一种甲醛氧化反应装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于甲醛生产设备技术领域，具体是一种甲醛氧化反应装置。
【背景技术】
[0002]现有的甲醛生产以精甲醇为原料，采用浮石银法生产工艺。98 %的精甲醇在甲醇蒸发器内蒸发，然后与一定比例的空气混合，并加入配料蒸汽，经过加热器加热到100°c?130°C，再经过滤器、阻火器后进入甲醛氧化反应器。在反应器内，甲醇、空气、水蒸汽三元气体被电炉点火升温后，在银催化剂作用下，甲醇发生氧化和脱氢反应生成高温甲醛气体，再将高温甲醛气体冷却到100°c以下，经吸收塔吸收，得到37 %的甲醛溶液。
[0003]目前使用的甲醇氧化反应器为三段式氧化反应器，即由三部分组成，上段为氧化段，甲醇、空气、水蒸汽三元混合气体在进入被电炉点火加热的催化剂层时发生甲醇氧化反应并放出热量，进而发生甲醇脱氢反应，生成甲醛气体；中段为余热回收段，回收从氧化段来的高温甲醛气体走管程，水和水蒸汽走壳程，利用高温热能生产低压蒸汽;下段为气体冷却段，从余热回收段来的甲醛气体走管程，冷却水走壳程，逆向换热后，将甲醛冷却至Ijl00°c以下。
[0004]这种三段式结构的甲醛氧化反应器的缺点:工作条件恶化，使余热回收段高温侧部位管板，管板与换热管的连接处在高温(600°C?730°C)下，既要承受压力，又要受到高温、高速气体的冲击和磨蚀，管子与管板连接处极易损坏，导致设备使用寿命非常短，并且由于管板均焊接在氧化反应器内壁上，无法拆卸，更换维修成本大。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种结构简单、拆卸方便、使用寿命长的甲醛氧化反应装置。
[0006]本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现:
[0007]—种甲醛氧化反应装置，包括设置在罐体上的氧化筒，所述的氧化筒底部设有上管板，所述的罐体内设有下管板，所述的上管板上焊接有换热管，所述的换热管位于上管板下方，其底端穿过下管板并向下延伸；
[0008]所述的上管板和下管板两端通过螺栓分别固定在氧化筒和罐体内壁上，所述的上管板与氧化筒内壁之间、下管板与罐体内壁之间均设有密封圈；
[0009]所述的换热管为螺旋管。
[0010]进一步地，所述的氧化筒内壁上设有绝热层。
[0011]进一步地，所述的上管板上表面设有隔热层。
[0012]进一步地，所述的上管板上设有催化剂。
[0013]再进一步地，所述的催化剂通过催化剂托板连接在上管板上表面。
[0014]更进一步地，所述的催化剂上方设有电加热器。
[0015]进一步地，所述的罐体内还设有过滤板，所述的过滤板与换热管底端连接。
[0016]再进一步地，所述的过滤板下方设有导流板，所述的导流板延伸到下方甲醛出口。
[0017]本实用新型的有益效果:本实用新型的上、下管板采用螺栓固定，可拆卸，便于换热管的维修更换;上、下管板与本装置内壁之间采用聚四氟乙烯密封圈密封，使上管板在高温下有充分的伸长空间，克服了高温差造成的应力开裂现象，大大提高了本装置的使用寿命;同时在管板热端面覆盖隔热层，有效地降低了管板两侧的温差，提高了本装置的使用寿命;换热管采用螺旋管，使急冷室内热量分布均匀，避免急冷室因受热过于集中而出现应力开裂。
【附图说明】
[0018]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。
[0019]图1是本实用新型的结构示意图。
[0020]图2是图1的局部放大图。
【具体实施方式】
[0021]如图1、图2所示，一种甲醛氧化反应装置，包括设置在罐体I上的氧化筒2，氧化筒2底部设有上管板33，罐体I内由上至下依次设有下管板43和过滤板53，上管板33与下管板43之间形成急冷室，下管板43与过滤板53之间形成冷却室，过滤板53下方形成收集室。
[0022]氧化筒2上方设有顶盖3，顶盖3顶端设有观察口11，氧化筒2侧壁上设有四元混合气体进口 21，急冷室侧壁上设有入水口 31和蒸汽出口 32，冷却室侧壁上设有冷却水进口 41和冷却水出口42，收集室侧壁上设有甲醛出口 51，底端设有排污口 52。
[0023]氧化筒2内壁上设有绝热层22，对氧化筒2的内壁进行绝热保护，即使在寒冷的冬季，四元混合气体也不会在氧化筒2中冷凝。氧化筒2外壁采用汽液冷却，避免氧化筒2在高温下出现强度、塑性及抗氧化性显著下降的情况，因此大大降低了氧化筒2材料的报废率，从而大大提高了本装置的使用寿命。
[0024]上管板33两端通过螺栓36固定在氧化筒2侧壁上，上管板33与氧化筒2侧壁之间采用密封圈35密封，密封圈35采用耐高温、耐腐蚀、有弹性的聚四氟乙烯材料制成，螺栓36穿过氧化筒2侧壁和密封圈35固定上管板33;下管板43两端通过螺栓36固定在罐体I侧壁上，下管板43与罐体I侧壁之间采用密封圈35密封，螺栓36穿过罐体I侧壁和密封圈35固定下管板43;上管板33和下管板43均可拆卸，便于维修更换，同时使上管板33在高温下有充分的伸长空间，克服了高温差造成的应力开裂现象，大大提高了本装置的使用寿命。
