CN113267076B - 一种氢氰酸氧化反应器及其管板冷却结构 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种氢氰酸氧化反应器及其管板冷却结构,包括上管板,还包括用于对上管板进行冷却的冷却结构,所述冷却结构包括环形管,所述环形管的外壁上与环形管连通设置有用于向环形管内输送冷却液的入水管,所述冷却结构还包括设置在环形管上的第一冷却机构和第二冷却机构,所述第一冷却机构用于对上管板一面的四周冷却,所述第二冷却机构用于对上管板的一面的中心位置处冷却;本申请具有防止蒸汽温度过高导致上管板损坏的优点。
Description
技术领域
本申请涉及氢氰酸反应设备领域,尤其是涉及一种氢氰酸氧化反应器及其管板冷却结构。
背景技术
从氢氰酸出发合成的许多化工产品,被广泛应用于医药、食品、饲料、电镀、冶金、高分子、花费和精细化工等领域,因此研究氢氰酸的合成方法,延伸加工和综合利用十分重要;现有的工业合成氢氰酸主要采用安氏法生产,而氢氰酸反应器是氢氰酸生产工艺流程中的核心装置。
授权公告号为CN212855693U的中国专利公开了一种氢氰酸反应器装置内部结构,包括反应器壳体,在反应器壳体内部上下两端各自设置有上管板和下管板,在上管板和下管板之间且沿水平方向均匀的布置有多个竖向的换热管,换热管下端与下管板连接固定;换热管上端连接固定有换热管接头;上管板上与所述换热管接头对应的位置向下凸起形成柱形结构的对接凸起,对接凸起上设有对头孔并供换热管接头上端***,对接孔底面上设有贯穿上管板厚度方向设置的连接孔并用于与换热管接头内孔连通;换热管接头内孔上端以及连接孔下端各自设有倒角结构以使得换热管接头内孔上端和连接孔下端形成三角形结构的焊接区域。
针对上述中的相关技术,发明人认为存在以下技术缺陷:反应器在使用时需要向反应器内通入蒸汽,蒸汽向上朝向上管板移动,由于上管板特别是中心位置的蒸发强度较高,导致上管板极易出现损坏。
发明内容
第一方面,为了防止因蒸汽温度较高导致上管板损坏,本申请提供一种管板冷却结构。
本申请提供的一种管板冷却结构采用如下的技术方案:
一种管板冷却结构,包括上管板,还包括用于对上管板进行冷却的冷却结构,所述冷却结构包括环形管,所述环形管的外壁上与环形管连通设置有用于向环形管内输送冷却液的入水管,所述冷却结构还包括设置在环形管上的第一冷却机构和第二冷却机构,所述第一冷却机构用于对上管板一面的四周冷却,所述第二冷却机构用于对上管板的一面的中心位置处冷却。
通过采用上述技术方案,通过第一冷却机构和第二冷却机构可对上管板的中心和四周同时冷却,从而防止上管板因温度过高出现损坏,延长了上管板的使用寿命。
可选的,所述第一冷却机构包括沿环形管内壁的周向位置与环形管连通设置的多个冷却管,每个所述冷却管朝向上管板的面上均开设有多个冷却孔,多个所述冷却管远离环形管的中心朝向上管板的中心延伸设置。
通过采用上述技术方案,当通过入水管向环形管内输送冷却液后,冷却液可沿着多个冷却管的冷却孔喷出,从而实现了对上管板的四周进行冷却,采用环形管的设置便于同时向多个冷却管内输送冷却液,采用多个冷却管的设置实现了对整个上管板的均匀冷却,提高了对上管板的冷却效果。
可选的,所述第二冷却机构包括穿设且固定连接在上管板中心位置处的连接管,所述连接管远离冷却管的端部呈开口设置,所述连接管靠近冷却管的端部呈封闭设置,所述连接管上环向设置有安装筒,所述安装筒远离上管板的面呈封闭设置,所述安装筒朝向上管板的面环向开设有出水口,所述冷却管远离环形管的端部连通至安装筒上。
通过采用上述技术方案,将连接管设置在上管板的中心位置处,从而避免了上管板的中心位置处出现温度过高的现象,进一步防止上管板中心位置处因高温损坏,部分冷却水沿着冷却管移动至出水口所在的位置,使得冷却液对上管板中心位置进行冷却,从而实现了对上管板的进一步冷却,进一步防止上管板因高温出现损坏,从而进一步延长了上管板的使用寿命。
