复合式甲醇蒸发器.pdf

本实用新型涉及一种用于甲醛生产的复合式甲醇蒸发器，由蒸发段、过热过滤段、上盖、残液浓缩器四部分组成；本实用新型由于采用了由蒸发段、过热过滤段、上盖、残液浓缩器的连接结构，免去了传统方法中需要经常对过热器、过滤器的排液操作，也免去了带液对催化剂的伤害；当甲醇温度达到指标时切换空气入口，用二元气置换、点火，这样既没有甲醇冷凝液损害催化剂，又不必浪费大量甲醇。本实用新型占地面积小，结构简单紧凑，造价低廉，阻力极低，混合气净化好，便于操作，利用它可以较大地降低甲醛生产中的电单耗和甲醇单耗、延长催化剂使用寿命，宜于推广应用。

1、一种用于甲醛生产的复合式甲醇蒸发器，由蒸发段、过热过滤段、上盖、残液浓缩器四部分组成；蒸发段由筒体(1)、下封头(2)、循环甲醇出口接管(3)、稀甲醇入口接管(4)、残液浓缩器液相接管(5)、气相接管(6)、液面计(7)、空气入口接管(8)、支耳(9)、栅板(10)、填料(11)、循环甲醇分布器(12)、塔板(13)、精甲醇入口接管(14)、温度计接口(15)、压力表接口(16)、除沫器(17)、配料蒸汽分布器(18)、法兰(19)组成；过热过滤段由带法兰的下管板(20)、上筒体(21)、列管(22)、上管板(23)、法兰(19)组成；上盖由法兰(19)、环形板(24)、立管(25)、防爆板总成(26)、混合气出口接管(27)、过滤筐(28)组成；残液浓缩器由小筒体(29)、带法兰的下管板(20)、上管板(23)，列管(22)、插件(30)、封头(31)、残液排放接管(32)、封头(33)气相出口(34)、液相进口(35)组成；其特征在于：蒸发段的筒体(1)下部焊一下封头(2)，下封头(2)最下部开口并焊接循环甲醇出口接管(3)；筒体(1)的下部焊有稀甲醇进口接管(4)、残液浓缩器液相接管(5)、气相接管(6)、液面计(7)、空气入口接管(8)，其中甲醇进口接管(4)、残液浓缩器液相接管(5)接近液面计(7)的下部，气相接管(6)、空气入口接管(8)接近液面计(7)上部，在空气入口接管(8)上方筒体(1)内表面上等高、均布地焊接多个支耳(9)，支耳(9)上面依次放置栅板(10)、填料(11)，在填料(11)上方穿过筒壁焊接安装循环甲醇分布器(12)，再上方安装塔板(13)，在塔板(13)上方紧挨塔板的筒壁上焊接精甲醇入口接管(14)，填料(11)的上部空间装有除沫器(17)，除沫器(17)与塔板(13)之间的筒体(1)上焊有温度计接口(15)和压力表接(16)，在除沫器(17)上方穿过筒体(1)焊接安装配料蒸汽分布器(18)，在配料蒸汽分布器(18)上方的筒体(1)上焊有一个者说法兰(19)；过热过滤段的上筒体(21)的下部焊有一个带法兰的下管板(20)与蒸发段法兰(19)用螺栓连接。在上筒体(21)的中部左右筒体内壁上焊有上管板(23)，下管板(20)与上管板(23)之间焊有大量列管(22)，上筒体(21)的最上端焊有法兰(19)；上盖部分主要部件是一个中间略向上有一点锥度的环形板(24)，环形板(24)外边焊在法兰(19)内侧，环形板(24)内边焊有立管(25)，立管(25)上部是防爆板总成(26)，在立管(25)的侧面，焊有混合气出口接管(27)；在环形板(24)下面，焊有过滤筐(28)与环形板(24)连接，过滤筐(28)有一个或多个同心筒；残液浓缩器是一个立式列管换热器，小筒体(29)两端焊有带法兰的上下管板(23)、(20)，上下管板间焊有许多列管(22)，列管(22)内有插件(30)，插件(30)是比列管(22)细一些的棒或两端封闭的管，或者是麻花铁；下封头(31)最下部，焊有一个残液排放接管(32)，封头(33)顶部焊有气相出口(34)与蒸发段的气相接管(6)相连；封头(33)底部焊有液相进口(35)，与蒸发段的液相接管(5)相连。



