專利名稱：甲醛氧化反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種氧化反應(yīng)器，尤其是一種甲醛氧化反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的甲醛生產(chǎn)以精甲醇為原料，采用浮石銀法生產(chǎn)工藝。98%的精甲醇在甲醇蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)，然后與一定比例的空氣混合，并加入配料蒸汽，經(jīng)過加熱器加熱到100°c 130°C，再經(jīng)過濾器、阻火器后進入甲醛氧化反應(yīng)器。在反應(yīng)器內(nèi)，甲醇、空氣、水蒸汽三元氣體被電爐點火升溫后，在銀催化劑作用下，甲醇發(fā)生氧化和脫氫反應(yīng)生成高溫甲醛氣體，再將高溫甲醛氣體冷卻到100°c以下，經(jīng)吸收塔吸收，得到37%的甲醛溶液。目前使用的甲醇氧化反應(yīng)器為三段式氧化反應(yīng)器，即由三部分組成，上段為氧化段，甲醇、空氣、水蒸汽三元混合氣體在進入被電爐點火加熱的催化劑層時發(fā)生甲醇氧化反應(yīng)并放出熱量，進而發(fā)生甲醇脫氫反應(yīng)，生成甲醛氣體；中段為余熱回收段，回收從氧化段來的高溫甲醛氣體走管程，水和水蒸汽走殼程，利用高溫熱能生產(chǎn)低壓蒸汽；下段為氣體冷卻段，從余熱回收段來的甲醛氣體走管程，冷卻水走殼程，逆向換熱后，將甲醛冷卻到100°c 以下。這種三段式結(jié)構(gòu)的甲醛氧化反應(yīng)器的缺點工作條件惡化，使余熱回收段高溫側(cè)部位管板，管板與換熱管的連接處在高溫(600°C 730°C)下，既要承受壓力，又要受到高溫、高速氣體的沖擊和磨蝕，管子與管板連接處極易損壞，加之奧氏體不銹鋼在使用溫度高于525°C時材料的強度、塑性及抗氧化性顯著下降，造成損壞處無法修復(fù)，導(dǎo)致設(shè)備使用壽命非常短。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種能夠延長使用壽命的甲醛氧化反應(yīng)器。實現(xiàn)本實用新型目的的甲醛氧化反應(yīng)器，包括氧化反應(yīng)段、余熱回收段和氣體冷卻段，所述的氧化反應(yīng)段包括點火裝置、浮石銀觸媒、氧化筒、外殼、與所述氧化筒相連的換熱管、與所述換熱管和氧化筒相連的管板和位于所述外殼上的升氣管出口，其中，所述氧化筒內(nèi)壁設(shè)有氧化筒絕熱層。所述氧化筒絕熱層為硅酸鋁耐火纖維層。所述管板上表面設(shè)有管板絕熱層。所述管板絕熱層為硅酸鋁耐火纖維層。所述管板為撓性管板。 所述換熱管上端設(shè)有保護套管。所述外殼上端在所述氧化筒相應(yīng)位置處的直徑大于所述外殼下端的直徑。所述升氣管出口位于所述外殼的最高點處。本實用新型的甲醛氧化反應(yīng)器具有如下優(yōu)點(1)本實用新型甲醛氧化反應(yīng)器，在氧化筒內(nèi)壁加裝硅酸鋁耐火纖維層進行絕熱保護，筒體外壁采用汽液冷卻，避免氧化筒材料奧氏體不銹鋼在高溫下出現(xiàn)強度、塑性及抗氧化性顯著下降的情況，因此大大降低了氧化筒材料的報廢率，從而大大提高了甲醛氧化反應(yīng)器的使用壽命。(2)本實用新型甲醛氧化反應(yīng)器，在管板熱端面也覆蓋硅酸鋁耐火纖維層絕熱層， 有效地降低了管板兩側(cè)的溫差，同樣提高了甲醛氧化反應(yīng)器的使用壽命。(3)本實用新型的甲醛氧化反應(yīng)器，使用的管板采用特殊形式的撓性管板，此管板比固定平管板薄，管板內(nèi)外壁溫差小，在同樣操作條件下，內(nèi)外壁膨脹差就小，產(chǎn)生的溫差應(yīng)力小，有補償熱應(yīng)力引起的變形能力，能適應(yīng)管內(nèi)管間物料溫差較大的操作；并且撓性管板因有折邊圓弧，也減小了管板邊緣的應(yīng)力集中，因此大大增加了管板的穩(wěn)定性和耐用性， 從而提高了甲醛氧化反應(yīng)器的耐用性。(4)本實用新型的甲醛氧化反應(yīng)器，在換熱管熱端加裝保護套管，保護換熱管與管板的焊接接頭及焊接熱影響區(qū)不受高速氣體的沖擊和磨蝕。(5)本實用新型的甲醛氧化反應(yīng)器，在外殼在氧化筒相應(yīng)位置處的直徑增大，以便加大殼程直徑，保證氧化筒的邊緣與殼體間有足夠的環(huán)隙，使汽水混合物流動暢通。(6)本實用新型的甲醛氧化反應(yīng)器，將升氣管出口開在外殼的最高點處，使管板下面殼程內(nèi)無死氣層存在，避免出現(xiàn)局部過熱現(xiàn)象，造成高溫端管板與換熱管間的泄漏。