第二方面,为了防止因蒸汽温度较高导致上管板损坏,本申请提供一种氢氰酸氧化反应器。
本申请提供的一种氢氰酸氧化反应器采用如下的技术方案:
一种氢氰酸氧化反应器,包括所述的管板冷却结构,包括反应器本体,所述反应器包括由下至上依次设置的下管箱和筒体,所述上管板横跨设置在筒体的上部,所述筒体的底部横跨设置有下管板,所述上管板和下管板上均开设有多个管孔,所述上管板和下管板之间设置有多个换热管,每个所述换热管的两端均呈开口设置,所述换热管的一端穿设且固定连接在上管板上,另一端穿设且固定连接在下管板上,所述环形管沿筒体的周向位置环向设置在筒体外,所述第一冷却机构设置在上管板的下方,所述筒体的顶壁上与筒体连通设置有进气管,所述下管箱的底壁上与下管箱连通设置有出气管,所述筒体的侧壁上且位于筒体的上部与筒体连通设置有多个排放管,所述筒体的侧壁底部且位于筒体的一侧与筒体连通设置有进汽管,所述进汽管位于下管板上方,所述筒体的侧壁底部且位于筒体的另一侧与筒体连通设置有用于向下管板通入冷却液的进水管。
通过采用上述技术方案,将第一冷却机构设置在上管板的下方,使得第一冷却机构和第二冷却机构可对上管板朝向下管箱的面冷却;通过将冷却液输送至进水管内,使得冷却液流动至下管板背离下管箱的面上,从而使得冷却液对下管板进行冷却,从而防止下管板因温度过高出现损坏,延长了下管板的使用寿命。
可选的,所述上管板包括一体设置的第一板体、第二板体和第三板体,所述第三板体设置在第一板体和第二板体之间,所述第二板体环向设置在筒体内壁上,所述第一板***于第二板体下方。
通过采用上述技术方案,增加了管板的柔性以及与蒸汽的接触面积,从而进一步防止上管板的热量聚集,从而进一步阻止上管板因高温出现损坏,进一步延长了上管板的使用寿命。
可选的,所述排放管与第二板体朝向筒体内壁的面相对。
通过采用上述技术方案,将排放管设置在上管板上方,使得冷却液位于排放管下方完全浸泡上管板,从而进一步提高了对整个上管板的冷却效果,进一步延长了上管板的浸泡效果。
可选的,所述筒体包括由下至上依次设置的第一竖直段、变径段和第二竖直段,所述第一竖直段的直径小于第二竖直段的直径,所述变径段的直径由第一竖直段朝向第二竖直段逐渐增大,所述第二竖直段内。
通过采用上述技术方案,将筒体的变径段由下至上的直径逐渐增大,从而进一步增大了上管板的面积,并且使得蒸汽可位于体积较大的空间内分布,从而防止蒸汽的温度过高带动上管板的温度过高,从而进一步延长了上管板的使用寿命。
可选的,所述连接管内以及第一板体背离下管箱的面上均设置有保护层,所述第三板体背离筒体的面上环向设置有耐火圈,所述耐火圈的一边设置在保护层上,另一边设置在筒体的顶壁上,所述第二板体背离下管箱的面上设置有保温层,所述保温层位于耐火圈和筒体的侧壁之间。
通过采用上述技术方案,保护层的设置可对上管板起到保护的效果,从而提高了上管板的强度,并且提高了上管板的耐温效果,进一步延长了上管板的使用寿命。
可选的,所述第三板体背离筒体的面上环向设置有耐火圈,所述耐火圈的一边设置在保护层上,另一边设置在筒体的顶壁上。
通过采用上述技术方案,耐火圈的设置进一步提高了上管板的耐温效果,从而进一步延长了上管板的使用寿命。
可选的,所述第二板体背离下管箱的面上设置有保温层,所述保温层位于耐火圈和筒体的侧壁之间。
通过采用上述技术方案,保温层的设置可对上管板起到进一步的保护效果,从而提高了上管板的强度,并且提高了上管板的耐温效果,进一步延长了上管板的使用寿命。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
