CN208042517U - 一种甲醇催化氧化导热油炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种甲醇催化氧化导热油炉，包括汽化反应器和氧化反应器，所述汽化反应器和氧化反应器连通，所述汽化反应器包括甲醇汽化室、空气加热室和汽化封头，所述氧化反应器包括氧化封头、导热油加热室和尾气室，所述甲醇汽化室与空气加热室连通，所述空气加热室内设置有多个第一列管，所述第一列管分别与甲醇汽化室、汽化封头连通，所述导热油加热室内设置有多个第二列管，所述第二列管分别与氧化封头、尾气室连通，所述导热油加热室上下两端分别设有导热油出口和导热油进口，所述第一列管和第二列管内均填充有催化氧化催化剂。本实用新型运行平稳，无火焰，无尾烟，体积小，易操作，具有节能、环保、高效和成本低的特点。

Description

一种甲醇催化氧化导热油炉

技术领域

本实用新型涉及甲醇制热技术领域，具体涉及一种甲醇催化氧化导热油炉。

背景技术

能源是人类经济活动中最重要的要素，当今世界正面临着能源短缺，环境污染日益严重和温室效应等诸多问题，为保护人类赖以生存的环境并使经济持续发展，开发洁净的新能源已迫在眉睫，很多发达国家已将清洁的可再生能源甲醇作为自己未来能源而加紧研究开发，甲醇作为一种清洁的能源，同时又具有可储存和输送的特点，从长远看，它的发展可能带来能源结构的重大改变，大力研究开发甲醇催化氧化导热油炉，无论对整个世界还是对我国能源安全，还是能源可持续性发展都有着特别重要的意义。传统煤炭、化石燃料应用于日常生活和工业生产中提供热量，但是它所造成的污染一直是个急待解决的问题，可再生能源甲醇通过催化氧化反应提供源源不断的热量，这是一种环保节能且安全性高的能源利用方式，它不但可替代传统燃料，而且污染小，并且这种导热油炉运行成本低应用广泛。

甲醇是煤炭化工重要的产出产品，同其它的能源相比，价格低、使用便利、无污染等优势；可直接燃烧产生热量，由于直接燃烧有一定局限性，燃烧不充分、直接燃烧在有些场合有安全隐患，同时排出物含甲醛、氮氧化物等有害物质，催化燃烧是在100～200℃的环境下，甲醇气在催化剂表面进行催化氧化转换成CO2、H2O等产物，效率大于99％，无二次污染。

实用新型内容

针对上述现有技术的缺陷，本实用新型提供一种甲醇催化氧化导热油炉，运行平稳，无火焰，无尾烟，体积小，易操作，具有节能、环保、高效和成本低的特点。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种甲醇催化氧化导热油炉，包括汽化反应器和氧化反应器，所述汽化反应器和氧化反应器通过第一连接管连通，所述汽化反应器由下往上依次包括甲醇汽化室、空气加热室和汽化封头，所述氧化反应器由上往下依次包括氧化封头、导热油加热室和尾气室，所述甲醇汽化室与空气加热室之间通过第二连接管连通，所述空气加热室内设置有多个第一列管，所述第一列管的两端分别与空气加热室、汽化封头连通，所述甲醇汽化室和汽化封头上分别设有第一甲醇进料口、第二甲醇进料口，所述空气加热室上设有空气进风口，所述导热油加热室内设置有多个第二列管，所述第二列管的两端分别与氧化封头、尾气室连通，所述导热油加热室上下两端分别设有导热油出口和导热油进口，所述第一列管和第二列管内均填充有催化氧化催化剂。

上述说明中，作为优选，所述尾气室上设有尾气出口。

上述说明中，作为优选，所述导热油加热室上设有多个折流板和用于固定折流板的固定螺杆。

本甲醇催化氧化导热油炉主体部分为列管结构，外加封头密封连接而成，该反应器包括甲醇汽化室、空气加热室、导热油加热室、尾气室，列管内装填有催化氧化催化剂，列管内部气体流动均为直流流动，室与室之间均有管板相隔，甲醇汽化室与空气加热室之间通过第二连接管连通，空气加热室与导热油加热室通过第一连接管连通，甲醇和空气在列管经催化氧化催化剂，发生无焰催化氧化制热反应，放出大量的热量，热量大部分直接通过列管壁传递给内部中的甲醇、空气、导热油，热量使甲醇汽化，使空气加热，使导热油加热。

利用列管结构分布使得列管内催化氧化催化剂分布线性均匀，空气先经过管壳加热后在甲醇汽化室内充分混合，同时传热效率的提高使得甲醇催化氧化导热油炉结构更加紧凑。

利用空气加热室和甲醇汽化室位置的相互安排，合理利用第一列管热量，放热反应与吸热反应、汽化与反应之间实现了较好的热量耦合，从而达到增加传热的效果，提高热量利用节省燃料的目的。

