CN210584869U - 一种新型甲醛氧化反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了氧化反应器技术领域的一种新型甲醛氧化反应器，包括：第一循环管，所述第一循环管安装在所述反应仓的外壁上；第二循环管，所述第二循环管安装在所述反应仓的外壁上，所述第二循环管在所述第一循环管的下端；第三循环管，所述第三循环管安装在所述反应仓的外壁上,所述第三循环管在所述第二循环管的下端；本实用新型高温反应气体走翅片管外，脱盐水走管内，避免了管子和管板的连接处直接受热产生热胀冷缩变化，从而延长了设备使用寿命，换热管采用翅片管，换热面积成倍增加，极大提高了换热效率和产气量，骤冷段、换热段、冷却段合并在一起，取消了管板，结构更加紧凑，设备制造成本得以降低。

Description

一种新型甲醛氧化反应器

技术领域

本实用新型涉及氧化反应器技术领域，具体为一种新型甲醛氧化反应器。

背景技术

氧化反应器简称氧化器，是甲醛装置中甲醇转化成甲醛的核心设备。甲醛氧化器设计结构的合理性及制造质量的好坏直接影响甲醛产品的质量、原料消耗和设备的使用寿命。

我国甲醛行业目前在甲醛生产中采用过的反应器按照骤冷段结构的不同，可以分为第一代循环水降温的开放式骤冷段反应器和带有余热利用的产汽型骤冷段反应器两大类，其中产汽型骤冷段反应器就出现过平管板式骤冷段、椭圆管板式骤冷段、蝶形管板式骤冷段、水浴式骤冷段、双套管结构式骤冷段、汽包和反应器在一起的复合式骤冷段。

传统氧化器骤冷段均采用固定管板式结构，即管板和换热管之间采用焊接连接结构，在开车时温度从常温迅速升温至650℃左右，停车时温度从650℃迅速降温至常温，而且催化银每运行2-3个月就需要更换一次，所以在开停车时骤冷段的上管板与换热管连接处产生很大的温差应力和承受严重的热胀冷缩变形，使得换热管和管板焊接和热影响处很容易出现裂纹而导致泄漏，被迫停车堵漏，更换催化银，对生产造成很大的损失，也降低了氧化器的使用年限。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型甲醛氧化反应器，以解决上述背景技术中提出的传统氧化器骤冷段均采用固定管板式结构，即管板和换热管之间采用焊接连接结构，在开车时温度从常温迅速升温至650℃左右，停车时温度从650℃迅速降温至常温，而且催化银每运行2-3个月就需要更换一次，所以在开停车时骤冷段的上管板与换热管连接处产生很大的温差应力和承受严重的热胀冷缩变形，使得换热管和管板焊接和热影响处很容易出现裂纹而导致泄漏，被迫停车堵漏，更换催化银，对生产造成很大的损失，也降低了氧化器的使用年限的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种新型甲醛氧化反应器，包括：