1.将冷却液通过入水管通入至环形管内,使得冷却液通过冷却管上的多个冷却孔喷出,从而对上管板的四周冷却,部分冷却液可通过安装筒的出水口排出,从而对上管板的中心位置处进一步冷却,延长了上管板的使用寿命;
2.将冷却液通过进水管通入至筒体内,使得冷却液可对下管板进行冷却,防止下管板因高温出现损坏。
附图说明
图1是本申请实施例的氧化反应器的整体结构示意图;
图2是本申请实施例的用于展示上管板的部分结构示意图;
图3是本申请实施例的用于展示环形管和冷却管的半剖面结构示意图;
图4是本申请实施例的环形管和冷却管的俯视图;
图5是图2中的A部放大结构示意图;
图6是图2中的B部放大结构示意图。
附图标记说明:1、上管板;11、环形管;12、入水管;13、冷却管;131、冷却孔;14、连接管;141、安装筒;142、出水口;15、第一板体;151、大瓷环;152、花板;153、十字瓷环;154、小瓷环;155、支托网;156、铂网;16、第二板体;161、保温层;17、第三板体;171、耐火圈;18、保护层;2、下管箱;21、筒体;211、第一竖直段;212、变径段;213、第二竖直段;214、检测管;22、进气管;23、出气管;24、排放管;25、进汽管;26、下管板;261、进水管;27、换热管。
具体实施方式
以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种管板冷却结构。结合图1和图2,一种管板冷却结构,包括上管板1,还包括用于对上管板1进行冷却的冷却结构,冷却结构包括环形管11,环形管11的外壁上与环形管11连通设置有用于向环形管11内输送冷却液的入水管12,在本实施例中,通过采用两台冷却液输送泵,一台开启使用另一台作为备用,从而将冷却液沿着入水管12输送至环形管11内。
结合图3和图4,冷却结构还包括设置在环形管11上的第一冷却机构和第二冷却机构,第一冷却机构用于对上管板1一面的四周冷却,第二冷却机构用于对上管板1的一面的中心位置处冷却。
结合图3和图4,第一冷却机构包括沿环形管11内壁的周向位置与环形管11连通设置的多个冷却管13,在本实施例中,冷却管13共设置有6个且均匀分布在环形管11的内壁上,每个冷却管13朝向上管板1的面上均开设有多个冷却孔131,多个冷却管13远离环形管11的中心朝向上管板1的中心延伸设置,多个冷却孔131沿冷却管13的长度方向均匀开设在冷却管13上。
结合图2和图5,二冷却机构包括穿设且固定连接在上管板1中心位置处的连接管14,在本实施例中,连接管14采用焊接的方式固定设置在上管板1的中心位置处;连接管14远离冷却管13的端部呈开口设置,连接管14靠近冷却管13的端部呈封闭设置,连接管14的开口端位于上管板1上方且与上管板1之间留有一定的间隙,连接管14上环向设置有安装筒141,安装筒141远离上管板1的面呈封闭设置,安装筒141朝向上管板1的面环向开设有出水口142,冷却管13远离环形管11的端部连通至安装筒141上。
当将冷却液通过入水管12输送至环形管11内,一部分冷却液可通过冷却管13上的多个冷却管13上的冷却孔131喷出,使得冷却液可对上管板1的四周进行冷却,而另一部分冷却液可通过安装筒141上的出水口142排出喷向上管板1,使得冷却液可对冷却管13的中心位置处进行冷却, 防止上管板1因温度过高损坏,因上管板1中心位置处的温度较高,由环形的出水口142的排出的冷却液较多,对上管板1中心位置的冷却效果较好。
如图1所示,一种氢氰酸氧化反应器,包括的管板冷却结构,包括反应器本体,反应器包括由下至上依次设置的下管箱2和筒体21,筒体21的顶壁上与筒体21连通设置有进气管22,进气管22的横截面呈锥形设置;下管箱2的底壁上与下管箱2连通设置有出气管23,筒体21的侧壁上且位于筒体21的上部与筒体21连通设置有多个排放管24;在本实施例中,排放管24设置有8个,8个排放管24均匀的分布在筒体21的外壁上,多余的蒸汽和水可沿着排放管24排出;筒体21的侧壁底部且位于筒体21的一侧与筒体21连通设置有进汽管25。
