甲醛生产主要设备

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1、15. 甲醛生产设备甲醛生产的核心设备是氧化反应器，其主要设备有蒸发器、 过热器、阻火过滤器、罗茨风机、吸收塔等。15.1 甲醇蒸发器15.1.1甲醇蒸发器的结构：用热水作为甲醇蒸发器热源的蒸发器结构，主要由空气进气管、加热列管、中央循环管、蒸发室球形除沫器和折流除沫器组成。15.1.2甲醇蒸发器的工作原理：甲醇的蒸发形式为加热列管内的甲醇被来自下端的空气搅动， 甲醇液体分子扩散到空气气泡中，被气泡带出加热管， 汇集到上部空间，因此，甲醇蒸发器中液体的温度并未达到甲醇的沸点。15.1.3甲醇蒸发器的工作过程：空气从蒸发器下部进入空气分配器中，空气分配器为一多边形圆筒体， 其下部有数排小孔， 空

2、气从小孔鼓向蒸发器底部搅动甲醇，然后反向上升，穿过筛板小孔形成气泡， 再经列管的管内上升至蒸发室空间，加热列管为氧化器冷却段过来的热除盐水，在此过程中， 带出的甲醇蒸汽在蒸发室中形成空气 / 甲醇混合气，它继续上升经经球形除沫器和折流式除沫器除去夹带的甲醇液体从上部口输出。 在蒸发过程中还有一个循环过程，由于蒸发器中央循环管内单位面积甲醇供热面积小于加热管内的单位体积甲醇蒸发的传热面积，因此，由于被加热的程度不同，甲醇受热形式的气液混合物中的含气率就不同，致使中央循环球管内的甲醇就从列管上升，而从中央循环管下降， 如此不断循环就提高了蒸发器的传热器效果，强化了蒸发。15.2 阻火过滤器15.2

3、.1 阻火过滤器的结构一般阻火器的外壳为短截筒体， 两端的法兰分别与其他设备或管道相连。阻火器内腔填充紫铜网或不锈钢网，用环板支撑。现在的装置多把阻火器和三元气过滤器合为一体，阻火丝网布置在混合过滤器的下部，靠近混合气进气口的位置。 这样的阻火过滤器兼具阻火和过滤的作用。阻火器的作用是阻止氧化器发生回火倒至蒸发器。当鼓风机突然停车或氧化器后阻力突然增大时， 氧化器可能发生回火。 其原因是进入氧化器的气体速度低于甲醇燃烧速度，甲醇火焰向蒸发器方向倒串。如果不及时阻止火焰继续倒串，一旦火焰窜入蒸发器， 就会引起甲醇空气混合器发生爆炸，安装阻火器的目的就在于，当氧化器发生回火时， 火焰会被阻火器阻止

4、住， 因为阻火器内装有致密的散热性能特好的紫铜丝网， 火焰一旦与他们接触， 由于器壁效应和热量的迅速传散，致使回火气流温度迅速降到着火点以下，火焰熄灭！只是在安装阻火器时，要求将其间的紫铜丝网或紫铜片铺装得致密而均匀，以防局部短路， 甚至造成阻火器的阻火作用完全失效。三元过滤器的结构为直通式过滤器，过滤材质为超细玻璃棉， 手工松散铺装在不锈钢网上，两边用多孔箅子板固定。三元过滤器的作用：进一步过滤反应混合气中可能还有的细微杂质或颗粒，保证进入反应器的气体尽可能纯净，从而保护银催化剂免遭污染。15.3 氧化器15.3.1氧化器是甲醛生产的主要设备，氧化器的设计制作的好坏，直接影响成品质量、原料消