反应仓；

顶盖，所述顶盖通过法兰安装在所述反应仓的顶部；

第一循环管，所述第一循环管安装在所述反应仓的外壁上；

第二循环管，所述第二循环管安装在所述反应仓的外壁上，所述第二循环管在所述第一循环管的下端；

第三循环管，所述第三循环管安装在所述反应仓的外壁上，所述第三循环管在所述第二循环管的下端。

优选的，所述反应仓包括：

仓体；

催化剂室，所述催化剂室设在所述仓体的上端；

急冷段，所述急冷段设在所述仓体的上端，所述急冷段在所述催化剂室的下端，所述急冷段与所述催化剂室相贯通；

换热段，所述换热段设在所述仓体的中端，所述换热段在所述急冷段的下端，所述换热段与所述急冷段相贯通；

冷却段，所述冷却段设在所述仓体的下端，所述冷却段在所述换热段的下端，所述冷却段与所述换热段相贯通；

出气口，所述出气口设在所述仓体的下端，所述出气口与所述冷却段相贯通。

优选的，所述顶盖包括：

盖体；

进气口，所述进气口设在所述盖体的左侧。

优选的，所述第一循环管包括：

第一盘绕管；

第一出水口，所述第一出水口与所述第一盘绕管的一端连接；

第一进水口，所述第一进水口与所述第一盘绕管的另一端连接，所述第一进水口与所述第一出水口在同一侧，所述第一进水口在所述第一出水口的下端。

优选的，所述第二循环管包括：

第二盘绕管；

蒸汽出口，所述蒸汽出口与所述第二盘绕管的一端连接；

第二进水口，所述第二进水口与所述第二盘绕管的另一端连接，所述第二进水口与蒸汽出口在同一侧，所述第二进水口在所述蒸汽出口的下端。

优选的，所述第三循环管包括：

第三盘绕管；

第二出水口，所述第二出水口与所述第三盘绕管的一端连接；

第三进水口，所述第三进水口与所述第三盘绕管的另一端连接，所述第三进水口与所述第二出水口在同一侧，所述第三进水口在所述第二出水口的下端。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型高温反应气体走翅片管外，脱盐水走管内，避免了管子和管板的连接处直接受热产生热胀冷缩变化，从而延长了设备使用寿命，换热管采用翅片管，换热面积成倍增加，极大提高了换热效率和产气量，骤冷段、换热段、冷却段合并在一起，取消了管板，结构更加紧凑，设备制造成本得以降低，有效的解决了传统氧化器管板和换热管之间采用焊接连接结构，在开车时温度从常温迅速升温至650℃左右，停车时温度从650℃迅速降温至常温，而且催化银每运行2-3个月就需要更换一次，所以在开停车时骤冷段的上管板与换热管连接处产生很大的温差应力和承受严重的热胀冷缩变形，使得换热管和管板焊接和热影响处很容易出现裂纹而导致泄漏，被迫停车堵漏，更换催化银，对生产造成很大的损失，也降低了氧化器的使用年限的问题。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型顶盖结构示意图；

图3为本实用新型催化剂室结构示意图；

图4为本实用新型第一循环管结构示意图；

图5为本实用新型第二循环管结构示意图；

图6为本实用新型第三循环管结构示意图。

图中：100反应仓、110仓体、120催化剂室、130急冷段、140换热段150冷却段、160出气口、200顶盖、210盖体、220进气口、300第一循环管、310第一盘绕管、320第一出水口、330第一进水口、400第二循环管、410第二盘绕管、420蒸汽出口、430第二进水口、500第三循环管、510第三盘绕管、520第二出水口、530第三进水口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供一种新型甲醛氧化反应器，高温反应气体走翅片管外，脱盐水走管内，避免了管子和管板的连接处直接受热产生热胀冷缩变化，从而延长了设备使用寿命，换热管采用翅片管，换热面积成倍增加，极大提高了换热效率和产气量，急冷段、换热段和冷却段合并在一起，取消了管板，结构更加紧凑，设备制造成本得以降低，请参阅图1，包括催化剂室100、顶盖200、第一循环管300、第二循环管400和第三循环管500；

反应仓100，反应仓100包括：

仓体110；

催化剂室120设在仓体110的上端，催化剂室120内装电解银催化剂，厚度为15～20mm。甲醇混合气体通过催化剂室120发生化学反应，使甲醇氧化脱氢生成甲醛；

急冷段130设在仓体110的上端，急冷段130在催化剂室120的下端，急冷段130与催化剂室120相贯通，催化剂室120在顶盖200下部与急冷段130之间，急冷段130上面直铺铜网，电解银催化剂是按颗粒大小铺装在铜网上，催化剂铺装均匀，表面平整，特别是边缘铺装一定要紧密，距催化剂上部50～70mm处有点火电阻丝支撑在一圆形绝缘支架上，开车时用来点火，加速反应的进行，其作用缩短了催化剂层至急冷段130的距离，避免产生甲醛分解和催化剂收缩产生裂缝，因此这种结构产品得率高，酸度控制在100x10-6以下，利用急冷段130加热的冷却水回流到氧化器汽包内或系统内自用；

换热段140设在仓体110的中端，换热段140在急冷段130的下端，换热段140与急冷段130相贯通，被冷却过的高温气体与换热管内来自氧化器汽包的脱盐水继续进行热交换，将转化气热量吸收，使甲醛气快速冷却至250℃以下，脱盐水吸热后变成水蒸气，由换热段140上部汇集，压力一般在0.15～0.4MPa，可用于配料蒸汽和加热器蒸汽供系统内自用，还有富余可外供，利用换热段产生的蒸汽作为配料蒸汽和加热过热器用蒸汽；

冷却段150设在仓体110的下端，冷却段150在换热段140的下端，冷却段150与换热段140相贯通，甲醛气通过急冷段130和冷却段150后降温到200～250℃，需要得到进一步冷却至150℃以下，然后从氧化器下端出口流入吸收塔，冷却段150中的循环水和工艺气体进行热交换后，被加热的循环水回到热水槽用作甲醇蒸发的热源，利用冷却段热水加热蒸发器蒸发甲醇；

出气口160设在仓体110的下端，出气口160与冷却段150相贯通；

请参阅图1和图3，顶盖200通过法兰安装在反应仓100的顶部，顶盖200包括：

盖体210与催化室120之间是用设备法兰连接，由于顶盖200内腔所设置的锥形罩的阻挡，使气体分两路呈弧形进入腔体内后向上从锥形罩顶口流向锥形罩的内腔，锥形罩的作用是使气体分布均匀，同时，如果混合气体中夹带冷凝液的话，也可以在此沉降并受反应热辐射的作用汽化，冷凝液在锥形罩最低部位设一工艺排净口，氧化器顶盖外层设置蒸汽加热盘管，主要是防止进入氧化器的气体的冷凝对催化剂的影响，并在顶盖上设置了视镜孔，可以随时观察催化剂室内的情况；

