一种平盖双管板光气合成器的制造方法
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 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，在农藍、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】
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006] 所述丝网为N04400的16目丝网。
[0007] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
[0008] (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。
[0009] (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。
[0010] (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。
[0011] (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。
[0012] (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】
[0013] 图1是本实用新型的结构示意图；
[0014] 图2是图1的A-A剖视图；
[0015] 图3是图1的B-B部剖视图；
[0016] 图4是图1的C部放大图，
[0017] 图5是本实用新型换热管的结构示意图。
[0018] 图中：
[0019]L平盖，2.管箱短节，3.设备法兰，
[0020] 4.混合气体进口，5.光气出口，6.泄压口，
[0021] 7?放空口，8?排净口，
[0022] 9?外管板，10?内管板，11?换热管，
[0023] 12.拉杆，13?定距管，14?折流板，
[0024] 15.筒体，16?膨胀节，
[0025] 17.水进口，18.水出口，19.多孔压板，
[0026] 20.丝网，21.氧化铝球，22.活性炭。
【具体实施方式】
[0027] 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；
[0028] 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。
[0029] 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。
[0030] 本实用新型的主要技术指标如表1。
[0031] 表1主要技术指标
【主权项】
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16Mn III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。
【专利摘要】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。
【IPC分类】B01J8/06, C01B31/28
【公开号】CN204710285
【申请号】CN201520424863
【发明人】梁显军, 王文涛
【申请人】沈阳东方钛业股份有限公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年6月19日