專利名稱：復(fù)合式新型高效甲醛氧化反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種甲醛生產(chǎn)裝置，具體涉及一種甲醛氧化反應(yīng)器。
(二)
背景技術(shù)：
甲醛氧化反應(yīng)器是甲醛生產(chǎn)裝置中的心臟部位。甲醛氧化反應(yīng)器設(shè)計(jì) 制作的好壞直接影響到甲醛產(chǎn)品的質(zhì)量、原料消耗和氧化反應(yīng)器的使用壽 命。從而間接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和安全生產(chǎn)。
目前，甲醛氧化反應(yīng)器主要采用的是橢圓管板式氧化反應(yīng)器和蝶形管 板式氧化反應(yīng)器兩種結(jié)構(gòu)。橢圓管板式氧化反應(yīng)器的上部急冷段和下部冷 卻段都采用上管板中間上凸，下管板中間下凹的橢圓管板式結(jié)構(gòu)。管板厚
8 10mm。這種急冷段的管板溫度可保持在40(TC以下，急冷段產(chǎn)生的蒸 汽由中央導(dǎo)管引出，惰性氣體不易滯留，因而延長(zhǎng)了使用壽命。但由于周 邊盲區(qū)較多，造成反應(yīng)后的高溫氣體不能及時(shí)冷卻，往往影響產(chǎn)品的質(zhì)量 和原料消耗；蝶形管板式氧化反應(yīng)器的急冷段的上管板為中間下凹的蝶形 管板式結(jié)構(gòu)，它是對(duì)平管板式氧化反應(yīng)器和橢圓管板式氧化反應(yīng)器的一種 改良，克服了兩者的某些不足，但是對(duì)盲區(qū)和管板與換熱管連接部位在高 溫下承受壓力、高溫氣體的沖擊和腐蝕沒有從根本上解決，所以使用壽命 比較短， 一般都只有2 3年。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足，提供一種盲區(qū)少、管板與換熱 管連接部位在高溫下承受壓力能力強(qiáng)、耐高溫氣體的沖擊和耐腐蝕性強(qiáng)的 復(fù)合式新型高效甲醛氧化反應(yīng)器。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種復(fù)合式新型高效甲醛氧化反應(yīng) 器，包括觸媒室、頂蓋、急冷段和甲醛氣液混合物輸出段，所述頂蓋向上 設(shè)置在觸媒室頂部，觸媒室上部的外壁上設(shè)置有四元混合氣體進(jìn)口，所述 觸媒室內(nèi)設(shè)有銀觸媒催化劑層，所述觸媒室內(nèi)還設(shè)有絲網(wǎng)，所述急冷段向 下連接在所述觸媒室下方，所述甲醛氣液混合物輸出段向下連接在所述急 冷段的下方，其特征在于-
所述頂蓋頂部設(shè)置有安全防爆裝置，該安全防爆裝置內(nèi)裝有爆破片并 通過管道連接引至所述裝置區(qū)域外；
所述觸媒室上部的外壁上設(shè)置有兩個(gè)催化劑層觀測(cè)視鏡，所述催化劑 層觀測(cè)視鏡呈水平90度角布置；
所述觸媒室內(nèi)的銀觸媒催化劑層與觸媒室的主筒體之間設(shè)置有隔熱 圈，所述絲網(wǎng)直接放在急冷段的上管板與隔熱圈之間；
所述急冷段的上管板采用平底封頭式，所述上管板上翹兩端通過削薄 后與觸媒室的主筒體焊接為一體；
所述急冷段中間部位設(shè)有急冷段膨脹節(jié)；
所述觸媒室和急冷段外圍設(shè)置有廢鍋，該廢鍋頂部設(shè)置蒸汽出口，該 蒸汽出口設(shè)置有蒸汽過濾裝置，廢鍋鍋殼上部設(shè)有軟水進(jìn)水口和液位計(jì)管口，廢鍋鍋殼中間部位均布有多根對(duì)流管，對(duì)流管中間部位設(shè)有對(duì)流管膨 脹節(jié)，廢鍋內(nèi)設(shè)置有擋水板，該擋水板豎直設(shè)置在所述對(duì)流管上部進(jìn)水口 旁側(cè)的廢鍋鍋殼內(nèi)。
本實(shí)用新型通過在頂蓋頂部設(shè)置安全防爆裝置，該安全防爆裝置內(nèi)裝 有爆破片并通過管道連接引至所述裝置區(qū)域外，從而有效地解決了由于突 發(fā)情況造成氧化反應(yīng)器內(nèi)壓力驟然上升突破安全極限造成氧化反應(yīng)器爆炸 等惡性事故。由于該安全防爆裝置通過管道連接引至安全區(qū)域內(nèi)，即使發(fā) 生氧化反應(yīng)器壓力驟升沖破爆破片也不會(huì)危及操作工人及其它設(shè)備。
