一種甲醛氧化反應(yīng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于甲醛生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種甲醛氧化反應(yīng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的甲醛生產(chǎn)以精甲醇為原料，采用浮石銀法生產(chǎn)工藝。98 %的精甲醇在甲醇蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)，然后與一定比例的空氣混合，并加入配料蒸汽，經(jīng)過(guò)加熱器加熱到100°c?130°C，再經(jīng)過(guò)濾器、阻火器后進(jìn)入甲醛氧化反應(yīng)器。在反應(yīng)器內(nèi)，甲醇、空氣、水蒸汽三元?dú)怏w被電爐點(diǎn)火升溫后，在銀催化劑作用下，甲醇發(fā)生氧化和脫氫反應(yīng)生成高溫甲醛氣體，再將高溫甲醛氣體冷卻到100°c以下，經(jīng)吸收塔吸收，得到37 %的甲醛溶液。
[0003]目前使用的甲醇氧化反應(yīng)器為三段式氧化反應(yīng)器，即由三部分組成，上段為氧化段，甲醇、空氣、水蒸汽三元混合氣體在進(jìn)入被電爐點(diǎn)火加熱的催化劑層時(shí)發(fā)生甲醇氧化反應(yīng)并放出熱量，進(jìn)而發(fā)生甲醇脫氫反應(yīng)，生成甲醛氣體；中段為余熱回收段，回收從氧化段來(lái)的高溫甲醛氣體走管程，水和水蒸汽走殼程，利用高溫?zé)崮苌a(chǎn)低壓蒸汽;下段為氣體冷卻段，從余熱回收段來(lái)的甲醛氣體走管程，冷卻水走殼程，逆向換熱后，將甲醛冷卻至Ijl00°c以下。
[0004]這種三段式結(jié)構(gòu)的甲醛氧化反應(yīng)器的缺點(diǎn):工作條件惡化，使余熱回收段高溫側(cè)部位管板，管板與換熱管的連接處在高溫(600°C?730°C)下，既要承受壓力，又要受到高溫、高速氣體的沖擊和磨蝕，管子與管板連接處極易損壞，導(dǎo)致設(shè)備使用壽命非常短，并且由于管板均焊接在氧化反應(yīng)器內(nèi)壁上，無(wú)法拆卸，更換維修成本大。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、拆卸方便、使用壽命長(zhǎng)的甲醛氧化反應(yīng)裝置。
[0006]本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]—種甲醛氧化反應(yīng)裝置，包括設(shè)置在罐體上的氧化筒，所述的氧化筒底部設(shè)有上管板，所述的罐體內(nèi)設(shè)有下管板，所述的上管板上焊接有換熱管，所述的換熱管位于上管板下方，其底端穿過(guò)下管板并向下延伸；
[0008]所述的上管板和下管板兩端通過(guò)螺栓分別固定在氧化筒和罐體內(nèi)壁上，所述的上管板與氧化筒內(nèi)壁之間、下管板與罐體內(nèi)壁之間均設(shè)有密封圈；
[0009]所述的換熱管為螺旋管。
[0010]進(jìn)一步地，所述的氧化筒內(nèi)壁上設(shè)有絕熱層。
[0011]進(jìn)一步地，所述的上管板上表面設(shè)有隔熱層。
[0012]進(jìn)一步地，所述的上管板上設(shè)有催化劑。
[0013]再進(jìn)一步地，所述的催化劑通過(guò)催化劑托板連接在上管板上表面。
[0014]更進(jìn)一步地，所述的催化劑上方設(shè)有電加熱器。
[0015]進(jìn)一步地，所述的罐體內(nèi)還設(shè)有過(guò)濾板，所述的過(guò)濾板與換熱管底端連接。
[0016]再進(jìn)一步地，所述的過(guò)濾板下方設(shè)有導(dǎo)流板，所述的導(dǎo)流板延伸到下方甲醛出口。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型的上、下管板采用螺栓固定，可拆卸，便于換熱管的維修更換;上、下管板與本裝置內(nèi)壁之間采用聚四氟乙烯密封圈密封，使上管板在高溫下有充分的伸長(zhǎng)空間，克服了高溫差造成的應(yīng)力開(kāi)裂現(xiàn)象，大大提高了本裝置的使用壽命;同時(shí)在管板熱端面覆蓋隔熱層，有效地降低了管板兩側(cè)的溫差，提高了本裝置的使用壽命;換熱管采用螺旋管，使急冷室內(nèi)熱量分布均勻，避免急冷室因受熱過(guò)于集中而出現(xiàn)應(yīng)力開(kāi)裂。
【附圖說(shuō)明】
