阅读说明：本技术 一种新型氢气脱氧器 (Novel hydrogen deoxygenator ) 是由 魏承泉 李光松 于 2020-06-23 设计创作，主要内容包括：本发明涉及脱氧器技术领域,提供了一种新型氢气脱氧器,包括中空的脱氧器本体,脱氧器本体设有进气口和出气口,脱氧器本体内设有阻断进气口与脱氧器本体内部空间的第一管板,脱氧器本体内设有若干贯穿第一管板以连通进气口的第一换热管,第一换热管内填充有催化剂,脱氧器本体还设有第一冷却水进水口和第一冷却水出水口,第一冷却进水口与第一冷却出水口均与脱氧器本体相对于第一管板远离进气口的内部空间连通,第一换热管远离与进气口连通的端部的另一端与出气口连通,脱氧器本体内部还设有触媒格栅板；本发明制备的氢气脱氧器的温度从370℃降至50℃以内,降低了设备占地面积,将装置运行更加安全可靠。(The invention relates to the technical field of deoxygenators, and provides a novel hydrogen deoxygenator, which comprises a hollow deoxygenator body, wherein the deoxygenator body is provided with an air inlet and an air outlet, a first tube plate for blocking the air inlet and the internal space of the deoxygenator body is arranged in the deoxygenator body, a plurality of first heat exchange tubes penetrating through the first tube plate and communicated with the air inlet are arranged in the deoxygenator body, catalysts are filled in the first heat exchange tubes, the deoxygenator body is also provided with a first cooling water inlet and a first cooling water outlet, the first cooling water inlet and the first cooling water outlet are both communicated with the internal space of the deoxygenator body, which is far away from the air inlet relative to the first tube plate, the other end of the first heat exchange tube, which is far away from the end part communicated with the air inlet, is communicated with; the temperature of the hydrogen deoxygenator prepared by the method is reduced from 370 ℃ to within 50 ℃, so that the floor area of equipment is reduced, and the device is safer and more reliable to operate.)

一种新型氢气脱氧器

技术领域

本发明涉及脱氧器技术领域，尤其是涉及一种新型氢气脱氧器。

背景技术

脱氧器，又称除氧器，在化工生产中原料氢中往往含有氧气，由于较高氧气的存在，不符合加氢工艺要求，也不符合安全要求，需要将它除去，国内氯酸钠行业脱氧器均采用夹套冷却式脱氧器，冷却效果差，需要在脱氧器的出气管后端增加外置冷却器进行冷却，但是外置冷却器常常由碳钢材质制成，容易遭受到腐蚀，增加了额外的投资费用和维修费用，并且现有的脱氧器温度难以控制，当温度高达370℃时，必须减产来控制温度，加大了生产运行的安全风险，因此，还有改善的空间。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种新型氢气脱氧器，设备紧凑，冷却效果显著，降低了设备占地面积，可大幅降低脱氧器温度，将脱氧器的温度从370℃降至50℃以内，装置运行更加安全可靠，延长设备使用寿命，节省维修成本。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种新型氢气脱氧器，包括中空的脱氧器本体，所述脱氧器本体设有进气口和出气口，所述脱氧器本体内设有阻断进气口与脱氧器本体内部空间的第一管板，所述脱氧器本体内设有若干贯穿第一管板以连通进气口的第一换热管，所述第一换热管内填充有催化剂，所述脱氧器本体还设有第一冷却水进水口和第一冷却水出水口，所述第一冷却进水口与第一冷却出水口均与脱氧器本体相对于第一管板远离进气口的内部空间连通，所述第一换热管远离与进气口连通的端部的另一端与出气口连通，所述脱氧器本体内部还设有触媒格栅板，所述触媒格栅板靠近第一管板且远离进气口。