技术领域：

本实用新型涉及一种用于甲醛生产的专用设备，特别是一种复合 式甲醇蒸发器。

背景技术：

甲醇蒸发器是银法甲醛生产装置的主要设备之一，它的作用是产 生甲醇与空气的混合气体。传统的甲醇蒸发器是中央循环管式蒸发 器，它的缺点是：1、空气需要在蒸发器底部鼓泡以产生甲醇与空气 的混合气，空气分布器、列管束、甲醇液层对空气的阻力很大，一般 占系统阻力的40-70％，按系统总阻力为50KPa计，蒸发器阻力一般 为20-35KPa，极大地浪费了风机电能；2、开车时要用甲醇、空气二 元气预热系统并调节蒸发器温度，不但浪费了甲醇，更重要的是这样 易使银触媒结碳因而使以后的生产过程中甲醇单耗偏高。3、蒸发器 本身结构就比较复杂，耗费钢材，产生的二元气还要在出口管线上加 入配料蒸汽，再通过过热器、过滤器才能去反应器，总体上设备庞大、 结构复杂、钢材耗量大。

技术方案：

本实用新型的目的在于提供一种复合式甲醇蒸发器，它具备低阻 力、低制作成本、并且具有过热、过滤功能的，不必用甲醇、空气二 元气预热系统并调节蒸发器温度的新型甲醇蒸发器。

本实用新型是这样实现的。由蒸发段、过热过滤段、上盖、残液 浓缩器四部分组成；蒸发段由筒体(1)、下封头(2)、循环甲醇出口 接管(3)、稀甲醇入口接管(4)、残液浓缩器液相接管(5)、气相接 管(6)、液面计(7)、空气入口接管(8)、支耳(9)、栅板(10)、 填料(11)、循环甲醇分布器(12)、塔板(13)、精甲醇入口接管(14)、 温度计接口(15)、压力表接口(16)、除沫器(17)、配料蒸汽分布 器(18)、法兰(19)组成；过热过滤段由带法兰的下管板(20)、上 筒体(21)、列管(22)、上管板(23)、法兰(19)组成；上盖由法 兰(19)、环形板(24)、立管(25)、防爆板总成(26)、混合气出口 接管(27)、过滤筐(28)组成；残液浓缩器由小筒体(29)、带法兰 的下管板(20)、上管板(23)，列管(22)、插件(30)、封头(31)、 残液排放接管(32)、上封头(33)、气相出口(34)、液相进口(35) 组成；其结构、组装关系如下：蒸发段的筒体(1)下部焊一下封头 (2)，下封头(2)最下部开口并焊接循环甲醇出口接管(3)；筒体 (1)的下部焊有稀甲醇进口接管(4)、残液浓缩器液相接管(5)、 气相接管(6)、液面计(7)、空气入口接管(8)，其中甲醇进口接管 (4)、残液浓缩器液相接管(5)接近液面计(7)的下部，气相接管 (6)、空气入口接管(8)接近液面计(7)上部，在空气入口接管(8) 上方筒体(1)内表面上等高、均布地焊接多个支耳(9)，支耳(9) 上面依次放置栅板(10)、填料(11)，在填料(11)上方穿过筒壁焊 接安装循环甲醇分布器(12)，再上方安装塔板(13)，在塔板(13) 上方紧挨塔板的筒壁上焊接精甲醇入口接管(14)，填料(11)的上 部空间装有除沫器(17)，除沫器(17)与塔板(13)之间的筒体(1) 上焊有温度计接口(15)和压力表接口(16)，在除沫器(17)上方 穿过筒体(1)焊接安装配料蒸汽分布器(18)，在配料蒸汽分布器(18) 上方的筒体(1)上焊有一个法兰(19)；过热过滤段的上筒体(21) 的下部焊有一个带法兰的下管板(20)与蒸发段法兰(19)用螺栓连 接。在上筒体(21)的中部左右筒体内壁上焊有上管板(23)，下管 板(20)与上管板(23)之间焊有大量列管(22)，上筒体(21)的 最上端焊有法兰(19)；上盖部分主要部件是一个中间略向上有一点 锥度的环形板(24)，环形板(24)外边焊在法兰(19)内侧，环形 板(24)内边焊有立管(25)，立管(25)上部是防爆板总成(26)， 在立管(25)的侧面，焊有混合气出口接管(27)；在环形板(24) 下面，焊有过滤筐(28)与环形板(24)连接，过滤筐(28)有一个 或多个同心筒；残液浓缩器是一个立式列管换热器，小筒体(29)两 端焊有带法兰的上下管板(23)、(20)，上下管板间焊有许多列管(22)， 列管(22)内有插件(30)，插件(30)是比列管(22)细一些的棒 或两端封闭的管，或者是麻花铁；下封头(31)最下部，焊有一个残 液排放接管(32)，上封头(33)顶部焊有气相出口(34)与蒸发段 的气相接管(6)相连；上封头(33)底部焊有液相进口(35)，与蒸 发段的液相接管(5)相连。

