CN104147799A - 一种甲醇蒸发装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种甲醇蒸发装置，所述蒸发装置包括用于盛装甲醇原料的塔釜段，以及依次设在塔釜段上方的蒸发换热段、除沫段和过热段，所述塔釜段设有空气进口、甲醇进口和甲醇循环出口；所述蒸发换热段包括热交换器和喷淋装置，热交换器的壳程与塔釜段的气流通道连通，管程流通有换热介质，所述喷淋装置设在热交换器的上方，并通过液泵与塔釜段的甲醇循环出口连接形成循环；所述除沫段和过热段依次设在蒸发换热段的上方，过热段的顶部设置有气体出口。使用本发明的甲醇蒸发装置能有效的降低甲醛装置的蒸汽、循环水耗能和耗能。
Description
技术领域
本发明属于化工生产工艺及设备技术领域，主要涉及制备甲醛用的甲醇蒸发器。
背景技术
目前，银法甲醛生产主要分为二个单元操作，即氧化反应单元、吸收单元、氧化反应单元分别由四个装置完成，即甲醇蒸发、三元气加热，三元气过滤，氧化器反应。甲醇蒸发作为甲醛装置相对较大的耗能装置；目前主要由两种蒸发方式第一种为升膜蒸发器利用蒸汽直接作为甲醇蒸发的热源，甲醇蒸发温度控制在60~80℃，该蒸发方式主要是蒸汽耗能比较大，目前国内新装置基本不采用本蒸发方式，第二种蒸发方式为空气在甲醇溶液内鼓泡蒸发，并且利用外部板式换热器或者内部较大面积的列管式换热器 换热蒸发，该蒸发温度控制蒸发温度为40~50℃，能有效利用银法甲醛吸收单元吸收需要移出的热量，从而既节约了蒸汽又节约了吸收单元的循环水，但是该装置空气风机需要克服鼓泡液位高度的压力降，因此风机动力消耗比较大，而且外部加热的方式需要大量甲醇循环，要求较大功率的循环泵。
发明内容
为了解决上述第一种蒸发方式的大量蒸汽消耗，第二种蒸发方式风机及甲醇循环泵较大的动力消耗，本发明提供了一种甲醇蒸发装置，使用本发明的甲醇蒸发装置能有效的降低甲醛装置的蒸汽、循环水耗能和耗能。
技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种甲醇蒸发装置，所述蒸发装置包括用于盛装甲醇原料的塔釜段，以及依次设在塔釜段上方的蒸发换热段、除沫段和过热段，所述塔釜段设有空气进口、甲醇进口和甲醇循环出口；所述蒸发换热段包括热交换器和喷淋装置，热交换器的壳程与塔釜段的气流通道连通，管程流通有换热介质，所述喷淋装置设在热交换器的上方，并通过液泵与塔釜段的甲醇循环出口连接形成循环；所述除沫段和过热段依次设在蒸发换热段的上方，过热段的顶部设置有气体出口。
进一步改进，所述蒸发换热段通过法兰与塔釜段连接，从而可以方便更换蒸发换热段或进行检修，同时还可以直接焊接。
所述塔釜段的空气进口连接有空气分布器（此处请描述该空气分布器的结构）。
所述热交换器采用翅片式换热器，从而可以增大换热面积，提高换热效率。
所述喷淋装置采用列管式分布器或雾化喷嘴。
所述除沫器采用蜂窝状填料或不锈钢丝网填料。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：换热段设置在装置内，无需大量的甲醇循环，并通过喷雾装置进行循环喷雾传质传热，即可满足正常所需热能，从而降低了甲醇循环泵的电耗和热消耗；并且过热段采用甲醛装置吸收单元的循环甲醛溶液，对甲醛装置进行了热集成，从而大大提高了甲醛装置的能量有效利用率，进一步节能降耗；另外将气体改走壳程，提高了传热效率。
1、利用甲醛吸收单元需要移出热量的甲醛溶液，也可以作为冷却设备给其他工艺装置或者单元使用，充分降低了装置区的能耗，即公用工程耗量，即第一种甲醇蒸发的蒸汽消耗和吸收单元的循环水消耗。本装置并不局限于甲醛装置的热集成，如果与其他装置联产，并进行有效的热集成，还有一定的节能降耗空间。
附图说明