通过采用上述技术方案，含有3％氧气的氢气经水环压缩机增压，进入新型氢气脱氧器，含有3％氧气的氢气通过第一换热管中的催化剂的作用下，脱去氢气中的氧气，H₂与O₂化合成水，此时通过触媒后的气体变为纯氢气，由于第一冷却进水口与第一冷却出水口均与脱氧器本体相对于第一管板远离进气口的内部空间连通，可以向第一冷却进水口通入循环冷却水，使得H₂与O₂化合成水产生的大量热量经过第一换热管外层的循环冷却水带走，因为第一换热管根数多，换热面积大，气体走管程，水走壳程，进而使得脱氧器温度下降，出气口的气体温度也降低了，实现降温效果，并且通过循环水的冷却，可以自由调节的控制脱氧器的温度；通过脱氧器本体内部还设有触媒格栅板，触媒格栅板靠近第一管板且远离进气口，触媒格栅板可以挡住第一换热管内的触媒的掉落；由于脱氧器本体的出气口的温度下降了，所以不需要在出气口后增设膨胀节，节省了生产成本，并且由于出口气口的温度较低，可以减缓气体在管道内的腐蚀，设备管道不易穿孔，为安全生产提供有力保障。

本发明进一步设置为：所述脱氧器本体内还设有阻断出气口与脱氧器本体内部空间的第二管板，所述脱氧器本体内还设有若干贯穿第二管板以及连通出气口的第二换热管。

通过采用上述技术方案，当纯氢气经过触媒格栅板后，然后进一步进入第二换热管进行进一步换热，第二管板可以阻断出气口与脱氧器本体内部空间，减少氢气从脱氧器本体内部空间跑出的概率，提高工作效率；此外，第一换热管和第二换热管均匀分布于脱氧器本体内，均匀换热，使得冷却降温更为充分。

本发明进一步设置为：所述脱氧器本体还设有第二冷却水进水口和第二冷却水出水口，所述第二冷却进水口与第二冷却出水口均与脱氧器本体相对于第二管板远离出气口的内部空间连通。

通过采用上述技术方案，第二冷却进水口与第二冷却出水口均与脱氧器本体相对于第二管板远离出气口的内部空间连通，向第二冷却进水口通过循环冷却水，使得纯氢气进入第二换热管，进而使得纯氢的温度进一步冷却，在此设计操作下，可以规避操作风险，延长设备及触媒的使用寿命。

本发明进一步设置为：所述脱氧器本体内部设有相互交错的第一折流板和第二折流板，所述第一折流板和第二折流板分别位于第一换热管、第二管热管与脱氧器本体的空间内。

通过采用上述技术方案，第一折流板和第二折流板相互交错，让循环冷却水走S型，防止水走短路，提高脱氧器换热的效率。

本发明进一步设置为：所述第一折流板和第二折流板的长度延伸方向分别与第一换热管、第二换热管的长度延伸方向垂直。

通过采用上述技术方案，第一折流板和第二折流板的长度延伸方向分别与第一换热管、第二换热管的长度延伸方向垂直，使得循环冷却水较为均匀的冷却，提高换热的工作效率。

本发明进一步设置为：所述脱氧器本体设有若干卸料口，所述卸料口位于第一管板与触媒格栅板之间。

通过采用上述技术方案，卸料口位于第一管板与触媒格栅板之间，便于将掉落出来的催化剂扒出来，进行再次回收利用，减少催化剂的使用量。

本发明进一步设置为：所述触媒格栅板与第二管板之间设有人孔。

通过采用上述技术方案，在触媒格栅板与第二管板之间设有人孔，便于脱氧器的检修，还可以将触媒格栅板隔挡住的催化剂进行回收利用，减少生产成本的浪费。

本发明进一步设置为：所述脱氧器本体设有现场温度计口。

通过采用上述技术方案，脱氧器本体设有现场温度计口，适用于现场温度的测量检查。

本发明进一步设置为：所述脱氧器本体还设有仪表温度计口。

通过采用上述技术方案，仪表温度口可以精准测量脱氧器的温度，便于了解到达多少温度，便于下一步脱氧器温度的调节。

本发明进一步设置为：所述脱氧器本体外部设有支耳。

通过采用上述技术方案，在脱氧器本体外部设有支耳，便于抬起脱氧器转移位置，提高工作的效率。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明提供了一种新型氢气脱氧器，设备紧凑，冷却效果显著，降低了设备占地面积，节省了生产成本；