本實(shí)用新型通過將氧化反應(yīng)器的急冷段、觸媒室和廢鍋三者巧妙的復(fù) 合在一起，有別于目前現(xiàn)有使用氧化反應(yīng)器和汽包分別設(shè)置的方式，并使 急冷段的上管板浸于廢鍋水浴中，有利于對(duì)管板和催化劑層的保護(hù)。
本實(shí)用新型的管板采用鍋爐平底封頭，所述封頭上翹兩端通過削薄后 后處理與觸媒室主筒體焊接為一體，很好地克服了高溫差造成的應(yīng)力開裂 現(xiàn)象，同時(shí)急冷段中間部位設(shè)有膨脹節(jié)，增加了縱向拉力伸縮范圍，這種 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使它同時(shí)擁有足夠大的換熱面積(如同平管板)也有很好的緩 解應(yīng)力腐蝕的結(jié)構(gòu)(如同橢圓形管板)以及它本身的高效傳熱效果能促使 反應(yīng)氣高速通過高溫區(qū)。
本實(shí)用新型的兩個(gè)催化劑層觀測(cè)視鏡呈水平90度角布置，故觀測(cè)視野 廣，盲區(qū)少，且由于其設(shè)置在觸媒室外壁上，操作工人能很方便地隨時(shí)觀 測(cè)觸媒室內(nèi)銀觸媒催化劑層狀態(tài)。
本實(shí)用新型的廢鍋?zhàn)詭в幸何挥?jì)、軟水進(jìn)口、蒸汽口、蒸汽出口、過濾裝置及對(duì)流管。液位計(jì)有現(xiàn)場(chǎng)指示和遠(yuǎn)傳雙重功能，通過遠(yuǎn)傳能方便地
使用DCS自控系統(tǒng)進(jìn)行液位高度調(diào)節(jié)，使之調(diào)至最大限度的滿足工藝需 求，現(xiàn)場(chǎng)玻璃管指示能使操作工人一目了然。蒸汽出口處設(shè)置的蒸汽過慮 裝置能提高氧化反應(yīng)器自產(chǎn)蒸汽的品質(zhì)，從而增加整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的潔凈性， 為生產(chǎn)系統(tǒng)長(zhǎng)周期、滿負(fù)荷、穩(wěn)定安全運(yùn)行打下基礎(chǔ)。廢鍋?zhàn)詭У亩喔鶎?duì) 流管和廢鍋內(nèi)的擋水板設(shè)置限定了廢鍋內(nèi)冷熱水對(duì)流方向，使液體流向和 汽體流向的走向符合工藝?yán)鋮s需求，從而提高了傳熱效果，增加了副產(chǎn)蒸 汽，提高了產(chǎn)汽率。
本實(shí)用新型的隔熱圈與觸媒室主筒體連接在一起，把催化劑層高溫區(qū) 域與廢鍋低溫區(qū)域進(jìn)行了有效的隔離，避免了因突然停電、停水、停汽造 成甲醛生產(chǎn)裝置緊急停車引起催化劑層因溫度驟變引起冷縮開裂變形，從 而大大延長(zhǎng)了催化劑層的使用周期，即使短暫的停電、停水、停汽造成停 車無需更換催化劑即可馬上開車。
本實(shí)用新型的觸媒室主筒體內(nèi)設(shè)的三層經(jīng)退火的紫銅絲網(wǎng)直接放在急 冷段上管板與隔熱圈之間。它不同于一般的氧化反應(yīng)器在管板上設(shè)置支架 和花板，從而縮短了反應(yīng)后氣體在高溫區(qū)的停留時(shí)間，同時(shí)催化劑和紫銅 絲網(wǎng)具有較接近的熱膨脹系數(shù)故整體性能較好，短暫的開停車不會(huì)影響催 化劑正常使用。
本實(shí)用新型的觸媒室上部外壁的混合氣體進(jìn)口呈扁形鴨嘴式結(jié)構(gòu)。該 進(jìn)口是根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理設(shè)計(jì)的，四元混合氣體通過扁形鴨嘴式四元混 合氣體進(jìn)口進(jìn)入觸媒室能形成有利于化學(xué)反應(yīng)所需的氣體湍流，從而能平穩(wěn)均勻地進(jìn)入觸媒層。避免了因氣流旋轉(zhuǎn)沖擊對(duì)催化劑層造成影響。減少 了由于催化劑層表面不平整或厚薄不均勻造成反應(yīng)不完全醇含量和酸度 高、副反應(yīng)增加影響產(chǎn)品單耗和產(chǎn)品質(zhì)量不合格。該進(jìn)口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理， 制造簡(jiǎn)單。
綜上所述，本實(shí)用新型具有以下技術(shù)效果
1、 安全保險(xiǎn)系數(shù)增加。
