一種帶膨脹節的甲醛氧化器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于化工生產工藝及設備技術領域，主要涉及用于甲醛生產的甲醛氧化器。
【背景技術】
[0002]目前，銀法甲醛生產主要分為以下幾個單元操作，甲醇蒸發單元、氧化反應單元、甲醛吸收單元、尾氣處理單元。而銀法甲醛生產中主要氧化反應器是核心設備，甲醛氧化器設計結構的合理性及制造質量的好壞直接影響甲醛成品質量、原料消耗和氧化器使用壽命O
[0003]目前，傳統的結構式拱蓋、催化劑室、急冷段組成。急冷段實際上是一個換熱器，上管板上直接鋪設銅網、催化劑鋪在銅網上，這樣縮短了催化劑層至急冷段的距離，從而產品得率高，酸度能控制在100xl0_6以下。但是，現有的甲醛氧化器仍然存在以下問題:甲醛氧化器工作溫度為620?650°C，由于熱應力會造成管板與換熱管的拉裂；換熱管與管板如果發生泄漏，會造成管程與殼程的介質匯合，造成生產事故；如果年產量超過12萬噸生產，傳統氧化器的體積變大，成為超限設備，造成運輸的不變的同時，跨度的增大降低了設備在高溫環境下的運行壽命；甲醛介質走管程，循環冷卻水走殼程，工藝不合理，換熱效果不好；管程走甲醛介質運行，由于整個管板存在，阻力大，運行不經濟，能耗大；上管板存在干燒的情況，從而引起管板的燒裂情況。同時由于殼體長期處于高溫條件下，容易造成焊接位的膨脹損傷。
【發明內容】
[0004]發明目的:針對上述存在的問題和缺陷，本實用新型提供了一種帶膨脹節的甲醛氧化器，結構緊湊體積小能實現12萬噸級甲醛生產，且通過L形膨脹節有效減緩氧化器殼體的高溫熱膨脹損傷。
[0005]技術方案:為實現上述發明目的，本實用新型采用以下技術方案:一種帶膨脹節的甲醛氧化器，包括氧化器殼體、換熱管、銀催化層和截面為“L”字形的膨脹節，所述氧化器殼體的中段為方形，上段和下段分別為進氣段和出料段；所述換熱管設在氧化器殼體中段的內部從而構成管殼式換熱器，該管殼式換熱器的殼程用于流通反應物料，而管程用于流通熱源，且換熱管的進水口和出水口均伸出殼體外部，并分別通過集水管匯集；所述銀催化劑層固定在換熱管的上方；所述氧化器殼體中段的上端的外周與膨脹節的一端固接，而膨脹節的另一端則與氧化器殼體的上段固接從而將氧化器殼體的上段和中段密封，且氧化器殼體中段的上端與氧化器殼體的上段為活動接觸。
[0006]作為優選，所述氧化器殼體的上段和下段均為圓筒型，且氧化器殼體上段設有物料進口和氣體分布器。
[0007]作為優選，所述氧化器殼體的上段設有冷卻伴管。
[0008]作為優選，所述換熱管為翅片管。
[0009]作為優選，所述換熱管穿過氧化器殼體的部位套設有支撐套。
[0010]作為優選，所述最上層換熱管上設有銅網支撐筋，該銅網支撐筋的上部平整，下部設有與換熱管外徑相匹配的凹槽。
[0011]作為優選，所述膨脹節僅在氧化器殼體的一側有設置。
[0012]作為優選，還包括換熱管支撐，所述換熱管支撐包括底部支撐和中間支撐板，所述中間支撐板設有多個與換熱管對應的穿孔，且該穿孔上設有與換熱管外徑匹配的套管；所述底部支撐設在中間支撐板下。
[0013]作為優選，所述換熱管為U型結構，換熱管進水口和出水口設在氧化器殼體的同一側，且至少第一層換熱管的彎曲端為半管封閉結構，且該半管封閉結構設有蒸汽引出口。
[0014]有益效果:與現有技術相比，本實用新型具有以下優點:(I)新型氧化器結構采用方形，使結構變得更加緊湊；(2)解決換熱管與管板如果發生泄漏，會造成管程與殼程的介質匯合的問題；(3)解決運輸上只限于產量12萬噸/年的問題；(4)解決氧化器換熱效果不好的問題，同樣換熱面積下，翅片管比普通管換熱管要少的多，生產能力提高但是設備變小；(5)解決氧化器阻力大，運行不經濟，能耗大的問題；(6)設備使用壽命會從3年增加到10年。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型所述甲醛氧化器的結構示意圖；
[0016]圖2為圖1中A處膨脹節的結構放大示意圖；
[0017]圖3為圖1中B處半管封閉結構的結構放大示意圖；
[0018]圖4為圖1中C處換熱管支撐的結構放大示意圖；
[0019]圖5為圖1中D處的結構放大示意圖；
[0020]圖6為圖1中E處的結構放大示意圖；
[0021]圖7為本實用新型所述銅網支撐筋的結構示意圖；
[0022]圖8為現有技術中甲醛氧化器的結構示意圖。
[0023]其中，拱蓋1、中段2、下段3、換熱管4、銀催化劑層5、匯集管6、膨脹節7、半管封閉結構8、蒸汽引出口 9、中間支撐板10、底部支撐11、套管12、支撐套13、銅網支撐筋14、物料進口 15、氣體分布器16、冷卻伴管17。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本實用新型，應理解這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍，在閱讀了本實用新型之后，本領域技術人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。
[0025]如圖1?7所示，本實用新型所述甲醛氧化器，主要包括氧化器殼體、換熱管、銀催化層、截面為“L”字形的膨脹節和換熱管支撐，其中:
[0026]氧化器殼體的分成三段，分別為上段的拱蓋、中段的反應和急冷段以及下段的產物收集段，而氧化器殼體的中段為方形，翅片式換熱管為U型結構，并呈矩陣式水平設在氧化器殼體的中段，且進水口和出水口均伸出氧化器殼體外并處于同一側，然后將各個進水口和出水口分別通過匯集管匯集。另外，所述換熱管支撐包括底部支撐和中間支撐板，所述中間支撐板設有多個與換熱管對應的穿孔，且該穿孔上設有與換熱管外徑匹配的套管，同時氧化器殼體上穿過換熱管的位置也安裝有圓筒形支撐套。
[0027]由于催化劑層反應段的溫度非常高，能達到650°C ο氧化器殼體的反應段和急冷段之間的熱膨脹較大，因此上段和中段的焊接處在膨脹不一致時容易導致焊接處疲勞損傷，進而縮短了使用壽命。作為優選方案，本實用新型在氧化器殼體的上段拱蓋和中段上端之間設置截面為” L”字形的膨脹節，氧化器殼體中段的上端的外周與膨脹節的一端固接，而膨脹節的另一端則與氧化器殼體的拱蓋固接從而將氧化器殼體的上段和中段密封，而氧化器殼體中段的上端與氧化器殼體的上段能相對活動(如圖2所示)。所述膨脹節可以由不銹鋼鋼板折邊制成，具有一定強度和合適的撓度。更佳優選的，僅在方形氧化器中段的一側設置該膨脹節，因此僅在一側發生錯位膨脹收縮移動，避免了膨脹方向的不確定性。如果換熱管與筒體的熱膨脹不一致時，筒體板膨脹大于換熱管的膨脹，右側管板(氧化器右側殼體)可以左右