圖1為本實用新型甲醛氧化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本圖1的局部放大示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型的甲醛氧化反應(yīng)器，包括氧化反應(yīng)段21、余熱回收段22和氣體冷卻段23，甲醛氧化反應(yīng)器上設(shè)有甲醇物料進口 a，甲醛出口 b，入水口 c，蒸汽出口 d， 冷卻水進口 e，冷卻水出口 f，熱電偶口 g，觀察口 h，電爐接口 j，排污口 m。本實用新型的甲醛氧化反應(yīng)器，上段為氧化反應(yīng)段21，甲醇、空氣、水蒸汽三元混合氣體在進入被電爐點火加熱的催化劑層時發(fā)生甲醇氧化反應(yīng)并放出熱量，進而發(fā)生甲醇脫氫反應(yīng)，生成甲醛氣體；中段為余熱回收段22，回收從氧化段來的高溫甲醛氣體走管程， 水和水蒸汽走殼程，利用高溫熱能生產(chǎn)低壓蒸汽；下段為氣體冷卻段23，從余熱回收段來的甲醛氣體走管程，冷卻水走殼程，逆向換熱后，將甲醛冷卻到100°C以下。如圖2所示，本實用新型的甲醛氧化反應(yīng)器中，所述的氧化反應(yīng)段21包括點火裝置8、浮石銀觸媒7、氧化筒9、外殼12、與所述氧化筒9相連的換熱管1、與所述換熱管1和氧化筒9相連的管板3和位于所述外殼12上的升氣管出口 13，還包括保護板5、觸媒托板 6、外殼12的封蓋10和升氣管11。所述氧化筒9內(nèi)壁上設(shè)有硅酸鋁耐火纖維絕熱層4。對氧化筒9的內(nèi)壁進行絕熱保護，氧化筒9外壁采用汽液冷卻，避免氧化筒9材料奧氏體不銹鋼在高溫下出現(xiàn)強度、塑性及抗氧化性顯著下降的情況，因此大大降低了氧化筒9材料的報廢率，從而大大提高了甲醛氧化反應(yīng)器的使用壽命。所述管板3上表面設(shè)有硅酸鋁耐火纖維絕熱層14。有效地降低了管板3兩側(cè)的溫差，同樣提高了甲醛氧化反應(yīng)器的使用壽命。所述管板3為撓性管板。此管板3比固定平管板薄，管板3內(nèi)外壁溫差小，在同樣操作條件下，內(nèi)外壁膨脹差就小，產(chǎn)生的溫差應(yīng)力小，有補償熱應(yīng)力引起的變形能力，能適應(yīng)管內(nèi)管間物料溫差較大的操作；并且撓性管板3因有折邊圓弧，也減小了管板邊緣的應(yīng)力集中，因此大大增加了管板3的穩(wěn)定性和耐用性，從而提高了甲醛氧化反應(yīng)器的耐用性。所述換熱管1上端設(shè)有保護套管2。保護換熱管1與管板3的焊接接頭及焊接熱影響區(qū)不受高速氣體的沖擊和磨蝕。所述外殼12在所述氧化筒9相應(yīng)位置處的直徑增大。以便加大殼程直徑，保證氧化筒9的邊緣與殼體12間有足夠的環(huán)隙，使汽水混合物流動暢通。所述升氣管出口 13位于所述外殼12的最高點處。使管板3下面殼程內(nèi)無死氣層存在，避免出現(xiàn)局部過熱現(xiàn)象，造成高溫端管板3與換熱管1間的泄漏。
權(quán)利要求1.一種甲醛氧化反應(yīng)器，包括氧化反應(yīng)段、余熱回收段和氣體冷卻段，其特征在于所述的氧化反應(yīng)段包括點火裝置、浮石銀觸媒、氧化筒、外殼、與所述氧化筒相連的換熱管、與所述換熱管和氧化筒相連的管板和位于所述外殼上的升氣管出口，所述氧化筒內(nèi)壁設(shè)有氧化筒絕熱層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲醛氧化反應(yīng)器，其特征在于所述氧化筒絕熱層為硅酸鋁耐火纖維層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲醛氧化反應(yīng)器，其特征在于所述管板上表面設(shè)有管板絕執(zhí)層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的甲醛氧化反應(yīng)器，其特征在于所述管板絕熱層為硅酸鋁耐火纖維層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4任一所述的甲醛氧化反應(yīng)器，其特征在于所述管板為撓性管板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 4任一所述的甲醛氧化反應(yīng)器，其特征在于所述換熱管上端設(shè)有保護套管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 4任一所述的甲醛氧化反應(yīng)器，其特征在于所述外殼上端在所述氧化筒相應(yīng)位置處的直徑大于外殼下端的直徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 4任一所述的甲醛氧化反應(yīng)器，其特征在于所述升氣管出口位于所述外殼的最高點處。
專利摘要本實用新型的目的是提供一種能夠延長使用壽命的甲醛氧化反應(yīng)器，包括氧化反應(yīng)段、余熱回收段和氣體冷卻段，所述的氧化反應(yīng)段包括點火裝置、浮石銀觸媒、氧化筒、外殼、與所述氧化筒相連的換熱管、與所述換熱管和氧化筒相連的管板和位于所述外殼上的升氣管出口，其中，所述氧化筒內(nèi)壁上設(shè)有絕熱層。本實用新型甲醛氧化反應(yīng)器，在氧化筒內(nèi)壁加裝硅酸鋁耐火纖維層進行絕熱保護，筒體外壁采用汽液冷卻，避免氧化筒材料奧氏體不銹鋼在高溫下出現(xiàn)強度、塑性及抗氧化性顯著下降的情況，因此大大降低了氧化筒材料的報廢率，從而大大提高了甲醛氧化反應(yīng)器的使用壽命。
文檔編號C07C47/052GK201978728SQ20112002862
公開日2011年9月21日 申請日期2011年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月27日
發(fā)明者劉萍 申請人:劉萍, 淮南市石油化工機械設(shè)備有限公司