CN204710285U - 一种平盖双管板光气合成器 - Google Patents

Abstract

一种平盖双管板光气合成器，克服了现有列管式光气合成器结构复杂，浪费材料，不方便对催化剂进行更换以及填函式光气合成器结构复杂，且光气容易泄露的问题，特征是壳体由筒体和膨胀节构成，筒体上下两端与内管板焊接为一体，在换热管内两端装填氧化铝球，中间装填活性炭，在换热管的上端面和下端面安装丝网并用多孔压板压紧固定，有益效果是：管箱采用平盖结构，结构简单，且便于反应催化剂的更换与维修，管束采用双管板结构，且内管板与筒体全部采用焊接密封，并通过膨胀节来消除温差应力，可以完全避免光气泄漏，在换热管内两端装填氧化铝球，不发生放热反应，没有局部高温，有效防止了换热管端部的受热腐蚀，运行安全稳定，使用寿命长。

Description

一种平盖双管板光气合成器

技术领域

本实用新型涉及一种光气合成设备技术领域，尤其涉及通过一氧化碳和氯气为原料，以活性炭为催化剂合成光气的一种平盖双管板光气合成器。

背景技术

光气又称碳酰氯，剧毒，微溶于水，较易溶于苯、甲苯等，由一氧化碳和氯的混合物通过活性炭制得，是一种重要的有机中间体，在农药、医药、工程塑料、聚氨酯材料以及军事上都有许多用途。光气合成器则是以一氧化碳和氯气为原料，以活性炭为催化剂合成光气的核心设备，是一种管壳式换热器。现有技术中，光气合成器经历了20世纪50年代原苏联内盘管釜式合成器，60年代单管式合成器，70年代集束管式合成器、流化床合成器，80年代列管式合成器，90年代列管式双管合成器等发展阶段，在最近几年多采用装填结构列管光气合成器进行光气的生产。但是，现有的装填结构列管光气合成器，混合气多自下而上进入列管，由于合成过程温度较高会造成合成器列管端部的腐蚀，缩短了合成器的使用寿命。申请号为201220547693.2的实用新型专利公开了一种光气合成器，它包括柱形筒壁、上盖板、下盖板、进气壳体、出气壳体和多根设置在所述柱形筒壁内的列管，其中，上盖板和下盖板上分别对应设置有多个列管插孔，列管的两端插设在所述列管插孔内，列管两端的管壁厚度大于所述列管中间的管壁厚度，上盖板设置在所述进气壳体与所述柱形筒壁上端部的连接处，下盖板设置在所述出气壳体与所述柱形筒壁下端部的连接处，出气壳体内设有阻漏弹簧。该光气合成器属于装填结构列管光气合成器。该光气合成器将混合气从合成器上部进气口通入，经过活性炭层后转化为光气，然后从底部出气口排出，并通过阻漏弹簧防止列管内催化剂泄漏，通过陶瓷共轭环防止活性炭泄漏。该光气合成器通过陶瓷共轭环防止活性炭泄漏，存在的结构复杂的问题，通过列管两端的管壁厚度大于所述列管中间的管壁厚度来防止列管端部的腐蚀，也存在结构复杂的问题，而且浪费材料；此外，该光气合成器采用单管板结构，容易使管内介质与管外介质互混，造成设备腐蚀，通过阻漏弹簧防止列管内催化剂泄漏，透气性不好，且不能对换热管内的催化剂进行固定，不方便对催化剂进行更换。申请号为01232152.4的实用新型专利公开了一种填函式光气合成器，可用于常压光气合成、有压光气合成和用水作为冷却介质的光气生产，该光气合成器由于采用双管板结构，可以防止管内、管外介质互混，但是该光气合成器由于有一端内管板采用填函式结构，属于填料密封，需要设置管板裙及相应的由填料函、填料和调整环构成的填料箱，所以结构复杂，而且光气容易泄露。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足之处，提供既能透气又能对换热管内的催化剂进行固定，且便于催化剂更换并可完全避免光气泄漏的一种平盖双管板光气合成器。

 本实用新型采用的技术方案包括管箱、管束和壳体，所述管箱包括位于顶部和底部的平盖和管箱短节，所述管束包括位于上部和下部的外管板和内管板，所述外管板和内管板上对应加工有用于安装换热管的管板孔，并在其中安装换热管，所述外管板的上下两端与换热管焊接为一体，所述内管板与换热管胀接为一体，所述壳体由筒体和膨胀节构成，筒体上下两端与内管板焊接为一体，在换热管内上下两端装填氧化铝球，中间装填活性炭，在换热管的上端面和下端面安装丝网并用多孔压板压紧固定。

所述外管板采用复合板N04400/Q345R材料制作，所述内管板采用16MnⅢ材料制作，所述换热管采用N04400材料制作。

所述丝网为N04400的16目丝网。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型的管箱采用平盖结构，便于反应催化剂的更换与维修。