2、 原料混合氣能平穩(wěn)均勻地進(jìn)入觸媒層，且設(shè)計(jì)合理、制造簡(jiǎn)單實(shí)用。
3、 獨(dú)特的廢鍋復(fù)合，避免了另外單獨(dú)設(shè)置汽包和重復(fù)投資，且有利于 對(duì)管板和觸媒層的保護(hù)，又很好地克服了高溫差造成的應(yīng)力開裂現(xiàn)象，解 決了長(zhǎng)期困擾技術(shù)人員沒有解決的氧化反應(yīng)器急冷段應(yīng)力腐蝕問題。
4、 短暫的停車不影響銀觸媒層活性及狀態(tài)，解決了由于停電、停水、
停汽造成停車需重新更換銀觸媒的麻煩，直接為企業(yè)節(jié)省了人力、財(cái)力。
5、 提高了換熱面積和換熱效率，從而副產(chǎn)蒸汽高、主反應(yīng)效果好、副 反應(yīng)少。
6、 副產(chǎn)蒸汽品質(zhì)高、裝置運(yùn)行過程中氧化反應(yīng)器的銀觸媒催化劑層人 工目測(cè)方便。
7、 氧化反應(yīng)器整體使用壽命高。

圖1為本實(shí)用新型復(fù)合式新型高效甲醛氧化反應(yīng)器的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1中急冷段上管板、觸媒室、隔熱圈、催化劑層以及絲網(wǎng)層之間的連接裝配示意圖。
圖3為圖1中混合氣體進(jìn)口放大圖。
圖4為圖3的A—A剖示圖。
圖5為圖3的K向視圖。
圖6為本實(shí)用新型的觀測(cè)視鏡的示意圖。
圖中甲醛氣液混合物輸出段l、對(duì)流管2、對(duì)流管膨脹節(jié)3、急冷段 4、軟水進(jìn)水口 5、廢鍋6、觸媒室7、四元混合氣體進(jìn)口 8、催化劑層觀測(cè) 視鏡9、頂蓋10、安全防爆裝置11、急冷段膨脹節(jié)12、擋水板13、銀觸 媒催化劑層14、隔熱圈15、液位計(jì)管口 16、蒸汽過濾裝置17、蒸汽出口 18、絲網(wǎng)19、換熱管束20;急冷段的上管板4.1、觸媒室的主筒體7.1。 具體實(shí)施方式
參見圖1，本實(shí)用新型涉及的復(fù)合式新型高效甲醛氧化反應(yīng)器，主要 由觸媒室7、頂蓋IO、急冷段4、廢鍋6和甲醛氣液混合物輸出段1組成。
所述頂蓋10向上設(shè)置在觸媒室7頂部，頂蓋10頂部設(shè)置有安全防爆 裝置11，該安全防爆裝置11內(nèi)裝有爆破片并通過管道連接引至所述裝置 區(qū)域外。
所述觸媒室7內(nèi)設(shè)有用來發(fā)生甲醇氧化脫氫反應(yīng)生成甲醛氣體的銀觸 媒催化劑層14。觸媒室7上部的外壁上設(shè)置有四元混合氣體進(jìn)口 8和兩個(gè) 催化劑層觀測(cè)視鏡9，如圖6。兩個(gè)催化劑層觀測(cè)視鏡9呈水平90度角布 置。
所述急冷段4向下連接在所述觸媒室7下方，該急冷段4中間部位設(shè)有急冷段膨脹節(jié)12。
所述廢鍋6設(shè)置在所述觸媒室7和急冷段4外圍，該廢鍋6頂部設(shè)置 四個(gè)蒸汽出口18，該蒸汽出口 18設(shè)置有蒸汽過濾裝置17，廢鍋6鍋殼上 部設(shè)有軟水進(jìn)水口 5和液位計(jì)管口 16，廢鍋6鍋殼中間部位均布有四根對(duì) 流管2，對(duì)流管2中間部位設(shè)有對(duì)流管膨脹節(jié)3。廢鍋6內(nèi)設(shè)置有擋水板 13，該擋水板13豎直設(shè)置在所述對(duì)流管2上部進(jìn)水口旁側(cè)的廢鍋6鍋殼內(nèi)。
所述甲醛氣液混合物輸出段1向下連接在所述急冷段4的下方。
參見圖2，所述急冷段的上管板4.1采用平底封頭式，所述上管板4.1 上翹兩端通過削薄后與觸媒室的主筒體7.1焊接為一體。所述觸媒室7內(nèi) 的銀觸媒催化劑層14與觸媒室的主筒體7.1之間設(shè)置有隔熱圈15。所述觸 媒室7內(nèi)設(shè)有三層經(jīng)退火的紫銅絲網(wǎng)19，所述絲網(wǎng)19直接放在急冷段的 上管板4.1與隔熱圈15之間，承載觸媒的分別為3目(絲徑5mm)、 5目 (絲徑3mm)和60目。
