小型集块型甲醛装置
阅读说明：本技术 小型集块型甲醛装置 (Small-sized block type formaldehyde device ) 是由 周惠中 顾以洵 于 2021-09-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种小型集块型甲醛装置,甲醛装置本体包括依次连接的甲醇蒸发器模块、甲醇氧化模块、甲醛吸收模块和尾气处理器模块；所述甲醇蒸发器模块包括甲醇过滤器和复合型蒸发器,所述甲醇过滤器通过管道Ⅰ连接于复合型蒸发器,所述复合型蒸发器通过管道Ⅱ连接有空气过滤器,所述甲醇过滤器通过管道Ⅲ连接有甲醇泵；所述甲醇氧化模块包括氧化器,所述氧化器通过管道Ⅳ连接于复合型蒸发器；所述甲醛吸收模块包括依次连接的第一吸收塔、第二吸收塔、第三吸收塔和第四吸收塔,本发明不需要建厂房,安装方便快捷。设计合理,无环境污染问题,DCS控制,自动化操作,操作方简便。(The invention discloses a small-sized block-type formaldehyde device.A formaldehyde device body comprises a methanol evaporator module, a methanol oxidation module, a formaldehyde absorption module and a tail gas processor module which are sequentially connected; the methanol evaporator module comprises a methanol filter and a composite evaporator, the methanol filter is connected to the composite evaporator through a pipeline I, the composite evaporator is connected with an air filter through a pipeline II, and the methanol filter is connected with a methanol pump through a pipeline III; the methanol oxidation module comprises an oxidizer, and the oxidizer is connected to the composite evaporator through a pipeline IV; the formaldehyde absorption module comprises a first absorption tower, a second absorption tower, a third absorption tower and a fourth absorption tower which are connected in sequence. Reasonable in design, no environmental pollution problem, DCS control, automation mechanized operation, the operation is simple and convenient.)
技术领域
本发明涉及甲醛制备装备技术领域，具体为一种小型集块型甲醛装置。
背景技术
甲醛装置在中国向大型化发展，甲醛装置必须经历：设计、单体非标设备制造，标准设备采购，电气仪表配置、土建、设备运输、单体设备就位安装、管道连接、电气仪表安装、设备水联动、装置调试、开车，这个周期一般需要9个月以上（不含项目审批，安评，环评，能评，职业卫生评等专家评审）。简单的甲醛装置不采用模块的布置方式，需要建厂房，单台设备逐个安装；
在国外市场，很多的客户是自己使用甲醛的小用户，其需要甲醛装置的特点是：
1、要求产量相对较小，日产量一般为：20TPD（0.6万吨/年），30TPD（0.9万吨/年），40TPD（1.2万吨/年），以自用为主；
2、要求总投资相对较少，要求建设周期相对较短，最好是合同一旦签订，我们在3个月内就可以提供全套预装好的甲醛装置，运到现场，以搭积木式的方式，一个月内就可以出产品；
3、不建生产车间，只要做几个设备模块基础就可以了；
4、装置以生产37%甲醛水溶液为设计依据。