工作时，蒸发器底部的温度较低的甲醇经循环甲醇出口接管、甲 醇循环泵、换热器，再经循环甲醇分布器喷淋到下面的填料上并在填 料表面呈膜状下降；空气从空气入口接管进入，穿过填料与甲醇逆向 接触，降低甲醇分压使之汽化形成二元混合气，二元混合气经精甲醇 洗涤(如果有塔板)、除沫器除沫以降低混合气中的杂质，之后再加 入配料蒸汽进入列管内，列管间用水蒸气加热。过热后的混合气体再 经过滤筐过滤，从混合气出口接管离开复合式甲醇蒸发器。为了净化 甲醇残液，向蒸发器多入含有甲醛的稀甲醇，向蒸发器补充热量，蒸 发器可以选配残液浓缩器，残液浓缩器最好为列管式，也可以用板式 换热器，但是使用寿命低。为了使甲醇与空气的比例达到一定要求， 蒸发段温度应根据甲醇浓度、蒸发段上部压力进行调节。由于省掉了 蒸发部位的加热段，并且因填料流通截面积远大于传统蒸发器的加热 段流通截面积，本实用新型甲醇蒸发器的直径可以缩小，所以本实用 新型甲醇蒸发段重量不足传统的甲醇蒸发器重量的1/6，因而造价低 廉；满负荷生产时传统蒸发器的阻力一般为27KPa，而本实用新型甲 醇蒸发段中空气不通过阻力很大的空气分布器、列管束，不穿流甲醇 液层，只通过阻力很小的一层填料，因而蒸发段阻力很小，满负荷生 产时蒸发段的阻力一般小于1KPa；增设残液浓缩器，可以浓缩并排除 蒸发器残液中的杂质，降低甲醛生产中的甲醇消耗，延长催化剂的使 用寿命，更重要的是因为它能提高蒸发量，所以我们可以增加由甲醛 吸收塔进入蒸发器的含醛稀甲醇量，也就是说，提高了生产中未反应 的甲醇回收率，降低了甲醇单耗，同时，由于从吸收塔中导走稀甲醇 甲醛液，使甲醛产品的浓度得到提高，最高浓度可达55％。当有稀甲 醇甲醛液进入蒸发器时，残液蒸发器的浓缩液主要是甲醛水溶液，可 以进入甲醛产品中。增加的精甲醇洗涤及采用比传统蒸发器中的折流 式除沫器除沫效率高得多的丝网等除沫器，使混合气夹带的杂质更 低，有利于保持银催化剂的活性。本实用新型集蒸发、过热、过滤功 能于一身，减少了设备占地面积和钢材使用量。