（2）本实用新型采用双管板结构，且上下内管板与筒体全部采用焊接密封，并通过膨胀节来消除温差应力，在实现防止管内与管外介质互混的基础上，可以完全避免光气泄漏。

（3）本实用新型在换热管端部安装丝网并用多孔压板固定，既能透气又能对换热管内的催化剂进行固定，且便于催化剂的更换。

（4）本实用新型外管板采用复合板N04400/Q345R材料制作，内管板采用16MnⅢ材料制作，换热管采用N04400材料制作，结合所述平盖结构和用双管板，运行安全稳定，使用寿命长。

（5）本实用新型由于在换热管内两端装填氧化铝球，不发生放热反应，没有局部高温，有效防止了换热管端部的受热腐蚀，在换热管中间装填活性炭，反应产生的热量与冷却水换热，同样避免产生局部高温，有效保证了换热管的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图1的B-B部剖视图；

图4是图1的C部放大图，

图5是本实用新型换热管的结构示意图。

图中：

1.平盖，2.管箱短节，3.设备法兰，

   4.混合气体进口，5.光气出口，6.泄压口，

   7.放空口，8.排净口，

   9.外管板，10.内管板，11.换热管，

   12.拉杆，13.定距管，14.折流板，

   15.筒体，16.膨胀节，

17.水进口，18.水出口，19.多孔压板，

20.丝网，21.氧化铝球，22.活性炭。

具体实施方式

如附图所示，本实用新型包括管箱、管束和壳体，所述管箱由位于顶部和底部的平盖1、管箱短节2和设备法兰3构成，其中平盖1与管箱短节2通过设备法兰3用螺栓连接；在顶部的管箱短节2上设有混合气体进口4、泄压口6和放空口7，放空口7通过放空管伸出顶部的平盖1实现对空排放；在底部的管箱短节2上设有光气出口5和排净口8，排净口8通过排净管伸出底部的平盖1实现对外排净；

所述管束包括位于上部和下部的外管板9和内管板10，外管板9采用复合板N04400/Q345R材料制作，内管板10采用16MnⅢ材料制作，外管板9和内管板10上对应加工有用于安装换热管11的管板孔，并在其中安装换热管11，换热管11内两端装填氧化铝球21，中间装填活性炭22，所述外管板9的上下两端与换热管11焊接为一体，所述内管板10与换热管11胀接为一体，上部和下部的外管板9与管箱短节2通过设备法兰3用螺栓连接；上部和下部的内管板10与筒体15焊接为一体，换热管11采用N04400材料制作；在换热管11的上端面和下端面安装材料为N04400的16目丝网20，并用多孔压板19压紧，多孔压板19通过螺钉与外管板9连接固定，在内管板上设有用于固定折流板14的拉杆12和定距管13，折流板14与筒体15之间有一定的间隙，其中，拉杆12上端固定在上部的内管板10上，下端固定在最下面的折流板14上；所述壳体由筒体15和膨胀节16构成；在筒体15上设有水进口17和水出口18，筒体15与内管板10焊接为一体。

工作时，一氧化碳和氯气混合气体经由混合气体进口4进入顶部管箱，再进入换热管11，在催化剂活性炭22的作用下发生放热反应，反应后气体进入底部管箱，再经由光气出口5排入下道工序装置，反应同时冷却水通过水进口17进入壳体内，与换热管11接触进行换热，吸收反应放出的热量，再经由水出口18排出。

本实用新型的主要技术指标如表1。

表1 主要技术指标

项目	壳程	管程
			介质	水	光气、49%氯气、51%一氧化碳
介质特性	/	极度危害、易爆
			工作温度℃	60～70	30～100
工作压力MPaG	0.5	0.65
			设计温度℃	150	250
设计压力MPaG	0.8	1.6
			腐蚀裕量	3	0
焊接接头系数	0.85	1.0
			液压试验压力MPaG（卧试/立试）	1.03/1.0	2.25/2.2
气密试验压力MPaG	/	1.6

Claims (3)

1.一种平盖双管板光气合成器，包括管箱、管束和壳体，所述管箱包括位于顶部和底部的平盖（1）和管箱短节（2），所述管束包括位于上部和下部的外管板（9）和内管板（10），所述外管板（9）和内管板（10）上对应加工有用于安装换热管的管板孔，并在其中安装换热管（11），所述外管板（9）的上下两端与换热管（11）焊接为一体，所述内管板（10）与换热管（11）胀接为一体，其特征在于，所述壳体由筒体（15）和膨胀节（16）构成，筒体（15）上下两端与内管板（10）焊接为一体，在换热管（11）内上下两端装填氧化铝球（21），中间装填活性炭（22），在换热管（11）的上端面和下端面安装丝网（20）并用多孔压板（19）压紧固定。

2.根据权利要求1所述一种平盖双管板光气合成器，其特征在于，所述外管板（9）采用复合板N04400/Q345R材料制作，所述内管板（10）采用16MnⅢ材料制作，所述换热管（11）采用N04400材料制作。

3.根据权利要求1所述一种平盖双管板光气合成器，其特征在于，所述丝网（20）为N04400的16目丝网。