CN201978728U - 甲醛氧化反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的是提供一种能够延长使用寿命的甲醛氧化反应器，包括氧化反应段、余热回收段和气体冷却段，所述的氧化反应段包括点火装置、浮石银触媒、氧化筒、外壳、与所述氧化筒相连的换热管、与所述换热管和氧化筒相连的管板和位于所述外壳上的升气管出口，其中，所述氧化筒内壁上设有绝热层。本实用新型甲醛氧化反应器，在氧化筒内壁加装硅酸铝耐火纤维层进行绝热保护，筒体外壁采用汽液冷却，避免氧化筒材料奥氏体不锈钢在高温下出现强度、塑性及抗氧化性显著下降的情况，因此大大降低了氧化筒材料的报废率，从而大大提高了甲醛氧化反应器的使用寿命。

Description

甲醛氧化反应器

技术领域

本实用新型涉及一种氧化反应器，尤其是一种甲醛氧化反应器。

背景技术

现有的甲醛生产以精甲醇为原料，采用浮石银法生产工艺。98％的精甲醇在甲醇蒸发器内蒸发，然后与一定比例的空气混合，并加入配料蒸汽，经过加热器加热到100℃～130℃，再经过滤器、阻火器后进入甲醛氧化反应器。在反应器内，甲醇、空气、水蒸汽三元气体被电炉点火升温后，在银催化剂作用下，甲醇发生氧化和脱氢反应生成高温甲醛气体，再将高温甲醛气体冷却到100℃以下，经吸收塔吸收，得到37％的甲醛溶液。

目前使用的甲醇氧化反应器为三段式氧化反应器，即由三部分组成，上段为氧化段，甲醇、空气、水蒸汽三元混合气体在进入被电炉点火加热的催化剂层时发生甲醇氧化反应并放出热量，进而发生甲醇脱氢反应，生成甲醛气体；中段为余热回收段，回收从氧化段来的高温甲醛气体走管程，水和水蒸汽走壳程，利用高温热能生产低压蒸汽；下段为气体冷却段，从余热回收段来的甲醛气体走管程，冷却水走壳程，逆向换热后，将甲醛冷却到100℃以下。

这种三段式结构的甲醛氧化反应器的缺点：工作条件恶化，使余热回收段高温侧部位管板，管板与换热管的连接处在高温(600℃～730℃)下，既要承受压力，又要受到高温、高速气体的冲击和磨蚀，管子与管板连接处极易损坏，加之奥氏体不锈钢在使用温度高于525℃时材料的强度、塑性及抗氧化性显著下降，造成损坏处无法修复，导致设备使用寿命非常短。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够延长使用寿命的甲醛氧化反应器。

实现本实用新型目的的甲醛氧化反应器，包括氧化反应段、余热回收段和气体冷却段，所述的氧化反应段包括点火装置、浮石银触媒、氧化筒、外壳、与所述氧化筒相连的换热管、与所述换热管和氧化筒相连的管板和位于所述外壳上的升气管出口，其中，所述氧化筒内壁设有氧化筒绝热层。

所述氧化筒绝热层为硅酸铝耐火纤维层。

所述管板上表面设有管板绝热层。

所述管板绝热层为硅酸铝耐火纤维层。

所述管板为挠性管板。

所述换热管上端设有保护套管。

所述外壳上端在所述氧化筒相应位置处的直径大于所述外壳下端的直径。

所述升气管出口位于所述外壳的最高点处。

本实用新型的甲醛氧化反应器具有如下优点：

(1)本实用新型甲醛氧化反应器，在氧化筒内壁加装硅酸铝耐火纤维层进行绝热保护，筒体外壁采用汽液冷却，避免氧化筒材料奥氏体不锈钢在高温下出现强度、塑性及抗氧化性显著下降的情况，因此大大降低了氧化筒材料的报废率，从而大大提高了甲醛氧化反应器的使用寿命。

(2)本实用新型甲醛氧化反应器，在管板热端面也覆盖硅酸铝耐火纤维层绝热层，有效地降低了管板两侧的温差，同样提高了甲醛氧化反应器的使用寿命。

(3)本实用新型的甲醛氧化反应器，使用的管板采用特殊形式的挠性管板，此管板比固定平管板薄，管板内外壁温差小，在同样操作条件下，内外壁膨胀差就小，产生的温差应力小，有补偿热应力引起的变形能力，能适应管内管间物料温差较大的操作；并且挠性管板因有折边圆弧，也减小了管板边缘的应力集中，因此大大增加了管板的稳定性和耐用性，从而提高了甲醛氧化反应器的耐用性。