[0018]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0019]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是圖1的局部放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1、圖2所示，一種甲醛氧化反應(yīng)裝置，包括設(shè)置在罐體I上的氧化筒2，氧化筒2底部設(shè)有上管板33，罐體I內(nèi)由上至下依次設(shè)有下管板43和過(guò)濾板53，上管板33與下管板43之間形成急冷室，下管板43與過(guò)濾板53之間形成冷卻室，過(guò)濾板53下方形成收集室。
[0022]氧化筒2上方設(shè)有頂蓋3，頂蓋3頂端設(shè)有觀察口11，氧化筒2側(cè)壁上設(shè)有四元混合氣體進(jìn)口 21，急冷室側(cè)壁上設(shè)有入水口 31和蒸汽出口 32，冷卻室側(cè)壁上設(shè)有冷卻水進(jìn)口 41和冷卻水出口42，收集室側(cè)壁上設(shè)有甲醛出口 51，底端設(shè)有排污口 52。
[0023]氧化筒2內(nèi)壁上設(shè)有絕熱層22，對(duì)氧化筒2的內(nèi)壁進(jìn)行絕熱保護(hù)，即使在寒冷的冬季，四元混合氣體也不會(huì)在氧化筒2中冷凝。氧化筒2外壁采用汽液冷卻，避免氧化筒2在高溫下出現(xiàn)強(qiáng)度、塑性及抗氧化性顯著下降的情況，因此大大降低了氧化筒2材料的報(bào)廢率，從而大大提高了本裝置的使用壽命。
[0024]上管板33兩端通過(guò)螺栓36固定在氧化筒2側(cè)壁上，上管板33與氧化筒2側(cè)壁之間采用密封圈35密封，密封圈35采用耐高溫、耐腐蝕、有彈性的聚四氟乙烯材料制成，螺栓36穿過(guò)氧化筒2側(cè)壁和密封圈35固定上管板33;下管板43兩端通過(guò)螺栓36固定在罐體I側(cè)壁上，下管板43與罐體I側(cè)壁之間采用密封圈35密封，螺栓36穿過(guò)罐體I側(cè)壁和密封圈35固定下管板43;上管板33和下管板43均可拆卸，便于維修更換，同時(shí)使上管板33在高溫下有充分的伸長(zhǎng)空間，克服了高溫差造成的應(yīng)力開(kāi)裂現(xiàn)象，大大提高了本裝置的使用壽命。
[0025]上管板33上表面設(shè)有隔熱層25，有效地降低了管板33兩側(cè)的溫差，同樣提高了本裝置的使用壽命。
[0026]上管板33上設(shè)有催化劑23，催化劑23采用海綿銀催化劑，其活性表面積大，催化活性好，而且具有很高的耐熱性，不會(huì)發(fā)生受熱粘結(jié)。催化劑23通過(guò)催化劑托板24直接連接在上管板33上，使反應(yīng)后的氣體得以迅速進(jìn)入急冷室3冷卻，極大地減少副反應(yīng)的發(fā)生。催化劑23上方設(shè)有不銹鋼網(wǎng)26和電加熱器27，能夠?qū)⑼ㄈ氲乃脑旌蠚怏w進(jìn)一步升溫，使其迅速達(dá)到反應(yīng)所需溫度，遇到催化劑23立刻就能發(fā)生反應(yīng)，縮短了氧化筒2的升溫時(shí)間，節(jié)省了反應(yīng)時(shí)間、提尚了反應(yīng)速度。
[0027]上管板33上焊接有換熱管34，換熱管34頂端貫穿上管板33且與上管板33上表面平齊，其底端穿過(guò)下管板43與過(guò)濾板53上表面連接，換熱管34與上管板33焊接處設(shè)有保護(hù)套管，套管保護(hù)換熱管34與上管板33的焊接接頭及焊接熱影響區(qū)不受高速氣體的沖擊和磨蝕。換熱管34采用螺旋管，可增大熱交換面積，使氧化反應(yīng)的熱量相對(duì)均勻散步在整個(gè)急冷室內(nèi)，避免急冷室因受熱過(guò)于集中而出現(xiàn)應(yīng)力開(kāi)裂。
[0028]過(guò)濾板53可防止雜質(zhì)影響后續(xù)反應(yīng)，提高甲醛濃度。過(guò)濾板53下方設(shè)有圓弧形導(dǎo)流板54，導(dǎo)流板54延伸到下方甲醛出口 51，提高甲醛的輸出率，防止殘留甲醛發(fā)生聚合反應(yīng)。
[0029]本實(shí)用新型工作時(shí)，氧化筒內(nèi)，甲醇蒸汽、空氣、水蒸汽以及甲醛尾氣四元混合氣體在進(jìn)入被電加熱器加熱的催化劑層時(shí)發(fā)生甲醇氧化反應(yīng)并放出熱量，進(jìn)而發(fā)生甲醇脫氫反應(yīng)，生成甲醛氣體;急冷室內(nèi)，從氧化筒內(nèi)來(lái)的高溫甲醛氣體走管程，水和水蒸汽走殼程，利用高溫?zé)崮苌a(chǎn)低壓蒸汽;冷卻室內(nèi)，從急冷室內(nèi)來(lái)的甲醛氣體走管程，冷卻水走殼程，逆向換熱后，將甲醛冷卻到100°C以下。