參見圖3~5,所述觸媒室7上部外壁的混合氣體進(jìn)口 8呈扁形鴨嘴式 結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求1、一種復(fù)合式新型高效甲醛氧化反應(yīng)器，包括觸媒室(7)、頂蓋(10)、急冷段(4)和甲醛氣液混合物輸出段(1)，所述頂蓋(10)向上設(shè)置在觸媒室(7)頂部，觸媒室(7)上部的外壁上設(shè)置有四元混合氣體進(jìn)口(8)，所述觸媒室(7)內(nèi)設(shè)有銀觸媒催化劑層(14)，所述觸媒室(7)內(nèi)還設(shè)有絲網(wǎng)(19)，所述急冷段(4)向下連接在所述觸媒室(7)下方，所述甲醛氣液混合物輸出段(1)向下連接在所述急冷段(4)的下方，其特征在于所述頂蓋(10)頂部設(shè)置有安全防爆裝置(11)，該安全防爆裝置(11)內(nèi)裝有爆破片并通過管道連接引至所述裝置區(qū)域外；所述觸媒室(7)上部的外壁上設(shè)置有兩個(gè)催化劑層觀測(cè)視鏡(9)，所述催化劑層觀測(cè)視鏡(9)呈水平90度角布置；所述觸媒室(7)內(nèi)的銀觸媒催化劑層(14)與觸媒室的主筒體(7.1)之間設(shè)置有隔熱圈(15)，所述絲網(wǎng)(19)直接放在急冷段的上管板(4.1)與隔熱圈(15)之間；所述急冷段的上管板(4.1)采用平底封頭式，所述上管板(4.1)上翹兩端通過削薄后與觸媒室的主筒體(7.1)焊接為一體；所述急冷段(4)中間部位設(shè)有急冷段膨脹節(jié)(12)；所述觸媒室(7)和急冷段(4)外圍設(shè)置有廢鍋(6)，該廢鍋(6)頂部設(shè)置蒸汽出口(18)，該蒸汽出口(18)設(shè)置有蒸汽過濾裝置(17)，廢鍋(6)鍋殼上部設(shè)有軟水進(jìn)水口(5)和液位計(jì)管口(16)，廢鍋(6)鍋殼中間部位均布有多根對(duì)流管(2)，對(duì)流管(2)中間部位設(shè)有對(duì)流管膨脹節(jié)(3)，廢鍋(6)內(nèi)設(shè)置有擋水板(13)，該擋水板(13)豎直設(shè)置在所述對(duì)流管(2)上部進(jìn)水口旁側(cè)的廢鍋(6)鍋殼內(nèi)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合式新型高效甲醛氧化反應(yīng)器，其特 征在于所述絲網(wǎng)(19)有三層，采用經(jīng)退火的紫銅絲網(wǎng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種復(fù)合式新型高效甲醛氧化反應(yīng)器，其特 征在于所述三層絲網(wǎng)(19)分別為3目、5目和60目。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的一種復(fù)合式新型高效甲醛氧化反應(yīng) 器，其特征在于所述觸媒室(7)上部外壁的混合氣體進(jìn)口(8)呈扁形鴨嘴式結(jié) 構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種復(fù)合式新型高效甲醛氧化反應(yīng)器，包括觸媒室(7)、頂蓋(10)、急冷段(4)和甲醛氣液混合物輸出段(1)，頂蓋(10)頂部設(shè)置有安全防爆裝置(11)，該安全防爆裝置(11)內(nèi)裝有爆破片并通過管道連接引至所述裝置區(qū)域外；觸媒室(7)上部的外壁上設(shè)置有兩個(gè)催化劑層觀測(cè)視鏡(9)；觸媒室(7)內(nèi)的銀觸媒催化劑層(14)與觸媒室的主筒體(7.1)之間設(shè)置有隔熱圈(15)，所述絲網(wǎng)(19)直接放在急冷段的上管板(4.1)與隔熱圈(15)之間；急冷段的上管板(4.1)采用平底封頭式，所述上管板(4.1)上翹兩端通過削薄后與觸媒室的主筒體(7.1)焊接為一體；觸媒室(7)和急冷段(4)外圍設(shè)置有廢鍋(6)。本實(shí)用新型具有反應(yīng)效果好、副反應(yīng)少，傳熱效率高，副產(chǎn)蒸汽量大、安全系數(shù)高、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01J8/06GK201257378SQ20082003909
公開日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2008年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月18日
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