[发明专利]U型管转化炉

说明书

本发明公开了一种U型管转化炉，该U型管转化炉，包括：辐射段炉膛；燃烧器，燃烧器设置于辐射段炉膛顶部；烟气导流热烟道，烟气导流热烟道设置于辐射段炉膛底部；多路U型转化管，多路U型转化管并联设置于辐射段炉膛内部，每路U型转化管包括：进口转化管、出口转化管及柔性管，进口转化管及出口转化管通过柔性管连接，进口转化管及出口转化管垂直布置于辐射段炉膛内部，柔性管设置于辐射段炉膛底部；进口集合管，进口集合管设置于辐射段炉膛的上部，并且与每路U型转化管的进口转化管连通；出口集合管，出口集合管设置于辐射段炉膛的上部，并且与每路U型转化管的出口转化管连通。

技术领域

本发明涉及石油化工设备领域，具体地，涉及一种U型管转化炉。

背景技术

炼油化工装置中的制氢转化炉、CO转化炉、合成氨、甲醇转化炉等，辐射炉膛内设置多根转化管，转化管内填装催化剂，工艺介质在管内发生化学反应，每根转化管就是一个外热式反应器。以制氢装置为例，制氢转化炉是制氢装置中转化反应的反应器，属于装置的核心设备。辐射炉膛内的燃烧器直接辐射加热转化管，工艺介质通过炉管内的催化剂床层的同时进行转化反应。转化反应强吸热及高温等特点，因此转化炉的操作条件苛刻，其炉型结构，炉管材料，炉管系统支撑，炉管系统膨胀及补偿，燃烧供热，烟气流动及分配，耐火材料等各方面都必须精心设计。

目前典型转化炉的炉型按辐射室供热方式主要分为以下四类：

1)顶烧炉：燃烧器布置在辐射室顶部，火焰垂直向下，与转化管平行，对转化管进行双面辐射，烟气下行，从炉膛底部烟道离开辐射室，向炉膛端部的对流室方向流动，转化管为上进下出形式。

2)侧烧炉：燃烧器布置在辐射室的侧墙，火焰附墙燃烧，对转化管形成双面辐射，烟气上行，经过炉顶热烟道，向顶部或端侧的对流室流动，转化管为上进下出形式。

3)梯形炉：辐射室侧墙呈梯台形状，燃烧器火焰沿倾斜的炉墙平行燃烧，通过炉墙向转化管辐射传热，传热方式与侧烧炉类似，转化管为上进下出形式。

4)底烧炉：普通底烧炉多用于小型装置，燃烧器位于辐射室底部，烟气上行，转化管为上进下出形式。

上述典型的转化炉型，其管系设置均为：工艺介质进口集合管设置在炉顶，再通过尾管进入转化管内的催化剂床层进行转化反应，从转化管底部经尾管或经内部设有引导管的刚性短管进入出口集合管，出口集合管设置在炉底，进口集合管及出口集合管受力情况较为复杂，同时转化管均为直接支撑或悬吊，转化管热强度均匀性差，容易使炉管管壁局部高温；同时转化管受热膨胀方向向上，需要吸收的热膨胀位移较大及复杂程度较高，使转化炉使用寿命降低。

因此有必要研发一种能够延长转化炉使用寿命的U型管转化炉。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提出了一种U型管转化炉，能够延长转化炉使用寿命。

为了实现上述目的，本发明提出了一种U型管转化炉，包括：

辐射段炉膛；

燃烧器，所述燃烧器设置于所述辐射段炉膛顶部；

烟气导流热烟道，所述烟气导流热烟道设置于所述辐射段炉膛底部；

多路U型转化管，所述多路U型转化管并联设置于所述辐射段炉膛内部，每路所述U型转化管包括：进口转化管、出口转化管及柔性管，所述进口转化管及所述出口转化管通过所述柔性管连接，所述进口转化管及所述出口转化管垂直布置于辐射段炉膛内部，所述柔性管设置于所述辐射段炉膛底部；进口集合管，所述进口集合管设置于所述辐射段炉膛的上部，并且与每路U型转化管的进口转化管连通；出口集合管，所述出口集合管设置于所述辐射段炉膛的上部，并且与每路U型转化管的出口转化管连通；