CN102205945A - 复式除氧器 - Google Patents

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吴天月
葛来香
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Abstract

本发明提供一种能够避免催化剂床层出现飞温现象，导致催化剂损坏，甚至出现爆炸危险的复式除氧器。它包括壳体，在壳体内具有用于通过含氧氢气的管程和用于通过换热介质的壳程，管程和壳程互不相通，管程内设置有脱氧催化剂。

Description

复式除氧器
技术领域
本发明涉及一种复式除氧器，具体地说，是一种用于将氢气中较高比例的氧气去除，从而制备出高纯氢气的复式除氧器。
背景技术
在很多化工企业生产过程中，例如：生产合成氨，氯酸钠等，会排放出大量的高氧含量氢气(氢气中的氧含量在3-4％之间)，由于这种尾气中的氢氧比例处在爆炸极限的边缘，难以将氢气中的氧除掉，很多的化工企业为了安全起见，将这些尾气直接放空，这对环境造成一定的影响，而且也排放了大量利用价值极高的氢气。
现在一般以除氧器去除氢气中的氧气。除氧器的壳体内装有脱氧催化剂，以含氧氢气通过该壳体，在脱氧催化剂作用下，氢氧化学反应，从而去除氧气。由于氢氧化学反应会释放出大量的热量，催化剂床层会飞温现象，导致催化剂损坏，甚至出现爆炸危险，尤其是对于高氧含量的氢气进行除氧处理时。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够避免催化剂床层出现飞温现象，导致催化剂损坏，甚至出现爆炸危险的复式除氧器。
本发明的复式除氧器，包括壳体，在壳体内具有用于通过含氧氢气的管程和用于通过换热介质的壳程，管程和壳程互不相通，管程内设置有脱氧催化剂。
本发明的有益效果：使用时以含氧氢气通过管程，在脱氧催化剂作用下，氢氧化学反应，从而去除氧气。以换热介质(如水、空气等)通过壳程，吸收氢氧化学反应所释放的热量，有效避免催化剂床层的飞温现象，避免了催化剂损坏，防止出现爆炸的可能。本发明特别适合于高氧含量氢气中氧气的去除。
上述的复式除氧器，在壳体的上下端部分别密封连接有上法兰和下法兰；多根列管的上下端分别穿过上法兰和下法兰，并且各列管在周向与上法兰和下法兰均密封接触；各列管内部的空间即为管程，壳体内壁、上法兰、下法兰、列管外壁围成的空间即为壳程；列管内设置脱氧催化剂。在下法兰的下部设置有与各列管的下端相接触的、以防止脱氧催化剂漏掉的丝网。丝网下部设置有与其接触的筛板。在筛板下的壳体内设置有温度传感器。脱氧处理后的氢气经过温度传感器监控除氧器床层(催化剂床层)的温度，通过控制换热介质的流量保持除氧器床层的温度在合理范围内。
上述的复式除氧器，所述复式除氧器为两个以上，各复式除氧器的壳体依次串联。根据脱氧深度不同，可再配置一个或者数个复式除氧器。
上述的复式除氧器，在上法兰的上部设置有与壳体上端相连的进口封头，在下法兰的下部设置有与壳体下端相连的出口封头。
上述的复式除氧器，在壳程内设置有使得换热介质呈弯折形流动的折流板。折流板使得换热介质在壳程内呈折形流动，换热效果更好。
上述的复式除氧器，在壳体外部设置有保温层，以复式除氧器的高温对操作人员造成伤害。
本发明同时提供一种与上述复式除氧器结构类同的复式除氧器，包括壳体，在壳体内具有用于通过含氧氢气的壳程和用于通过换热介质的管程，管程和壳程互不相通，壳程内设置有脱氧催化剂。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
参见图1所述的复式除氧器，它包括两个复式除氧器单元20、30及原料气进口封头(气流分布器)1、产品气出口封头(气流分布器)10。
两个复式除氧器单元20、30结构相同，均包括壳体11、上法兰2、下法兰9、列管4、不锈钢丝网5、筛板6、热电偶(温度计)接管7、保温层8、折流板3等。复式除氧器单元20的壳体下端与复式除氧器单元30的壳体上端相连。
上法兰2、下法兰9的周边分别与靠近壳体的上下端部的壳体内壁密封连接，列管4上下端分别穿过上法兰和下法兰，并且各列管在周向与上法兰和下法兰均密封接触。壳体壁的下部具有换热介质入口13，换热介质出口12设置在与换热介质入口13相对的另一侧壳体壁的上部。在下法兰的下部设置有与各列管的下端相接触的、以防止脱氧催化剂漏掉的丝网6。丝网6下部设置有与其接触的筛板5。在筛板下的壳体内设置有热电偶(温度计)接管7。
壳体内壁、上法兰、下法兰、列管外壁围成的空间即为壳程，在壳程内设置有多个折流板3，相邻两个折流板与壳体内壁之间的间隙分别在壳体的两侧，这样即使得从换热介质入口13流入的换热介质沿着折形流动，最后从换热介质出口12流出。
原料气进口封头(气流分布器)1与复式除氧器单元20的上法兰2之间的空间、复式除氧器单元20的下法兰与复式除氧器单元30的上法兰之间的空间、复式除氧器单元30的下法兰与产品气出口封头(气流分布器)10之间的空间、列管4的内部形成了管程。列管4内部设置有脱氧催化剂。
原料气(高氧含量的氢气)从原料气进口封头1进入复式除氧器单元20的管程，高氧含量的氢气进入除氧器发生剧烈的催化反应，释放出大量的热量，这时通过外置配套的换热介质不断的将复式除氧器床层内的热量排出除氧器。为了保证换热效果，换热装置内设置几道折流板3，经过脱氧处理后的氢气经过热电偶接管7监控复式除氧器床层的温度，通过控制换热介质的流量保持复式除氧器床层的温度在合理范围内。根据脱氧深度不同，可再配置一个或者数个复式除氧器单元。再经产品气出口封头10输出符合要求的氢气，整个复式除氧器需制作保温层8，以免复式除氧器的高温对操作人员造成伤害。
本发明的复式除氧器是对高氧含量氢气进行除氧，得到氧含量较低的安全氢气。它是以高氧含量的氢气为原料，通过特殊结构设计的复式除氧器进行除氧，配合必要的辅助降温及冷却系统，可以有效的控制复式除氧器的反应床层温度，避免飞温现象及爆炸危险，最终得到氧含量较低的安全氢气。本发明有效解决氢氧化学反应所释放的热量问题，以避免催化剂床层飞温现象，导致催化剂损坏，甚至出现爆炸危险。本发明的优点：
1.采用了复式出氧器，提高了爆炸极限范围的氢氧混合气脱氧的安全性，从而减轻了对环境的破坏，提高经济效益。
2.能够有效的控制复式除氧器的催化剂床层温度，可延长催化剂的使用寿命，降低运行和使用成本。
3.本装置具有安全可靠，投资低，无污染以及运行稳定。

