一种甲醛装置中的尾气处理器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种甲醛装置中的尾气处理器，包括从下至上依次设置的燃烧段、中部换热段、上部热水段、顶部换热段和烟囱段，所述燃烧段设有圆饼状燃烧器，该圆饼状燃烧器设有空气进口和尾气进口；所述中部换热段的水流道的上部设有蒸汽出气口，下部设有热水进水口；所述上部热水段的水流道设有进水口和热水出水口，该热水出水口通过管道与中部换热段的热水进水口连通；所述顶部换热段采用板式换热器，并设有分别用于流通空气和尾气的通道，该通道的出口分别与圆饼状燃烧器的空气进口和尾气进口连通。本实用新型使空气和燃气的混合相对比较均匀；同时充分高效回收利用烟气的余热，降低能耗和蒸汽使用量。
【专利说明】-种甲醛装置中的尾气处理器
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于化工生产工艺及设备【技术领域】，主要涉及用于甲醛生产的尾气处 理器。
【背景技术】
[0002] 银法甲醛生产吸收塔排出的尾气含有16%?21%左右的氢气，还含有：CO、C02、 N2、CH4等，其热值约为2000kJ/m3,我们一般是采用燃烧的方式来消除尾气对环境的污染， 并利用燃烧的热能来产生蒸汽。
[0003] 传统的尾气处理器主要由：空气分配器、燃气分配器、燃烧室（一般甲醛装置配置 甲醛燃烧盘）、换热段、烟囱等组成。对于换热段分是属于压力容器，其结构分为两种："套 管式"和"列管式"。
[0004] 采用传统型尾气处理器的缺陷：1、由于燃烧室里面的"空气分配器"和"燃气分配 器"分开的比较远，所以混合度不好，造成燃烧不充分。2、尾气里面的燃气组分还没有燃烧 完全，燃程偏短，烟道气就进入换热段停止反应，所以烟道气中还含有30%的可燃组分没有 反应完，就排入大气。3、燃烧室的炉膛温度只有500°C左右。4、没有采用热水段的尾气处理 器的排烟温度偏高，一般都有220°C左右，热能没有充分利用。5、副产蒸汽量偏低，一般尾气 处理器的副产蒸汽为：0.26丨八（甲醛水溶液37%浓度），蒸汽压力0.4?0.61^ &。对于有 甲醛装置需要有下游产品需要用汽量比较大的生产厂家，往往满足不了要求。
【发明内容】
[0005] 发明目的：针对上述存在的问题和缺陷，本实用新型提供了一种甲醛装置中的尾 气处理器，改善了空气和可燃气体的混合均匀的难题，使空气和燃气的混合相对比较均匀； 同时充分高效回收利用烟气的余热，降低能耗和蒸汽使用量。
[0006] 技术方案：为实现上述发明目的，本实用新型采用以下技术方案：一种甲醛装置 中的尾气处理器，包括从下至上依次设置的燃烧段、中部换热段、上部热水段、顶部换热段 和烟囱段，
[0007] 所述燃烧段设有圆饼状燃烧器，该圆饼状燃烧器设有空气进口和尾气进口，且燃 烧段顶部设有与中部换热段烟气流道连通的烟气上升口；
[0008] 所述中部换热段的水流道的上部设有蒸汽出气口，下部设有热水进水口，该热水 进水口与供应热水的汽包连通；
[0009] 所述上部热水段的水流道设有进水口和热水出水口，该热水出水口通过管道与中 部换热段的热水进水口连通；
[0010] 所述顶部换热段采用板式换热器，并设有分别用于流通空气和尾气的通道，该通 道的出口分别与圆饼状燃烧器的空气进口和尾气进口连通；
[0011] 所述燃烧段、中部换热段、上部热水段、顶部换热段和烟囱段中流通烟气的通道均 为贯通。
[0012] 作为优选，所述燃烧段内还设有废甲醇喷头。
[0013] 作为优选，所述燃烧段的高度能确保空气穿过所需的时间在0. 8±0. Is。