本实用新型由于采用了由蒸发段、过热过滤段、上盖、残液浓缩 器的连接结构，免去了传统方法中需要经常对过热器、过滤器的排液 操作，也免去了带液对催化剂的伤害；点火前一方面蒸发器内甲醇外 循环并被加热，温度逐步升高，另一方面，少量空气从配料蒸汽入口 加入，通过过热段加热后对系统及催化剂加热，当甲醇温度达到指标 时切换空气入口，用二元气置换、点火，这样既没有甲醇冷凝液损害 催化剂，又不必浪费大量甲醇。本实用新型占地面积小，结构简单紧 凑，造价低廉，阻力极低，混合气净化好，便于操作，利用它可以较 大地降低甲醛生产中的电单耗和甲醇单耗、延长催化剂使用寿命，宜 于推广应用。

附图说明：

附图为本实用新型的总体结构示意图。

具体实施方式：

以下结合附图对本实用新型的实施加以说明。

如图所示，复合式甲醇蒸发器是由蒸发段、过热过滤段、上盖、 残液浓缩器四部分组成；蒸发段由筒体1、下封头2、循环甲醇出口 接管3、稀甲醇入口接管4、残液浓缩器液相接管5、气相接管6、液 面计7、空气入口接管8、支耳9、栅板10、填料11、循环甲醇分布 器12、塔板13、精甲醇入口接管14、温度计接口15、压力表接口16、 除沫器17、配料蒸汽分布器18、法兰19组成；过热过滤段由带法兰 的下管板20、上筒体21、列管22、上管板23、法兰19组成；上盖 由法兰19、环形板24、立管25、防爆板总成26、混合气出口接管27、 过滤筐28组成；残液浓缩器由小筒体29、带法兰的下管板20、上管 板23，列管22、插件30、封头31、残液排放接管32、上封头33、 气相出口34、液相进口35组成。其结构、组装关系如下：蒸发段的 筒体1下部焊一下封头2，下封头2最下部开口并焊接循环甲醇出口 接管3；筒体1的下部焊有稀甲醇进口接管4、残液浓缩器液相接管5、 气相接管6、液面计7、空气入口接管8，其中稀甲醇进口接管4、残 液浓缩器液相接管5接近液面计7的下部，气相接管6、空气入口接 管8接近液面计7的上部，在空气入口接管8上方筒体1内表面上等 高、均布地焊接多个支耳9，支耳9上面依次放置栅板10、填料11， 在填料11上方穿过筒壁焊接安装循环甲醇分布器12，再上方安装塔 板13，在塔板13上方紧挨塔板的筒壁上焊接精甲醇入口接管14，填 料11的上部空间装有除沫器17，除沫器17与塔板13之间的筒体1 上焊有温度计接口15和压力表接口16，在除沫器17上方穿过筒体1 焊接安装配料蒸汽分布器18，在配料蒸汽分布器18上方的筒体1上 焊有一个法兰19；过热过滤段的上筒体21的下部焊有一个带法兰的 下管板20与蒸发段法兰19用螺栓连接；在上筒体21的中部左右筒 体内壁上焊有上管板23，下管板20与上管板23之间焊有大量列管 22，上筒体21的最上端焊有法兰19；上盖部分主要部件是一个中间 略向上有一点锥度的环形板24，环形板24外边焊在法兰19内侧，环 形板24内边焊有立管25，立管25上部是防爆板总成26，在立管25 的侧面，焊有混合气出口接管27；在环形板24下面，焊有过滤筐28 与环形板24连接，过滤筐28有一个或多个同心筒；残液浓缩器是一 个立式列管换热器，小筒体29两端焊有带法兰的上下管板23、20， 上下管板间焊有许多列管22，列管22内有插件30，插件30是比列 管22细一些的棒或两端封闭的管，或者是麻花铁；下封头31最下部， 焊有一个残液排放接管32，封头33顶部焊有气相出口34与蒸发段的 气相接管6相连；封头33底部焊有液相进口35，与蒸发段的液相接 管5相连。