Claims (10)

1.复式除氧器，包括壳体，其特征是：在壳体内具有用于通过含氧氢气的管程和用于通过换热介质的壳程，管程和壳程互不相通，管程内设置有脱氧催化剂。
2.如权利要求1所述的复式除氧器，其特征是：在壳体的上下端部分别密封连接有上法兰和下法兰；多根列管的上下端分别穿过上法兰和下法兰，并且各列管在周向与上法兰和下法兰均密封接触；各列管内部的空间即为管程，壳体内壁、上法兰、下法兰、列管外壁围成的空间即为壳程；列管内设置脱氧催化剂。
3.如权利要求2所述的复式除氧器，其特征是：在下法兰的下部设置有与各列管的下端相接触的、以防止脱氧催化剂漏掉的丝网。
4.如权利要求3所述的复式除氧器，其特征是：丝网下部设置有与其接触的筛板。
5.如权利要求4所述的复式除氧器，其特征是：在筛板下的壳体内设置有温度传感器。
6.如权利要求5所述的复式除氧器，其特征是：所述复式除氧器为两个以上，各复式除氧器的壳体依次串联。
7.如权利要求2所述的复式除氧器，其特征是：在上法兰的上部设置有与壳体上端相连的进口封头，在下法兰的下部设置有与壳体下端相连的出口封头。
8.如权利要求1所述的复式除氧器，其特征是：在壳程内设置有使得换热介质呈弯折形流动的折流板。
9.如权利要求1所述的复式除氧器，其特征是：在壳体外部设置有保温层。
10.复式除氧器，包括壳体，其特征是：在壳体内具有用于通过含氧氢气的壳程和用于通过换热介质的管程，管程和壳程互不相通，壳程内设置有脱氧催化剂。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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