(4)本实用新型的甲醛氧化反应器，在换热管热端加装保护套管，保护换热管与管板的焊接接头及焊接热影响区不受高速气体的冲击和磨蚀。

(5)本实用新型的甲醛氧化反应器，在外壳在氧化筒相应位置处的直径增大，以便加大壳程直径，保证氧化筒的边缘与壳体间有足够的环隙，使汽水混合物流动畅通。

(6)本实用新型的甲醛氧化反应器，将升气管出口开在外壳的最高点处，使管板下面壳程内无死气层存在，避免出现局部过热现象，造成高温端管板与换热管间的泄漏。

附图说明

图1为本实用新型甲醛氧化反应器的结构示意图。

图2为本图1的局部放大示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的甲醛氧化反应器，包括氧化反应段21、余热回收段22和气体冷却段23，甲醛氧化反应器上设有甲醇物料进口a，甲醛出口b，入水口c，蒸汽出口d，冷却水进口e，冷却水出口f，热电偶口g，观察口h，电炉接口j，排污口m。

本实用新型的甲醛氧化反应器，上段为氧化反应段21，甲醇、空气、水蒸汽三元混合气体在进入被电炉点火加热的催化剂层时发生甲醇氧化反应并放出热量，进而发生甲醇脱氢反应，生成甲醛气体；中段为余热回收段22，回收从氧化段来的高温甲醛气体走管程，水和水蒸汽走壳程，利用高温热能生产低压蒸汽；下段为气体冷却段23，从余热回收段来的甲醛气体走管程，冷却水走壳程，逆向换热后，将甲醛冷却到100℃以下。

如图2所示，本实用新型的甲醛氧化反应器中，所述的氧化反应段21包括点火装置8、浮石银触媒7、氧化筒9、外壳12、与所述氧化筒9相连的换热管1、与所述换热管1和氧化筒9相连的管板3和位于所述外壳12上的升气管出口13，还包括保护板5、触媒托板6、外壳12的封盖10和升气管11。

所述氧化筒9内壁上设有硅酸铝耐火纤维绝热层4。对氧化筒9的内壁进行绝热保护，氧化筒9外壁采用汽液冷却，避免氧化筒9材料奥氏体不锈钢在高温下出现强度、塑性及抗氧化性显著下降的情况，因此大大降低了氧化筒9材料的报废率，从而大大提高了甲醛氧化反应器的使用寿命。

所述管板3上表面设有硅酸铝耐火纤维绝热层14。有效地降低了管板3两侧的温差，同样提高了甲醛氧化反应器的使用寿命。

所述管板3为挠性管板。此管板3比固定平管板薄，管板3内外壁温差小，在同样操作条件下，内外壁膨胀差就小，产生的温差应力小，有补偿热应力引起的变形能力，能适应管内管间物料温差较大的操作；并且挠性管板3因有折边圆弧，也减小了管板边缘的应力集中，因此大大增加了管板3的稳定性和耐用性，从而提高了甲醛氧化反应器的耐用性。

所述换热管1上端设有保护套管2。保护换热管1与管板3的焊接接头及焊接热影响区不受高速气体的冲击和磨蚀。

所述外壳12在所述氧化筒9相应位置处的直径增大。以便加大壳程直径，保证氧化筒9的边缘与壳体12间有足够的环隙，使汽水混合物流动畅通。

所述升气管出口13位于所述外壳12的最高点处。使管板3下面壳程内无死气层存在，避免出现局部过热现象，造成高温端管板3与换热管1间的泄漏。

Claims (8)

1.一种甲醛氧化反应器，包括氧化反应段、余热回收段和气体冷却段，其特征在于：所述的氧化反应段包括点火装置、浮石银触媒、氧化筒、外壳、与所述氧化筒相连的换热管、与所述换热管和氧化筒相连的管板和位于所述外壳上的升气管出口，所述氧化筒内壁设有氧化筒绝热层。

2.根据权利要求1所述的甲醛氧化反应器，其特征在于：所述氧化筒绝热层为硅酸铝耐火纤维层。

3.根据权利要求1所述的甲醛氧化反应器，其特征在于：所述管板上表面设有管板绝热层。

4.根据权利要求3所述的甲醛氧化反应器，其特征在于：所述管板绝热层为硅酸铝耐火纤维层。

5.根据权利要求1～4任一所述的甲醛氧化反应器，其特征在于：所述管板为挠性管板。

6.根据权利要求1～4任一所述的甲醛氧化反应器，其特征在于：所述换热管上端设有保护套管。

7.根据权利要求1～4任一所述的甲醛氧化反应器，其特征在于：所述外壳上端在所述氧化筒相应位置处的直径大于外壳下端的直径。

8.根据权利要求1～4任一所述的甲醛氧化反应器，其特征在于：所述升气管出口位于所述外壳的最高点处。

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