由于国外有些小国家订单的甲醛装置产能太小，而实施的周期基本同大型的甲醛装置，所以有些小用户提出开发小型集块型甲醛装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种小型集块型甲醛装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种小型集块型甲醛装置，包括安装在集装箱的框架内的甲醛装置本体，所述甲醛装置本体包括依次连接的甲醇蒸发器模块、甲醇氧化模块、甲醛吸收模块和尾气处理器模块；
所述甲醇蒸发器模块包括甲醇过滤器和复合型蒸发器，所述甲醇过滤器通过管道Ⅰ连接于复合型蒸发器，所述复合型蒸发器通过管道Ⅱ连接有空气过滤器，所述甲醇过滤器通过管道Ⅲ连接有甲醇泵；
所述甲醇氧化模块包括氧化器，所述氧化器通过管道Ⅳ连接于复合型蒸发器；
所述甲醛吸收模块包括依次连接的第一吸收塔、第二吸收塔、第三吸收塔和第四吸收塔，所述氧化器通过管道Ⅴ连接于第一吸收塔，所述第四吸收塔通过尾气处理器模块连接于复合型蒸发器。
作为本技术方案的进一步优化，所述管道Ⅰ上设有调节阀，所述管道Ⅱ上设有罗茨风机。
作为本技术方案的进一步优化，还包括有板式换热器模块，所述板式换热器模块包括第一换热器、第二换热器和第三换热器，所述第一换热器通过管道Ⅵ连接于第二吸收塔，所述第二换热器通过管道Ⅶ连接于第三吸收塔，所述第三换热器通过管道Ⅷ连接于第四吸收塔。
作为本技术方案的进一步优化，所述管道Ⅵ、管道Ⅶ和管道Ⅷ上分别设有第一循环泵、第二循环泵和第三循环泵，所述第三换热器通过管道Ⅸ连接于第二吸收塔。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明不需要建厂房，只要有空地一块，按图纸放好模块，通：水，电，气，汽，很少的管道和电气仪表连接就可以了，方便快捷。设计合理，无环境污染问题，DCS控制，自动化操作，操作方简便。
附图说明
图1为本发明连接示意图。
图中：1空气过滤器、2罗茨风机、3复合型蒸发器、4甲醇泵、5甲醇过滤器、6调节阀、7氧化器、8第一吸收塔、9第二吸收塔、10第三吸收塔、11第四吸收塔、12第一循环泵、13第一换热器、14第二循环泵、15第二换热器、16第三循环泵、17第三换热器、18尾气处理器模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种小型集块型甲醛装置，包括安装在集装箱的框架内的甲醛装置本体，所述甲醛装置本体包括依次连接的甲醇蒸发器模块、甲醇氧化模块、甲醛吸收模块和尾气处理器模块18；
所述甲醇蒸发器模块包括甲醇过滤器5和复合型蒸发器3，所述甲醇过滤器5通过管道Ⅰ连接于复合型蒸发器3，所述复合型蒸发器3通过管道Ⅱ连接有空气过滤器1，所述甲醇过滤器5通过管道Ⅲ连接有甲醇泵4；
所述甲醇氧化模块包括氧化器7，所述氧化器7通过管道Ⅳ连接于复合型蒸发器3；
所述甲醛吸收模块包括依次连接的第一吸收塔8、第二吸收塔9、第三吸收塔10和第四吸收塔11，所述氧化器7通过管道Ⅴ连接于第一吸收塔8，所述第四吸收塔11通过尾气处理器模块18连接于复合型蒸发器3。
具体的，所述管道Ⅰ上设有调节阀6，所述管道Ⅱ上设有罗茨风机2。
具体的，还包括有板式换热器模块，所述板式换热器模块包括第一换热器13、第二换热器15和第三换热器17，所述第一换热器13通过管道Ⅵ连接于第二吸收塔9，所述第二换热器15通过管道Ⅶ连接于第三吸收塔10，所述第三换热器17通过管道Ⅷ连接于第四吸收塔11。
具体的，所述管道Ⅵ、管道Ⅶ和管道Ⅷ上分别设有第一循环泵12、第二循环泵14和第三循环泵16，所述第三换热器17通过管道Ⅸ连接于第二吸收塔9。
具体的，使用时， 空气经空气过滤器1过滤后，由罗茨风机2抽出经计量后送入甲醇蒸发器模块的复合型蒸发器3；
甲醇蒸发器模块：甲醇由罐区的甲醇泵4送入甲醇蒸发模块的甲醇过滤器5，经调节阀6控制流量后进入到复合型蒸发器3，甲醇利用甲醛吸收模块的第一吸收塔8底部的甲醛加热，鼓泡蒸发甲醇；
为减少爆炸极限，在复合型蒸发器3内需要加入配料蒸汽，然后空气，甲醇气，配料蒸汽在复合型蒸发器3内混合，过热到100℃左右，通过高效过滤体过滤后，再通过阻火器送入甲醇氧化模块的氧化器7；
甲醇氧化模块：从甲醇蒸发模块来的混合气体，进入甲醇蒸发模块的氧化器7，在银催化剂催化的作用下，发生激烈的氧化放热反应，生成甲醛气体，经过急冷段后，排向甲醛吸收模块；