如图1所示,筒体21包括由下至上依次设置的第一竖直段211、变径段212和第二竖直段213,第一竖直段211的直径小于第二竖直段213的直径,变径段212的直径由第一竖直段211朝向第二竖直段213逐渐增大。
结合图1和图2,上管板1横跨设置在筒体21的上部,为了增大上管板1的面积,将上管板1设置在第二竖直段213内,使得上管板1具备更好的耐温效果;环形管11沿筒体21的周向位置环向设置在筒体21外,第一冷却机构设置在上管板1的下方,多个冷却管13均位于上管板1的下方,冷却管13上的冷却孔131朝向第一板体15设置,每个冷却管13均穿设且固定连接在筒体21上;筒体21的底部横跨设置有下管板26;为了对下管板26冷却,在筒体21的侧壁底部且位于筒体21的一侧与筒体21连通设置有用于向下管板26通入冷却液的进水管261。
结合图1和图2,上管板1和下管板26上均开设有多个管孔(图中未示出),上管板1和下管板26之间设置有多个换热管27,每个换热管27的两端均呈开口设置,换热管27的一端穿设且固定连接在上管板1上,另一端穿设且固定连接在下管板26上,进汽管25位于下管板26上方。
结合图1和图2,为了进一步提高上管板1的柔性,从而使得上管板1更能适应高温工作,将上管板1包括一体设置的第一板体15、第二板体16和第三板体17,第三板体17设置在第一板体15和第二板体16之间,第二板体16环向设置在筒体21内壁上,第一板体15位于第二板体16下方;在本实施例中,将第一板体15和第二板体16均沿水平方向设置在筒体21内,第三板体17沿竖直方向设置在第一板体15和第二板体16之间;为了减小上管板1两个相背离的面之间的温度应力,将这个上管板1的厚度设置为25mm。
结合图2和图5,连接管14内以及第一板体15背离下管箱2的面上均设置有保护层18;在本实施例中,将保护层18采用耐火泥制成;第三板体17背离筒体21的面上环向设置有耐火圈171,在本实施例中,将耐火圈171采用高铝耐火材料制成;耐火圈171的一边设置在保护层18上,另一边设置在筒体21的顶壁上,第二板体16背离下管箱2的面上设置有保温层161;在本实施例中,将保温层161设置为耐火泥制成;保温层161位于耐火圈171和筒体21的侧壁之间;保护层18和保温层161的设置均提高了上管板1耐温效果以及强度,从而进一步防止上管板1出现损坏。
结合图1和图2,为了带动冷却液完全浸泡上管板1,将排放管24与第二板体16朝向筒体21内壁的面相对;在本实施例中,将上管板1背离下管箱2的面与排放管24中心线之间的距离设置为450mm,以使得有足够的冷却液浸没上管板1,从而对上管板1冷却。
结合图2和图6,在本实施例中,保护层18背离第一板体15的面上朝向远离第一板体15的方向依次设置有大瓷环151、花板152、十字瓷环153、小瓷环154、支托网155和铂网156,花板152上均匀开设有多个通孔;本申请的氧化反应器采用安氏法氢氰酸,将甲烷、氨气和氧气按照一定的比例沿着进气管22通入至氧化反应器内,以铂网156为催化剂, 在常压1000°C以上的条件下反应合成氢氰酸。