[0014] 进一步的，所述圆饼状燃烧器包括上下设置并呈圆饼状的空气室和尾气室，所述 空气进口和尾气进口分别设在空气室和尾气室的侧面；所述尾气室内均匀设有密集管道， 该密集管道一端连通空气室，另一端露出尾气室的上表面，所述尾气室上表面还设有密集 布置的尾气出口，该尾气出口与露出尾气室上表面的密集管道均匀混合交错设置。空气进 入下层的圆饼燃烧器后通过上层圆饼燃烧器密集管道从燃烧饼送出，此时尾气进入上层圆 饼燃烧器从并且从上表面的尾气出口出来，在圆饼表面空气和尾气充分混合后进行燃烧。
[0015] 有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：1、改善空气和可燃气体 的混合均匀的难题，使空气和燃气的混合相对比较均匀；2、改善尾气处理器燃烧室燃程偏 短的问题，使炉膛可燃气体燃烧更加充分；3、利用出"热水段"烟道气的热量，增加特制的 不锈钢板式换热器，加热空气和可燃气体，提高炉膛的起始温度，达到炉膛温度为800? 950°C左右；4、尾气处理器最终排烟温度设定为130°C左右，这样热能得到充分的利用；5、 去除原燃烧废甲醇的燃烧盘，改为喷雾废甲醇燃烧，使得燃烧充分和更加经济；6、要求尾气 处理器的副产蒸汽量达到：〇. 42t/t (甲醛水溶液37%浓度）。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1为本实用新型所述尾气处理器的结构示意图。
[0017] 其中，燃烧段1、中部换热段2、上部热水段3、顶部换热段4、烟囱段5、空气进口 6、 尾气进口 7、圆饼状燃烧器8、甲醇喷头9。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于 说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术 人员对本实用新型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。
[0019] 如图1所示，本实用新型提供了一种甲醛装置中的尾气处理器，包括从下至上依 次设置的燃烧段、中部换热段、上部热水段、顶部换热段和烟囱段：
[0020] 底部是燃烧段，燃烧段里面的圆饼状燃烧器主要作用是为了使加热后的混合气体 在最短的时间内，在圆饼状燃烧器表面得到充分的充分的混合，混合均匀后立刻在燃烧段 里面开始燃烧，按照燃烧干净的有关数据，炉膛温度必须达到750°c的时候，尾气中的氢气 可以完全燃烧干净，设计最高燃烧的温度定为950°C。
[0021] 燃烧段长度的确定：假设空气没有压缩，通过炉膛的时间为0. 8s，计算所需要的 炉膛有效长度约为4. 05m，一般炉膛长度设计为4m，燃烧充分，要求在燃烧室的火舌部位不 舔到"中部换热段"的下管板。中部换热段的作用是吸收来自燃烧段产生的烟气热量的，通 过热交换，产生副产蒸汽。上部热水段的作用是吸收中部换热段出来的350°C左右的烟气热 量，将通过壳程的软水加热到70?90°C，用于中部换热段给水。顶部换热器采用不锈钢板 式换热器，其作用是为了对尾气和空气进行预加热，目的是为了利用排出的烟气温度来提 高尾气和空气进入圆饼状燃烧器的初始温度。按照计算和设计，使得初始温度由常温，一般 考虑20?30°C，提高到100?105°C左右。最终通过烟囱出口的烟气温度130?140°C。
[0022] 以下简单介绍工艺流程：
[0023] 从甲醛装置吸收二塔过来的尾气，首先进入顶部的不锈钢板式换热器段进行预 热，进来的温度为：20?30°C，出去的温度提高到100?105°C左右。尾气处理器可燃气体 燃烧所需要的氧气由空气鼓风机C0203提供，首先也是进入顶部的"不锈钢板式换热器段" 进行预热，进来的温度为：20?30°C，出去的温度提高到100?105°C左右。
[0024] 进过预热的空气、尾气进入底部燃烧段的圆饼状燃烧器进行混合，并且在圆饼状 燃烧器表面燃烧，炉膛温度约为950°C左右。
