]一种高CO高变换率等温变换反应器

权利要求书

1. 一种高CO高变换率等温变换反应器，包括具有内腔的外壳（6），位于外壳（6）内腔上部的上管板（2）和下管板（4），位于外壳（6）内腔底部的三通（16）；所述外壳（6）的上下两端均具有封头，该外壳（6）的上封头与所述上管板（2）之间的腔体为水室，上管板（2）与下管板（4）之间的腔体为汽室；其特征是，所述水室通过水管与设在外壳（6）上方的汽包（1）连通，该汽包（1）通过管道与所述汽室连通；所述外壳（6）内腔中部设有上催化剂床（7），该外壳（6）内腔下部设有下催化剂床（13），所述上催化剂床（7）与壳体（6）内壁之间具有环隙，所述上催化剂床（7）与下催化剂床（13）之间设有支承封头（11），所述外壳（6）内腔设有中心管（8），该中心管（8）的上部位于上催化剂床（7）内，该中心管（8）的下部位于下催化剂床（13）内；所述底部三通具有未反应气入口、变换气出口和汽水混合物入口；所述上催化剂床（7）通过环隙与所述未反应气入口连通，所述下催化剂床（13）与所述变换气出口连通；所述中心管（8）内装有汽水混合物喷管（12），该汽水混合物喷管（12）与所述汽水混合物入口连通。

2. 根据权利要求1所述的高CO高变换率等温变换反应器，其特征是，所述上催化剂床（7）内设有多根竖向布置的水汽管（5,9）。

3. 根据权利要求2所述的高CO高变换率等温变换反应器，其特征是，所述水汽管（5,9）中的一部分水汽管为双套水汽管，该双套水汽管包括内管（17）和通过支撑（19）套装在内管（17）上的外管（18）；底部封闭的所述外管（18）的底端装有弹性元件（20），所述内管（17）的底部与所述外管（18）底部连通，该内管（17）的上端伸出所述外管（18）并与所述水室连通，该外管（18）的上端与所述汽室连通。

4. 根据权利要求2或3所述的高CO高变换率等温变换反应器，其特征是，所述水汽管（5,9）中的一部分水汽管为U形水汽管，该U形水汽管的左右两边管不等长，该U形水汽管的长边管与所述水室连通，该U形水汽管的短边管与所述汽室连通。

5. 根据权利要求1或2所述的高CO高变换率等温变换反应器，其特征是，所述上催化剂床（7）顶部设有装料管（3），该上催化剂床（7）的底部设有上卸料管（14）；所述下催化剂床（13）通过连通环孔与所述上催化剂床（7）连通，该下催化剂床（13）的底部设有下卸料管（15）。

6. 根据权利要求1或2所述的高CO高变换率等温变换反应器，其特征是，所述上催化剂床（7）的装填量占总装填量的48%-60%；所述下催化剂床（13）的装填量占总装填量的40%-52%。

7. 根据权利要求3所述的高CO高变换率等温变换反应器，其特征是，所述支撑（19）的外形呈B形，所述弹性元件（20）为弹簧。

8. 根据权利要求1或2所述的高CO高变换率等温变换反应器，其特征是，所述上催化剂床（7）的外壁、下催化床的外壁以及中心管（8）上均设有喇叭状通气小孔。

9. 一种利用权利要求1-8之一所述高CO高变换率等温变换反应器进行煤气变换的工艺，其特征是，包括如下步骤：

1）将含体积浓度为40%～75%的CO的煤气依次经过第一水分离器（E-41）、热交换器（E-42）、净化除毒器（E-43、E-44）之后，送入权利要求1-8之一所述高CO高变换率等温变换反应器（E-45）的未变换气入口；煤气进入净化除毒器（E-43、E-44）的温度为230℃～240℃，煤气进入等温变换反应器（E-45）的温度为255℃～265℃；

2）未变换气在等温变换反应器（E-45）内反应，上催化剂床（7）和下催化剂床（13）内的温度为260℃～275℃，反应完毕后，变换气中CO 的体积浓度为0.4% ～0.7%；

3）、变换气从变换气出口依次进入热交换器（E-42）、第一余热锅炉（E-46）、第二余热锅炉（E-47）、第二水分离器（E-48）、锅炉给水加热器（E-49）、冷却器（E-410）、第三水分离器（E-411）后送出界区；其中变换气进入热交换器（E-42）的温度为255～265℃，变换气进入第二水分离器（E-48）的温度为170℃~190℃，变换气进入冷却器（E-410）的温度为75℃～80℃，变换气进入第三水分离器（E-411）的温度为35℃～50℃。