2.本发明提供了一种新型氢气脱氧器，将脱氧器和冷却器合二为一，可大幅降低脱氧器温度，将脱氧器的温度从370℃降至50℃以内，每小时节约循环冷却水150吨，催化剂量减少20％量，每吨催化剂200万元，装置运行更加安全可靠，延长设备使用寿命，节省了维修成本。

附图说明

图1为本发明新型氢气脱氧器的结构示意图。

图中：1、螺栓紧固式封头；2、第一换热器上部管板；3、第一换热管；4、第一折流板；5、支耳；6、触媒格栅板；7、第二换热器上部管板；8、第二折流板；9、第二换热管；10、第一换热器下部管板；11、第二换热器下部管板。

具体实施方式

以下结合附图及实施例，对本发明作进一步详细说明。

以下符号和名称如表1所示：

表1

符号	名称或用途
		N1	进气口
N2	出气口
		N3	第一冷却水进水口
N4	第一冷却水出水口
		N5	第二冷却水进水口
N6	第二冷却水出水口
		N7	卸料口
N8	卸料口
		N9	人孔
T1～T3	仪表温度计口
		T4	现场温度计口

本发明提供了一种新型氢气脱氧器，参照图1，所述新型氢气脱氧器包括中空的脱氧器本体，所述脱氧器本体呈圆柱状，所述脱氧器本体一端设有进气口N1，另一端设有出气口N2，所述脱氧器本体内设有阻断进气口N1与脱氧器本体内部空间的第一管板，所述脱氧器本体内还设有阻断出气口N2与脱氧器本体内部空间的第二管板，所述脱氧器本体内设有若干贯穿第一管板以连通进气口N1的第一换热管3和若干贯穿第二管板以及连通出气口N2的第二换热管9。

参照图1，所述脱氧器本体靠近进气口N1的端部还包括螺栓紧固式封头1，利用螺栓紧固式封头1密封脱氧器本体，所述第一管板与第二管板成圆板状，所述第一管板与第二管板的直径延伸方向垂直于脱氧器本体的长度延伸方向，所述第一管板包括第一换热器上部管板2和第一换热器下部管板10，所述第二管板包括第二换热器上部管板7和第二换热器下部管板11，所述第一换热器上部管板2、第一换热器下部管板10、第二换热器上部管板7和第二换热器下部管板11的直径大小相同，材料相同。

所述第一换热管3和第二换热管9均有若干根，且呈均匀排列，若干根第一换热管3和第二换热管9之间均留有间隙供循环冷却水的流动，所述第一换热管3中装有催化剂，所述第二换热管9中不装有催化剂，所述催化剂为触媒。

所述脱氧器本体内部设有相互交错的第一折流板4和第二折流板8，所述第一折流板4位于若干根第一换热管3的间隙之间，所述第二折流板8位于第二管热管9的间隙之间，所述第一折流板4和第二折流板8的长度大于第一管板的半径且小于第一管板的直径，所述第一折流板4和第二折流板8的长度延伸方向分别与第一换热管3、第二换热管9的长度延伸方向垂直，在本发明实施例中，第一折流板4有四根，第二折流板8有两根，在其他实施例中，可根据实际情况选择第一折流板4和第二折流板8的数量。

参照图1，所述脱氧器本体还设有触媒格栅板6，所述触媒格栅板6位于第一换热器下部管板10和第二换热器上部管板7之间，所述触媒格栅板6开有孔，使得触媒格栅板6可以阻挡住掉落的触媒以免触媒进行脱氧器本体的下部空间，气体可通过触媒格栅板6，所述触媒格栅板6与第一换热器下部管板10之间留有空间，所述脱氧器本体设有两个卸料口N7和N8，所述卸料口N7和N8位于第一换热器下部管板10与触媒格栅板6之间，将掉落的触媒进行回收处理。