为了避免甲醛气体分解继续氧化反应生成甲酸，氧化器7设置了急冷段用水来冷却，冷却水被加热气化产生蒸汽进入氧化器汽包，用于配料蒸汽和复合型蒸发器3的过热部位；
甲醇氧化模块，安装有多级泵，可以向氧化器汽包和尾气处理器汽包补水；
甲醛吸收模块：组合安装了4个吸收塔，分别为第一吸收塔8、第二吸收塔9、第三吸收塔10和第四吸收塔11，用于甲醛的吸收；
第一段吸收——第一吸收塔8塔底填料段精馏吸收：从氧化器7出来的甲醛混合气体进入第一吸收塔8塔底填料段，与喷淋的甲醛液体，进行复杂的精馏吸收过程，从而得到高浓度甲醛（37～48%）。热量送到复合型蒸发器3的过热段；
第二段吸收——第二吸收塔9吸收：第一吸收塔8未被吸收的甲醛气体进入第二吸收塔9，第二吸收塔9吸收液由第一循环泵12采出，通过第一换热器13后进入第二吸收塔9塔顶再次喷淋吸收；
第三段吸收——第三吸收塔10吸收：第二吸收塔9未被吸收的甲醛气体进入第三吸收塔10，第三吸收塔10吸收液由第二循环泵14采出，通过第二换热器15后进入第三吸收塔10塔顶再次喷淋吸收；
第四段吸收——第四吸收塔11吸收：第三吸收塔10未被吸收的甲醛气体进入第四吸收塔11，第四吸收塔11吸收液由第三循环泵16采出，通过第三换热器17后进入第二吸收塔9塔顶再次喷淋吸收。
从第四吸收塔11出来的尾气排入尾气处理模块18；
尾气处理器模块18：里面安装了尾气液封槽，尾气处理器，尾气处理器汽包，尾气处理器鼓风机，主要用于含氢（含16%～18%）废气的燃烧，用于向外输出副产蒸汽。
技术参数，40TPD小型集块型甲醛装置：
电：28Kwh/t，配变压器为120KVA。（电缆线送至车间）；
水：补充软水4t/h；
蒸汽：每次开车使用0.5t/h(0.4Mpa)；
产量：40吨/天（TPD）；
单耗：保证值0.442吨甲醇/吨甲醛；期望值0.440吨甲醇/吨甲醛；
产品质量符合国标优级品，甲醛（37～45±0.5%）；甲醇≤1%；酸度≤0.01%。
本发明相比现有装置和工艺优点如下：
1、小型集块型甲醛装置适用于国外小型甲醛装置，如：20TPD，30 TPD，40 TPD，不需要建厂房，只要有空地一块，按图纸放好模块，通：水，电，气，汽，很少的管道和电气仪表连接就可以了，方便快捷。
2、小型集块型甲醛装置和散装甲醛装置的工艺流程完全一样。
3、本发明设计合理，无环境污染问题。
4、整个小型集块型甲醛装置系统和散装式甲醛装置一样，DCS控制，自动化操作，操作方简便。
2019年无锡市惠浩塑胶机械有限公司在出口巴基斯坦一套40TPD的小型甲醛装置，已经按此实施了1套；简便快捷，其效果和前面所叙述的相吻合。
本发明主要解决：
1、小型集块型甲醛装置的解决集装箱框架运输的问题：
甲醛生产的工段，我们一般将甲醛装置分为4个：甲醇蒸发、甲醇氧化、甲醛吸收、尾气燃烧副产蒸汽，
我们设计的“集块型”甲醛装置：是将各个工段的设备组装在符合集装箱尺寸的框架内，运到现场后，在预先做好的基础上摆放好，或者竖立起来，固定好后，然后按照我公司的要求接通相应的公用工程（水、电、气、汽、甲醇、甲醛）管道，就可以以最快的速度生产出客户所需要的37%甲醛水溶液。
为了安装的方便，便于的推出“集块型”甲醛装置，设计为：
1-1、复合蒸发器型＋氧化器另配汽包型＋一塔液体加热甲醇型；
1-2、日产40TPD的37%甲醛水溶液甲醛装置；
1-3、集装箱的尺寸，我们的甲醛装置都要放在集装箱的框架内：
集装箱
长，m
宽，m
高，m
备注
20”
5.899
2.352
2.386
框架厚度按0.15 m
35”
10.54
2.34
2.39
框架厚度按0.15 m
40”
12.02
2.35
2.38
框架厚度按0.15 m
按“小型集块型甲醛装置”最大的40TPD作为设计基础（以后对于20和30设计就按此方法）；
生成甲醛的主要化学反应方程式：
氧化反应：
CH3OH+1/2O2 → CH2O+H2O （1）
脱氢反应：
CH3OH → CH2O+ H2 （2）
反应过程中的副反应化学方程式：
CH3OH+3/2O2 → CO2+2H2O （3）
CH3OH → CO + 2H2O ……… （4）
CH3OH + H2 → CH4 + H2O ……… （5）
CH3OH + O2 → HCOO H + H2 O （6）。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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