图1为本发明所述甲醇蒸发装置的结构示意图。
其中，塔釜段1、空气进口2、热交换器3、甲醇循环出口4a、喷淋装置4b、除沫器5、过热段6、气体出口7、甲醇进口8。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1所示，一种甲醇蒸发装置，本装置的底部为塔釜段，空气分布管内插入塔釜段的本体内，空气由分布管进入该装置并均匀分布。蒸发换热段为普通的换热段，可采用设备法兰与1进行连接，也可直接焊接，蒸发换热段可用各种换热器，为了增加传热效率也可使用翅片式换热装置，即空气走壳程，换热介质走管程，换热管采用翅片管。在换热器的上方 为甲醇高效喷雾段，该处既可以采用列管式分布喷淋器，也可以采用高效雾化喷嘴，该雾化喷嘴通过液泵与塔釜段的甲醇循环出口连通并形成循环。在此之上设置高效除沫器，可以为液体挡板，为了增加除沫效果也可以采用蜂窝状填料、或者不锈钢丝网填料；再往上则是过热段，连接方式及构造与蒸发换热段中的热交换器相同。
空气由空气分布管进入装置，依次经过蒸发换热段、高效除沫器和过热段，并由顶部的混合气体出口出去后进入下一道工序。甲醇则由甲醇进口进入该装置，甲醇进入该装置经过一套完善的液位控制系统（调节阀控制或者浮球阀控制液位），在本装置液位建立后，甲醇由甲醇循环出口经由循环泵抽出后送入喷淋装置进行喷淋，使得甲醇在蒸发段内既进行传热，又进行高效的传质过程，使得甲醇由液相扩散到空气中。在高效除沫器内，脱除液体雾膜状甲醇。
本装置中，过热段和蒸发换热段中热交换器的结构相同。混合气体从塔釜段进入蒸发换热段，走壳程进入热交换器中。既可以采用甲醛装置吸收塔本身甲醛溶液作为加热介质，也可作为化工装置或者单元需要冷却的介质，只要保证冷却介质温度在50℃以上。
将本装置通过实际生产经验和计算，以一套五万吨甲醇装置为例，甲醇蒸发需要耗能800~1200kW热量，需要消耗蒸汽大概1.3~2.1t蒸汽，从而有效节约蒸汽消耗。而上述我国甲醇蒸发第二种方式，甲醇循环量一般在100~150m3/h，而本装置甲醇循环量仅为5~40 m3/h，采用10~15m 扬程的泵，电耗有效降低了3~5kW。而且本装置可以采用高效换热段，如果采用翅片管，能有效降低面积80%,从而可以降低设备投资成本。
Claims (6)
1.一种甲醇蒸发装置，其特征在于：所述蒸发装置包括用于盛装甲醇原料的塔釜段，以及依次设在塔釜段上方的蒸发换热段、除沫段和过热段，所述塔釜段设有空气进口、甲醇进口和甲醇循环出口；所述蒸发换热段包括热交换器和喷淋装置，热交换器的壳程与塔釜段的气流通道连通，管程流通有换热介质，所述喷淋装置设在热交换器的上方，并通过液泵与塔釜段的甲醇循环出口连接形成循环；所述除沫段和过热段依次设在蒸发换热段的上方，过热段的顶部设置有气体出口。
2.根据权利要求1所述甲醇蒸发装置，其特征在于：所述蒸发换热段通过法兰与塔釜段连接。
3.根据权利要求2所述甲醇蒸发装置，其特征在于：所述塔釜段的空气进口连接有空气分布器（此处请描述该空气分布器的结构）。
4.根据权利要求2所述甲醇蒸发装置，其特征在于：所述热交换器采用翅片式换热器。
5.根据权利要求2所述甲醇蒸发装置，其特征在于：所述喷淋装置采用列管式分布器或雾化喷嘴。
6.根据权利要求5所述甲醇蒸发装置，其特征在于：所述除沫器采用蜂窝状填料或不锈钢丝网填料。
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| CN201410425674.6A CN104147799A (zh) | 2014-08-27 | 2014-08-27 | 一种甲醇蒸发装置 |
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