结合图1和图2,为了检测上管板1上冷却液的温度并且便于对氧化反应后的样品检测,在筒体21上与筒体21连通设置有检测管214,检测管214相对于第三板体17远离第二板体16的位置设置,检测管214位于筒体21内的端部穿设第三板体17沿延伸至大瓷环151所在的位置设置;检测管214便于操作人员对温度进行检测,同时可将样品沿着检测管214取出,便于对样品进行检验。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种氢氰酸氧化反应器,其中使用到的管板冷却结构包括上管板(1),还包括用于对上管板(1)进行冷却的冷却结构,所述冷却结构包括环形管(11),所述环形管(11)的外壁上与环形管(11)连通设置有用于向环形管(11)内输送冷却液的入水管(12),所述冷却结构还包括设置在环形管(11)上的第一冷却机构和第二冷却机构,所述第一冷却机构用于对上管板(1)一面的四周冷却,所述第二冷却机构用于对上管板(1)的一面的中心位置处冷却;所述第一冷却机构包括沿环形管(11)内壁的周向位置与环形管(11)连通设置的多个冷却管(13),每个所述冷却管(13)朝向上管板(1)的面上均开设有多个冷却孔(131),多个所述冷却管(13)远离环形管(11)的中心朝向上管板(1)的中心延伸设置;所述第二冷却机构包括穿设且固定连接在上管板(1)中心位置处的连接管(14),所述连接管(14)远离冷却管(13)的端部呈开口设置,所述连接管(14)靠近冷却管(13)的端部呈封闭设置,所述连接管(14)上环向设置有安装筒(141),所述安装筒(141)远离上管板(1)的面呈封闭设置,所述安装筒(141)朝向上管板(1)的面环向开设有出水口(142),所述冷却管(13)远离环形管(11)的端部连通至安装筒(141)上;
其特征在于:包括反应器本体,所述反应器包括由下至上依次设置的下管箱(2)和筒体(21),所述上管板(1)横跨设置在筒体(21)的上部,所述筒体(21)的底部横跨设置有下管板(26),所述上管板(1)和下管板(26)上均开设有多个管孔,所述上管板(1)和下管板(26)之间设置有多个换热管(27),每个所述换热管(27)的两端均呈开口设置,所述换热管(27)的一端穿设且固定连接在上管板(1)上,另一端穿设且固定连接在下管板(26)上,所述环形管(11)沿筒体(21)的周向位置环向设置在筒体(21)外,所述第一冷却机构设置在上管板(1)的下方,所述筒体(21)的顶壁上与筒体(21)连通设置有进气管(22),所述下管箱(2)的底壁上与下管箱(2)连通设置有出气管(23),所述筒体(21)的侧壁上且位于筒体(21)的上部与筒体(21)连通设置有多个排放管(24),所述筒体(21)的侧壁底部且位于筒体(21)的一侧与筒体(21)连通设置有进汽管(25),所述进汽管(25)位于下管板(26)上方,所述筒体(21)的侧壁底部且位于筒体(21)的另一侧与筒体(21)连通设置有用于向下管板(26)通入冷却液的进水管(261);所述上管板(1)包括一体设置的第一板体(15)、第二板体(16)和第三板体(17),所述第三板体(17)设置在第一板体(15)和第二板体(16)之间,所述第二板体(16)环向设置在筒体(21)内壁上,所述第一板体(15)位于第二板体(16)下方;所述排放管(24)与第二板体(16)朝向筒体(21)内壁的面相对,所述连接管(14)内以及第一板体(15)背离下管箱(2)的面上均设置有保护层(18);所述第三板体(17)背离筒体(21)的面上环向设置有耐火圈(171),所述耐火圈(171)的一边设置在保护层(18)上,另一边设置在筒体(21)的顶壁上;所述第二板体(16)背离下管箱(2)的面上设置有保温层(161),所述保温层(161)位于耐火圈(171)和筒体(21)的侧壁之间。
2.根据权利要求1所述的一种氢氰酸氧化反应器,其特征在于:所述筒体(21)包括由下至上依次设置的第一竖直段(211)、变径段(212)和第二竖直段(213),所述第一竖直段(211)的直径小于第二竖直段(213)的直径,所述变径段(212)的直径由第一竖直段(211)朝向第二竖直段(213)逐渐增大,所述上管板(1)位于第二竖直段(213)内。
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