[0025] 尾气和空气混合气体在底部燃烧段燃烧完毕以后，950°C的烟气，通过上部换热段 (是一段承压的圆筒列管式固定管板换热器），出"中部换热段"时，烟气温度为350°C左右。 "中部换热段"上部设置蒸汽出气口，下部设置热水进水口。热水汽化后产生的水蒸气，由蒸 汽出气口，上升管通向汽包，同时汽包的热水，通过下降管流向热水进口，如此往返循环，带 走通过中部换热段的烟气热量。
[0026] 然后温度为350°C左右的烟气进入上部热水段（也是一段承压的圆筒列管式固定 管板换热器），使壳程里面的软水加热到70?90°C，用于中部换热段给水，管程出上部热水 段的烟气温度为220°C左右。
[0027] 然后温度为350°C左右的烟气进入顶部不锈钢板式换热器段，顶部不锈钢板式换 热器的作用主要用于加热尾气和空气，加热到100?l〇5°C左右；出顶部不锈钢板式换热器 段的烟气温度为130°C左右，通过烟囱排入大气。
[0028] 汽包的作用是存装一定容量的软水和存装一定容量的蒸汽，起到一个缓冲和储存 的作用，根据生产需要设定排出的蒸汽压力。
[0029] 整个尾气处理器系统通过自动化操作，无须专门的操作工，操作方便。设备隔热材 料采用硅酸铝、燃烧段内部采用耐火砖或者耐火浇筑料，外壳采用碳钢。烟?部位采用耐高 温油漆（耐温高于200°C )。
[0030] 本实用新型相比现有设备和工艺优点如下：
[0031] 1、传统的尾气处理器副产蒸汽为：〇. 26t/t (甲醛水溶液37%浓度），蒸汽压力 0. 4?0. 6Mpa ;本实用新型的尾气处理器副产蒸汽为：0. 42t/t (甲醛水溶液37%浓度），蒸 汽压力0.4?0.61^&;每吨甲醛水溶液多出0.16^^(甲醛水溶液37%浓度），市场价每吨 蒸汽价格〇. 018万元，一套20万吨甲醛装置新型的尾气处理器每年可以多创造效益576万 元，经济效益十分明显。
[0032] 2、新型的尾气处理器燃烧充分，排入大气的组分主要组分为：
[0033]
【权利要求】
1. 一种甲醛装置中的尾气处理器，其特征在于：包括从下至上依次设置的燃烧段、中 部换热段、上部热水段、顶部换热段和烟囱段， 所述燃烧段设有圆饼状燃烧器，该圆饼状燃烧器设有空气进口和尾气进口，且燃烧段 顶部设有与中部换热段烟气流道连通的烟气上升口； 所述中部换热段的水流道的上部设有蒸汽出气口，下部设有热水进水口，该热水进水 口与供应热水的汽包连通； 所述上部热水段的水流道设有进水口和热水出水口，该热水出水口通过管道与中部换 热段的热水进水口连通； 所述顶部换热段采用板式换热器，并设有分别用于流通空气和尾气的通道，该通道的 出口分别与圆饼状燃烧器的空气进口和尾气进口连通； 所述燃烧段、中部换热段、上部热水段、顶部换热段和烟?段中流通烟气的通道均为贯 通。
2. 根据权利要求1所述甲醛装置中的尾气处理器，其特征在于：所述燃烧段内还设有 废甲醇喷头。
3. 根据权利要求1所述甲醛装置中的尾气处理器，其特征在于：所述燃烧段的高度能 确保空气穿过所需的时间在0. 8±0. Is。
4. 根据权利要求1所述甲醛装置中的尾气处理器，其特征在于：所述圆饼状燃烧器包 括上下设置并呈圆饼状的空气室和尾气室，所述空气进口和尾气进口分别设在空气室和尾 气室的侧面；所述尾气室内均匀设有密集管道，该密集管道一端连通空气室，另一端露出尾 气室的上表面，所述尾气室上表面还设有密集布置的尾气出口，该尾气出口与露出尾气室 上表面的密集管道均匀混合交错设置。
【文档编号】F23G7/06GK204165062SQ201420531270
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年9月16日 优先权日:2014年9月16日
【发明者】叶子茂, 向家勇, 顾以洵 申请人:江苏凯茂石化科技有限公司