5、耗和氧化器的使用寿命。氧化器的外形为一立式圆筒形设备，其结构从上往下分为三段， 上段位催化剂室，中间为急冷段，下段为冷却段。15.3.2 氧化器包括氧化器盖、催化剂室、急冷段、冷却段、低帽等。氧化器盖的下部用法兰与催化剂室相连，三元气体从入口管进入， 由于锥形罩的阻挡，气体分两路呈弧形进入盖与锥形罩之间的夹层。再向上从锥形罩顶口流向锥形罩的内部空间， 锥形罩的作用是使气体分布均匀，同时，如果三元气体中夹带冷凝液时， 也可在此沉降并气化。 氧化器盖顶有一视镜， 从视镜可观察到催化剂室中情况。催化剂室。 氧化器盖的下部与急冷段上部管板之间为催化剂室，催化剂室内装电解银催化剂，厚度约为20mm 左右

6、，三元气体通过催化剂层时发生化学反应，使甲醇氧化脱氢变成甲醛。 电解银催化剂按颗粒大小铺装在催化剂层下部的多孔花板上，花板为一圆形薄板， 上面呈正三角形密布直径6mm 的圆形孔， 花板安装在托架上，花板上有开槽，均布三个测温热电偶，板上铺一层目数为80100的经过退火处理的铜丝网， 电解银按颗粒大小分层铺装在铜丝网上，要求花板必须平整，催化剂铺装均匀，催化剂厚度均匀密实。距催化剂上部约 35cm处有点火电阻丝， 支撑在一圆形绝缘支架上， 开车时间用来点火开车，加速反应进行。急冷段。氧化反应的产品气体混合物温度约为630650，在此温度下，甲醛会继续氧化，甚至分解为CO和 H2，影响产品质量和消

7、耗，为此，必须用急剧冷却的办法使产品气温降到200以下。急冷段的结构像一个立式火管锅炉，实际是一个热交换器， 它的上端与催化剂室相连， 下端通过法兰与冷却管相连，产品气体由上部进入急冷列管，列管见为脱盐水，通过冷却介质交换，将产品的热量吸收，使之快速降到200，脱盐水吸收热量后变成水蒸汽， 由急冷段上端的上升管引出汇集在氧化器上面的汽包内。冷却段。产品气通过急冷段后温度降到160200，需要进一步冷却，它通过冷却段把温度进一步降到100以下，然后，从氧化器下端出口流出，进入吸收塔。冷却段是一个立式列管换热器， 气体由上而下经过管程， 冷却水由下而上经过塔壳程的管间，二者通过列管来进行逆流热交换

8、， 冷却水受热后上端出口流出，然后回到热水槽用于甲醇蒸发的热源。15.4 填料塔15.4.1填料塔是甲醛生产中最常用的塔器。填料塔是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。 填料塔的塔身是以直立式圆筒， 底部装有填料支撑板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支撑板上。填料的上方安装填料压板， 以防被上升气流吹动。 液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。 气体从塔底送入， 经气体分布装置分布后， 与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。 填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。当液体

9、沿填料层向下流动时， 有逐渐向塔壁集中的趋势， 使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种想象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体液体收集器收集后， 送到液体再分布器， 经重新分布后喷淋到下层填料上。填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等优点。填料塔也有一些不足之处， 如填料造价高； 当液体负荷较小时不能有效地润湿填料表面， 使传质效率降低； 不能直接用于有悬浮物或容易聚合的物料等。甲醛生产装置目前大多数第一吸收塔采用填料塔，由于甲醛在低温时易于聚合， 所以在操作填料塔时必须严格控制塔温，不能太低。填料的作用是可以提供巨大的气液传质面积而且填料表面具有良好的湍流状况，从而使吸收过程易于进行。甲醛吸收塔的填料种类有很多种，有拉西环、鲍尔环、阶梯环、矩鞍环、规整波纹填料，材质有金属、陶瓷或塑料等。现在甲醛装置吸收塔的填料绝大多数选用不锈钢规整填料Y250/Y350，该填料特性优异， 比表面积孔隙率大。 比表面积大使气液接触面积大，从而提高了吸收效率，孔隙率大则能允许较大的喷淋流量和气流速度。