4) 空气进口管
选取空气流速为u＝25m/s，质量流量Ws＝5186.35 kg/h，则体积流量为
 
空气的进口管选用Φ273×17mm不锈钢无缝钢管。

 5) 二次蒸汽出口管
选取空气流速为u＝20m/s，质量流量Ws＝45750＋5186.35 = 50936.35 kg/h，则体积流量为：
空气（质量％）＝5186.35 / 50936.35 = 0.10   
甲醇蒸汽（质量％）= 1 – 0.10 = 0.90
二次蒸汽密度ρ＝0. 01 × 1.054＋0.90 × 1.178 = 1.16 kg/m3
二次蒸汽的出口管选用2根Φ480×14mm不锈钢无缝钢管。
4.2 氧化反应器设备工艺设计
氧化反应器设计的基本方程包括反应动力学或速率方程、物料衡算式、能量衡算式和动量衡算式。反应动力学是化学反应器设计的主要基础。本设计中分别对氧化反应器的氧化反应段和水冷段作了工艺计算。
4.2.1 氧化反应器选择
(1) 甲醇氧化反应特征
    甲醇氧化成甲醛的反应在高温下进行，其反应温度需到达350℃。改反应为放热反应，会放出大量的热量，需及时移走，不然会影响反应的进行。移走的热量可以作为蒸发器及过热器中的加热源，形成能源的循环利用。
(2) 甲醇氧化反应器结构特征
    本设计中采用的氧化反应器为二段式，即氧化反应段和水冷段。反应生成的气体在氧化器中被及时冷却到100℃以下经吸收塔吸收。反应器中采用的催化剂为铁钼催化剂，重量分配相应为总装填量的40％～60％，这样可使反应气一进入催化剂层就强烈发生氧化反应，使温度迅速达到350℃ ，进行脱氢反应，以提高甲醇总转化率。
4.2.2 设计依据
(1) 设计条件
反应温度：350℃               水冷段：350～85℃
冷却水温度：60～80℃          进气压力：5.9×103kPa
三元气进料流量
  氧气：1215.62kg/h 氮气：3910.76kg/h
水蒸气：44532.68kg/h 甲醇蒸汽：3202.5kg/h
催化剂床层高度：30mm        
 气体空速：2.0×105h-1
停留时间：0.03s
(2) 物性数据
120℃时甲醇饱和蒸气压：p＝641.9kPa 《化学化工物性数据手册》（有机卷）590页。
混合气体的黏度、导热系数、平均摩尔质量由以下公式计算得到：
1) 进料气体组成性质
表4.2 氧化器进料三元气体组成
物料名称    质量流率kg/h    摩尔流率
kmol/h    摩尔分数
％    组分黏度
μi，cP
CH3OH    3202.5    99.95    3.63    0.0197
H2O    44532.68    2472.66    89.91    0.0709
O2    1215.62    38.00    1.38    0.0350
N2    3910.76    139.62    5.08    0.0296
三元气    52861.56    2750.23    100.00    —
2) 转化气物性数据（均来源于《化学化工物性数据手册》的有机卷和无机卷）
表4.3 转化气物性数据
组分    摩尔分数
yi    水冷段（平均125℃以下）
        纯组分μ
cP    纯组分λ
W/(m2•K)    纯组分cpm
kJ/(kmol•K)
CH3OH    0.0083    0.013    0.017    55.83
O2    0.0008    0.025    0.034    29.60 甲醇铁钼催化法制甲醛的工艺设计(19):http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_2443.html