[0030]本實(shí)用新型的上、下管板采用螺栓固定，可拆卸，便于換熱管的維修更換;上、下管板與本裝置內(nèi)壁之間采用聚四氟乙烯密封圈密封，使上管板在高溫下有充分的伸長(zhǎng)空間，克服了高溫差造成的應(yīng)力開(kāi)裂現(xiàn)象，大大提高了本裝置的使用壽命；同時(shí)在管板熱端面覆蓋隔熱層，有效地降低了管板兩側(cè)的溫差，提高了本裝置的使用壽命;換熱管采用螺旋管，使急冷室內(nèi)熱量分布均勻，避免急冷室因受熱過(guò)于集中而出現(xiàn)應(yīng)力開(kāi)裂。
[0031]以上內(nèi)容僅僅是對(duì)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)所作的舉例和說(shuō)明，所屬本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種甲醛氧化反應(yīng)裝置，包括設(shè)置在罐體(I)上的氧化筒(2)，所述的氧化筒(2)底部設(shè)有上管板(33)，所述的罐體(I)內(nèi)設(shè)有下管板(43)，所述的上管板(33)上焊接有換熱管(34)，所述的換熱管(34)位于上管板(33)下方，其底端穿過(guò)下管板(43)并向下延伸，其特征在于: 所述的上管板(33)和下管板(43)兩端通過(guò)螺栓(36)分別固定在氧化筒(2)和罐體(I)內(nèi)壁上，所述的上管板(33)與氧化筒(2)內(nèi)壁之間、下管板(43)與罐體(I)內(nèi)壁之間均設(shè)有密封圈(35); 所述的換熱管(34)為螺旋管。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醛氧化反應(yīng)裝置，其特征在于:所述的氧化筒(2)內(nèi)壁上設(shè)有絕熱層(22)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醛氧化反應(yīng)裝置，其特征在于:所述的上管板(33)上表面設(shè)有隔熱層(25)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醛氧化反應(yīng)裝置，其特征在于:所述的上管板(33)上設(shè)有催化劑(23)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種甲醛氧化反應(yīng)裝置，其特征在于:所述的催化劑(23)通過(guò)催化劑托板(24)連接在上管板(33)上表面。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種甲醛氧化反應(yīng)裝置，其特征在于:所述的催化劑(23)上方設(shè)有電加熱器(27)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醛氧化反應(yīng)裝置，其特征在于:所述的罐體(I)內(nèi)還設(shè)有過(guò)濾板(53)，所述的過(guò)濾板(53)與換熱管(34)底端連接。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種甲醛氧化反應(yīng)裝置，其特征在于:所述的過(guò)濾板(53)下方設(shè)有導(dǎo)流板(54)，所述的導(dǎo)流板(54)延伸到下方甲醛出口(51)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種甲醛氧化反應(yīng)裝置，包括設(shè)置在罐體上的氧化筒，氧化筒底部設(shè)有上管板，罐體內(nèi)設(shè)有下管板，上管板上焊接有換熱管，換熱管位于上管板下方，其底端穿過(guò)下管板向下延伸；上管板和下管板兩端通過(guò)螺栓分別固定在氧化筒和罐體內(nèi)壁上，上管板與氧化筒內(nèi)壁之間、下管板與罐體內(nèi)壁之間均設(shè)有密封圈；換熱管為螺旋管。本實(shí)用新型的上、下管板采用螺栓固定，可拆卸，便于換熱管的維修更換；上、下管板與氧化器內(nèi)壁之間采用聚四氟乙烯密封圈密封，克服了高溫差造成的應(yīng)力開(kāi)裂現(xiàn)象，大大提高了本裝置的使用壽命；換熱管采用螺旋管，使熱量分布均勻，避免急冷室因受熱過(guò)于集中而出現(xiàn)應(yīng)力開(kāi)裂。
【IPC分類】C07C47/052, B01J8/02, C07C45/38
【公開(kāi)號(hào)】CN205216808
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520921403
【發(fā)明人】余海華, 江濤, 張立剛, 張磊
【申請(qǐng)人】安徽弘源化工科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年11月17日