由于采用低温的催化氧化催化剂，常温20度就可以反应，启动时间较短。

空气从空气进风口进入空气加热室内，吸收列管催化氧化制热提供的热量，使空气加热，然后空气通过室外第二连接管进入甲醇汽化室，液体甲醇从第一甲醇进料口进入甲醇汽化室的内部，吸收空气的热量，使液体甲醇汽化；

汽化的甲醇与空气混合均匀，通过空气加热器中的第一列管与催化氧化催化剂进行反应，提供热量给空气和甲醇，然后尾气通过椭圆封头进入导热油炉加热室的列管。

液体甲醇从第二甲醇进料口进入椭圆封头，吸收空气加热室尾气提供的热量，使液体甲醇汽化，甲醇和尾气混合均匀然后进入导热油加热室的第二列管，进行无焰氧化制热反应。

来自于空气加热室后的混合气体进入导热油加热室的第二列管，进行无焰催化氧化反应，然后尾气从尾气室出口排出，导热油从导热油进口进入导热油加热室的内部，吸收列管催化氧化反应提供的热量，使导热油加热成热导热油，然后从导热油出口输出。

甲醇汽化室：为筒体结构，前后有法兰连接，内部中空，液体甲醇从第一甲醇进料口进入筒体内部，吸收空气的热量，液体甲醇汽化与空气混合。

空气加热室：为列管结构，前后各有管板分隔，第一列管内装有催化氧化催化剂，来自于甲醇汽化室的气体，在第一列管内进行催化氧化反应，热量通过第一列管管壁传递给内部中的空气，使空气加热，然后空气进入甲醇汽化室使甲醇汽化。

导热油加热室：为列管结构，前后各有管板分隔，第二列管内装有催化氧化催化剂，来自于氧化封头的混合气体，在第二列管内进行催化氧化反应，热量通过第二列管壁传递给导热油，使导热油升温。

尾气室：甲醇催化氧化导热油炉重要组成部分，作为尾气最终的集合室，有一定稳定第二列管风流速的作用，是尾气排气口。

本甲醇催化氧化导热油炉以来源广价格便宜的甲醇为原料，在低温状态下，甲醇和空气按比例送入反应室与催化氧化催化剂进行催化氧化反应，放出大量的热量其原理如下：

主反应：2CH3OH(l)+3O2(g)＝2CO2(g)+4H2O(l)-5400Kcal/kg

本实用新型所产生的有益效果是：包括汽化反应器和氧化反应器，汽化反应器包括甲醇汽化室、空气加热室和汽化封头，氧化反应器包括氧化封头、导热油加热室和尾气室，甲醇汽化室、空气加热室、导热油加热室和尾气室依次连通，通过甲醇催化氧化反应给循环导热油加热，具有节能、环保、高效、投资和运行成本低的特点。

为更清楚地阐述本实用新型的结构特征、技术手段及其所达到的具体目的和功能，下面结合附图与具体实施例来对本实用新型作进一步详细说明：

附图说明

图1：为本实用新型之实施例的结构示意图；

图2：为本实用新型之实施例的第一列管结构示意图；

附图标识说明：10-汽化反应器，11-甲醇汽化室，12-空气加热室，13-汽化封头，14-第一甲醇进料口，15-第二甲醇进料口，16-第二连接管，17-第一列管，18-空气进风口，20-氧化反应器，21-氧化封头，22-导热油加热室，23-尾气室，231-尾气出口，24-第一连接管，25-导热油出口，26-固定螺杆，27-折流板，28-导热油进口，29-第二列管。

具体实施方式

如图1-2所示，一种甲醇催化氧化导热油炉，包括汽化反应器10和氧化反应器20，所述汽化反应器10和氧化反应器20通过第一连接管24连通，所述汽化反应器10由下往上依次包括甲醇汽化室11、空气加热室12和汽化封头13，所述氧化反应器20由上往下依次包括氧化封头21、导热油加热室22和尾气室23，所述尾气室23上设有尾气出口231，所述甲醇汽化室11与空气加热室12之间通过第二连接管16连通，所述空气加热室12内设置有多个第一列管17，所述第一列管17的两端分别与空气加热室12、汽化封头13连通，所述甲醇汽化室11和汽化封头13上分别设有第一甲醇进料口14、第二甲醇进料口15，所述空气加热室12上设有空气进风口18，所述导热油加热室22内设置有多个第二列管29，所述第二列管29的两端分别与氧化封头21、尾气室23连通，所述导热油加热室22上下两端分别设有导热油出口25和导热油进口28，所述第一列管17和第二列管29内均填充有催化氧化催化剂。所述导热油加热室22上设有多个折流板27和用于固定折流板27的固定螺杆26。所述第一列管17和第二列管29的分布位置相同。