[0025]上管板33上表面设有隔热层25，有效地降低了管板33两侧的温差，同样提高了本装置的使用寿命。
[0026]上管板33上设有催化剂23，催化剂23采用海绵银催化剂，其活性表面积大，催化活性好，而且具有很高的耐热性，不会发生受热粘结。催化剂23通过催化剂托板24直接连接在上管板33上，使反应后的气体得以迅速进入急冷室3冷却，极大地减少副反应的发生。催化剂23上方设有不锈钢网26和电加热器27，能够将通入的四元混合气体进一步升温，使其迅速达到反应所需温度，遇到催化剂23立刻就能发生反应，缩短了氧化筒2的升温时间，节省了反应时间、提尚了反应速度。
[0027]上管板33上焊接有换热管34，换热管34顶端贯穿上管板33且与上管板33上表面平齐，其底端穿过下管板43与过滤板53上表面连接，换热管34与上管板33焊接处设有保护套管，套管保护换热管34与上管板33的焊接接头及焊接热影响区不受高速气体的冲击和磨蚀。换热管34采用螺旋管，可增大热交换面积，使氧化反应的热量相对均匀散步在整个急冷室内，避免急冷室因受热过于集中而出现应力开裂。
[0028]过滤板53可防止杂质影响后续反应，提高甲醛浓度。过滤板53下方设有圆弧形导流板54，导流板54延伸到下方甲醛出口 51，提高甲醛的输出率，防止残留甲醛发生聚合反应。
[0029]本实用新型工作时，氧化筒内，甲醇蒸汽、空气、水蒸汽以及甲醛尾气四元混合气体在进入被电加热器加热的催化剂层时发生甲醇氧化反应并放出热量，进而发生甲醇脱氢反应，生成甲醛气体;急冷室内，从氧化筒内来的高温甲醛气体走管程，水和水蒸汽走壳程，利用高温热能生产低压蒸汽;冷却室内，从急冷室内来的甲醛气体走管程，冷却水走壳程，逆向换热后，将甲醛冷却到100°C以下。
[0030]本实用新型的上、下管板采用螺栓固定，可拆卸，便于换热管的维修更换;上、下管板与本装置内壁之间采用聚四氟乙烯密封圈密封，使上管板在高温下有充分的伸长空间，克服了高温差造成的应力开裂现象，大大提高了本装置的使用寿命；同时在管板热端面覆盖隔热层，有效地降低了管板两侧的温差，提高了本装置的使用寿命;换热管采用螺旋管，使急冷室内热量分布均匀，避免急冷室因受热过于集中而出现应力开裂。
[0031]以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种甲醛氧化反应装置，包括设置在罐体(I)上的氧化筒(2)，所述的氧化筒(2)底部设有上管板(33)，所述的罐体(I)内设有下管板(43)，所述的上管板(33)上焊接有换热管(34)，所述的换热管(34)位于上管板(33)下方，其底端穿过下管板(43)并向下延伸，其特征在于: 所述的上管板(33)和下管板(43)两端通过螺栓(36)分别固定在氧化筒(2)和罐体(I)内壁上，所述的上管板(33)与氧化筒(2)内壁之间、下管板(43)与罐体(I)内壁之间均设有密封圈(35); 所述的换热管(34)为螺旋管。2.根据权利要求1所述的一种甲醛氧化反应装置，其特征在于:所述的氧化筒(2)内壁上设有绝热层(22)。3.根据权利要求1所述的一种甲醛氧化反应装置，其特征在于:所述的上管板(33)上表面设有隔热层(25)。4.根据权利要求1所述的一种甲醛氧化反应装置，其特征在于:所述的上管板(33)上设有催化剂(23)。5.根据权利要求4所述的一种甲醛氧化反应装置，其特征在于:所述的催化剂(23)通过催化剂托板(24)连接在上管板(33)上表面。6.根据权利要求5所述的一种甲醛氧化反应装置，其特征在于:所述的催化剂(23)上方设有电加热器(27)。7.根据权利要求1所述的一种甲醛氧化反应装置，其特征在于:所述的罐体(I)内还设有过滤板(53)，所述的过滤板(53)与换热管(34)底端连接。8.根据权利要求7所述的一种甲醛氧化反应装置，其特征在于:所述的过滤板(53)下方设有导流板(54)，所述的导流板(54)延伸到下方甲醛出口(51)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种甲醛氧化反应装置，包括设置在罐体上的氧化筒，氧化筒底部设有上管板，罐体内设有下管板，上管板上焊接有换热管，换热管位于上管板下方，其底端穿过下管板向下延伸；上管板和下管板两端通过螺栓分别固定在氧化筒和罐体内壁上，上管板与氧化筒内壁之间、下管板与罐体内壁之间均设有密封圈；换热管为螺旋管。本实用新型的上、下管板采用螺栓固定，可拆卸，便于换热管的维修更换；上、下管板与氧化器内壁之间采用聚四氟乙烯密封圈密封，克服了高温差造成的应力开裂现象，大大提高了本装置的使用寿命；换热管采用螺旋管，使热量分布均匀，避免急冷室因受热过于集中而出现应力开裂。
【IPC分类】C07C47/052, B01J8/02, C07C45/38
【公开号】CN205216808
【申请号】CN201520921403
【发明人】余海华, 江涛, 张立刚, 张磊
【申请人】安徽弘源化工科技有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年11月17日