所述脱氧器本体设有一个现场温度计口T4和三个仪表温度计口T1～T3，所述触媒格栅板6与第二换热器上部管板7之间留有空间，其中一个仪表温度计口T2和现场温度计口位于触媒格栅板6与第二换热器上部管板7之间，并且脱氧器本体还设有人孔N9，人孔N9也位于触媒格栅板6与第二换热器上部管板7之间，以便脱氧器的检修，其中一个仪表温度计口T1位于螺栓紧固式封头1和第一换热器上部管板2之间，另外一个仪表温度计口T3位于第二换热器下部管板11和出气口N2之间。

参照图1，所述脱氧器本体还设有第一冷却水进水口N3和第一冷却水出水口N4，所述第一冷却进水口N3与第一冷却出水口N4均与脱氧器本体相对于第一管板远离进气口N1的内部空间连通，所述脱氧器本体还设有第二冷却水进水口N5和第二冷却水出水口N6，所述第二冷却进水口N5与第二冷却出水口N6均与脱氧器本体相对于第二管板远离出气口N2的内部空间连通，所述循环冷却水通过第一折流板4和第二折流板8走S型线，避免循环冷却水短路。

所述脱氧器本体外部还设有支耳5，便于抬起脱氧器转移位置，提高工作的效率。

本发明的工作原理如下：

首先向第一冷却进水口N3和第二冷却进水口N5通入循环冷却水，循环冷却水从第一冷却出水口N4和第二冷却出水口N6流出，使得第一换热管3和第二换热管9的外壁均与循环冷却水接触，将含有3％氧气的氢气经水环压缩机增压，进入新型氢气脱氧器，含有3％氧气的氢气全部通过第一换热管3，在第一换热管3中的触媒的作用下，脱去氢气中的氧气，H2与O2化合成水，此时通过触媒后的气体变为纯氢气，由于H2与O2化合成水产生了大量的热量，由于第一冷却进水口N3与第一冷却出水口N4均与脱氧器本体相对于第一管板远离进气口N1的内部空间连通，使得产生的大量热量能通过第一换热管3外层的循环冷却水带走，不会形成聚热，然后纯氢气经过触媒格栅板6后，进入下一步冷却，纯氢气进入第二换热管9内进行换热，由于第二冷却进水口通入了循环冷却水，纯氢气中带来的热量传递给第二换热管9的外壁，然后循环冷却水将第二换热管9外壁带有的热量带走，温度降到50度以下。

本设备高效，紧凑，占地小，(脱氧和冷却二合一)换热效率高(由原来夹套式脱氧器实370℃降至50℃以下)，对设备管道、密封要求降低，每小时节约循环冷却水150吨，催化剂量减少20％量，每吨催化剂200万元，消除操作人员烫伤风险、装置运行更加安全可靠，延长设备使用寿命，节省维修成本。

其中第一折流板4相互交错设置，使得循环冷却水走S型，防止水走短路，提高脱氧器换热的工作效率；第一换热管3根数多，换热面积大，气体走管程，水走脱氧器本体，进而使得脱氧器温度下降，出气口N2的气体温度也降低了，实现了降温效果，并且通过循环水的冷却，可以自由调节的控制脱氧器的温度。

其中第二折流板8相互交错设置，使得循环冷却水走S型，防止水走短路，提高脱氧器换热的工作效率，实现进一步温度的冷却，可以规避操作风险，延长设备及触媒使用寿命。

由于脱氧器本体的出气口N2的温度下降了，所以不需要在出气口N2后增设膨胀节，节省了生产成本，并且由于出口气口N2的温度较低，可以减缓气体在管道内的腐蚀，设备管道不易穿孔，为安全生产提供有力保障。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。