本甲醇催化氧化导热油炉主体部分为列管结构，外加封头密封连接而成，该反应器包括甲醇汽化室11、空气加热室12、导热油加热室22、尾气室23，列管内装填有催化氧化催化剂，列管内部气体流动均为直流流动，室与室之间均有管板相隔，甲醇汽化室11与空气加热室12之间通过第二连接管16连通，空气加热室12与导热油加热室22通过第一连接管24连通，甲醇和空气在列管经催化氧化催化剂，发生无焰催化氧化制热反应，放出大量的热量，热量大部分直接通过列管壁传递给内部中的甲醇、空气、导热油，热量使甲醇汽化，使空气加热，使导热油加热。

利用列管结构分布使得列管内催化氧化催化剂分布线性均匀，空气先经过管壳加热后在甲醇汽化室11内充分混合，同时传热效率的提高使得甲醇催化氧化导热油炉结构更加紧凑。

利用空气加热室12和甲醇汽化室11位置的相互安排，合理利用第一列管17热量，放热反应与吸热反应、汽化与反应之间实现了较好的热量耦合，从而达到增加传热的效果，提高热量利用节省燃料的目的。

由于采用低温的催化氧化催化剂，常温20度就可以反应，启动时间较短。

空气从空气进风口18进入空气加热室12内，吸收列管催化氧化制热提供的热量，使空气加热，然后空气通过室外第二连接管16进入甲醇汽化室11，液体甲醇从第一甲醇进料口14进入甲醇汽化室11的内部，吸收空气的热量，使液体甲醇汽化；

汽化的甲醇与空气混合均匀，通过空气加热器中的第一列管17与催化氧化催化剂进行反应，提供热量给空气和甲醇，然后尾气通过椭圆封头进入导热油炉加热室的列管。

液体甲醇从第二甲醇进料口15进入椭圆封头，吸收空气加热室12尾气提供的热量，使液体甲醇汽化，甲醇和尾气混合均匀然后进入导热油加热室22的第二列管29，进行无焰氧化制热反应。

来自于空气加热室12后的混合气体进入导热油加热室22的第二列管29，进行无焰催化氧化反应，然后尾气从尾气室23出口排出，导热油从导热油进口28进入导热油加热室22的内部，吸收列管催化氧化反应提供的热量，使导热油加热成热导热油，然后从导热油出口25输出。

甲醇汽化室11：为筒体结构，前后有法兰连接，内部中空，液体甲醇从第一甲醇进料口14进入筒体内部，吸收空气的热量，液体甲醇汽化与空气混合。

空气加热室12：为列管结构，前后各有管板分隔，第一列管17内装有催化氧化催化剂，来自于甲醇汽化室11的气体，在第一列管17内进行催化氧化反应，热量通过第一列管17管壁传递给内部中的空气，使空气加热，然后空气进入甲醇汽化室11使甲醇汽化。

导热油加热室22：为列管结构，前后各有管板分隔，第二列管29内装有催化氧化催化剂，来自于氧化封头21的混合气体，在第二列管29内进行催化氧化反应，热量通过第二列管29壁传递给导热油，使导热油升温。

尾气室23：甲醇催化氧化导热油炉重要组成部分，作为尾气最终的集合室，有一定稳定第二列管29风流速的作用，是尾气排气口。

本甲醇催化氧化导热油炉以来源广价格便宜的甲醇为原料，在低温状态下，甲醇和空气按比例送入反应室与催化氧化催化剂进行催化氧化反应，放出大量的热量其原理如下：

主反应：2CH3OH(l)+3O2(g)＝2CO2(g)+4H2O(l)-5400Kcal/kg

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，故凡是依据本实用新型的技术实际对以上实施例所作的任何修改、等同替换、改进等，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种甲醇催化氧化导热油炉，其特征在于：包括汽化反应器和氧化反应器，所述汽化反应器和氧化反应器通过第一连接管连通，所述汽化反应器由下往上依次包括甲醇汽化室、空气加热室和汽化封头，所述氧化反应器由上往下依次包括氧化封头、导热油加热室和尾气室，所述甲醇汽化室与空气加热室之间通过第二连接管连通，所述空气加热室内设置有多个第一列管，所述第一列管的两端分别与空气加热室、汽化封头连通，所述甲醇汽化室和汽化封头上分别设有第一甲醇进料口、第二甲醇进料口，所述空气加热室上设有空气进风口，所述导热油加热室内设置有多个第二列管，所述第二列管的两端分别与氧化封头、尾气室连通，所述导热油加热室上下两端分别设有导热油出口和导热油进口，所述第一列管和第二列管内均填充有催化氧化催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种甲醇催化氧化导热油炉，其特征在于：所述尾气室上设有尾气出口。

3.根据权利要求1所述的一种甲醇催化氧化导热油炉，其特征在于：所述导热油加热室上设有多个折流板和用于固定折流板的固定螺杆。