进气口220设在盖体210的左侧，混合气体从进气口220横向进入到盖体210内；

请参阅图1和图4，第一循环管300安装在反应仓100的外壁上，第一循环管300与急冷段130相对应，第一循环管300包括：

第一盘绕管310盘绕在仓体110上，与急冷段130相对应，第一盘绕管310为不锈钢翅片管；

第一出水口320与第一盘绕管310的一端连接，冷却水从第一出水口320流出；

第一进水口330与第一盘绕管310的另一端连接，第一进水口330与第一出水口320在同一侧，第一进水口330在第一出水口320的下端，冷却水从第一进水口330进入到第一盘绕管310内；

请参阅图1和图5，第二循环管400安装在反应仓100的外壁上，第二循环管400在第一循环管300的下端，第二循环管400与换热段140相对应，第二循环管400包括：

第二盘绕管410盘绕在仓体110的外壁上，与换热段140相对应，第二盘绕管410为不锈钢翅片管；

蒸汽出口420与第二盘绕管410的一端连接，冷却水换热蒸发产生的水蒸气从蒸汽出口420排出；

第二进水口430与第二盘绕管410的另一端连接，第二进水口430与蒸汽出口420在同一侧，第二进水口430在蒸汽出口420的下端，冷却水从第二进水口430进入到第二盘绕管410内对换热段140进行换热降温，冷却水是来自氧化器汽包的脱盐水；

请参阅图1和图6，第三循环管500安装在反应仓100的外壁上，第三循环管500在第二循环管400的下端，第三循环管500与冷却段150相对应，第三循环管500包括：

第三盘绕管510盘绕在仓体110的外壁上，与冷却段150相对应，第三盘绕管510为不锈钢翅片管；

第二出水口520与第三盘绕管510的一端连接，冷却水从第二出水口520排出；

第三进水口530与第三盘绕管510的另一端连接，第三进水口530与第二出水口520在同一侧，第三进水口530在第二出水口520的下端，冷却水从第三进水口530进入到第三盘绕管510内对冷却段150进行冷却降温。

虽然在上文中已经参考实施例对本实用新型进行了描述，然而在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本实用新型所披露的实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (6)

1.一种新型甲醛氧化反应器，其特征在于：包括：

反应仓(100)；

顶盖(200)，所述顶盖(200)通过法兰安装在所述反应仓(100)的顶部；

第一循环管(300)，所述第一循环管(300)安装在所述反应仓(100)的外壁上；

第二循环管(400)，所述第二循环管(400)安装在所述反应仓(100)的外壁上，所述第二循环管(400)在所述第一循环管(300)的下端；

第三循环管(500)，所述第三循环管(500)安装在所述反应仓(100)的外壁上，所述第三循环管(500)在所述第二循环管(400)的下端。

2.根据权利要求1所述的一种新型甲醛氧化反应器，其特征在于：所述反应仓(100)包括：

仓体(110)；

催化剂室(120)，所述催化剂室(120)设在所述仓体(110)的上端；

急冷段(130)，所述急冷段(130)设在所述仓体(110)的上端，所述急冷段(130)在所述催化剂室(120)的下端，所述急冷段(130)与所述催化剂室(120)相贯通；

换热段(140)，所述换热段(140)设在所述仓体(110)的中端，所述换热段(140)在所述急冷段(130)的下端，所述换热段(140)与所述急冷段(130)相贯通；

冷却段(150)，所述冷却段(150)设在所述仓体(110)的下端，所述冷却段(150)在所述换热段(140)的下端，所述冷却段(150)与所述换热段(140)相贯通；

出气口(160)，所述出气口(160)设在所述仓体(110)的下端，所述出气口(160)与所述冷却段(150)相贯通。

3.根据权利要求1所述的一种新型甲醛氧化反应器，其特征在于：所述顶盖(200)包括：

盖体(210)；

进气口(220)，所述进气口(220)设在所述盖体(210)的左侧。

4.根据权利要求1所述的一种新型甲醛氧化反应器，其特征在于：所述第一循环管(300)包括：

第一盘绕管(310)；

第一出水口(320)，所述第一出水口(320)与所述第一盘绕管(310)的一端连接；

第一进水口(330)，所述第一进水口(330)与所述第一盘绕管(310)的另一端连接，所述第一进水口(330)与所述第一出水口(320)在同一侧，所述第一进水口(330)在所述第一出水口(320)的下端。

5.根据权利要求1所述的一种新型甲醛氧化反应器，其特征在于：所述第二循环管(400)包括：

第二盘绕管(410)；

蒸汽出口(420)，所述蒸汽出口(420)与所述第二盘绕管(410)的一端连接；

第二进水口(430)，所述第二进水口(430)与所述第二盘绕管(410)的另一端连接，所述第二进水口(430)与蒸汽出口(420)在同一侧，所述第二进水口(430)在所述蒸汽出口(420)的下端。

6.根据权利要求1所述的一种新型甲醛氧化反应器，其特征在于：所述第三循环管(500)包括：

第三盘绕管(510)；

第二出水口(520)，所述第二出水口(520)与所述第三盘绕管(510)的一端连接；

第三进水口(530)，所述第三进水口(530)与所述第三盘绕管(510)的另一端连接，所述第三进水口(530)与所述第二出水口(520)在同一侧，所述第三进水口(530)在所述第二出水口(520)的下端。

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