專利名稱：兩段取熱型副產(chǎn)蒸汽或熱水的三合一鹽酸合成爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種三合一鹽酸合成爐。
背景技術(shù)：
工業(yè)鹽酸的生產(chǎn)主要先采用氯氣與氫氣燃燒合成氯化氫氣，通常在鋼或石墨合成爐筒內(nèi)合成；因合成氣溫度> 1500°C而需要通過石墨冷卻器進行降溫；降溫后的氯化氫氣體再到降膜吸收器里用稀酸吸收生成合成鹽酸。常規(guī)生產(chǎn)采用三臺設(shè)備分別完成上述三道工序。較先進的流程將上述合成——冷卻——吸收三個工序合到一臺設(shè)備內(nèi)完成，我國稱為三合一鹽酸合成爐。而更先進的是利用合成爐內(nèi)的石墨材料或鋼爐筒的高熱導(dǎo)率，將氯化氫的燃燒熱傳遞給循環(huán)熱水增加循環(huán)熱水的熱焓以實現(xiàn)余熱利用。國內(nèi)外副產(chǎn)蒸汽(熱水)的三合一爐(簡稱節(jié)能型三合一爐)均為下點火型。 下點火三合一爐的結(jié)構(gòu)特點主要是設(shè)備鋼外殼用以使冷卻(或取熱)的循環(huán)水可以在設(shè)備內(nèi)流動，外殼內(nèi)與燃燒氣體及合成酸接觸部分主要采用浸潰石墨制造。國內(nèi)外現(xiàn)行下點火三合一爐(包括節(jié)能型三合一爐)的合成燃燒段(合成爐筒，可以是石墨爐筒也可以是鋼爐筒)在下，爐筒上為合成HCl氣吸收冷卻段(用冷卻水冷卻)，主要由石墨吸收換熱塊疊裝組成，其特征是每塊換熱塊中部都有較大的空洞，疊裝后形成煙囪狀高溫HCl通道，此高溫HCl由中心通道上升到頂部后折返向下進入吸收換熱塊段，在吸收換熱塊的縱向孔內(nèi)由上向下流動過程中，與爐頂部輸入后同樣進入吸收換熱塊縱向孔、并由孔內(nèi)壁成薄膜狀由上向下流動的吸收液(通常為稀鹽酸)流過程中，被吸收生成需要的鹽酸?，F(xiàn)行節(jié)能型三合一爐具有以下特點(I)由合成爐筒(石墨或鋼制MfHCl燃燒熱傳遞給循環(huán)熱水以節(jié)能，其取熱段為合成爐筒；(2)用冷卻水冷卻的吸收換熱塊段中心有較大空洞，具有兩項優(yōu)點①HCl高溫氣體由此“煙囪”上升使吸收換熱塊減少被燒蝕的風(fēng)險，使合成HCl氣可以由此“煙囪”上升到頂后折返向下，形成下一優(yōu)點(3)吸收換熱塊段位于上述高溫?zé)煹赖乃闹?，從而降低了設(shè)備總高，(4)產(chǎn)品鹽酸和排出的一次尾氣都由吸收段底部，位于設(shè)備中部的氣液分離器分別排出。同時也存在以下不足(1)高溫HCl在煙道內(nèi)的冷卻效果較差，(2)中部排酸、排一次尾氣的分離器正位于高溫HCl氣部位，且接觸此高溫HCl的石墨內(nèi)筒壁無水冷，提高了出酸溫度，還增加了燒爆隱患。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)合理，取熱效率高的兩段取熱型副產(chǎn)蒸汽或熱水的三合一鹽酸合成爐。本實用新型的技術(shù)解決方案是一種兩段取熱型副產(chǎn)蒸汽或熱水的三合一鹽酸合成爐，包括石墨爐筒，石墨爐筒外設(shè)置下部鋼外殼，石墨爐筒與下部鋼外殼之間為循環(huán)水腔，其特征是下部鋼外殼內(nèi)、石墨爐筒上端設(shè)置換熱塊，換熱塊上端設(shè)置過渡短節(jié)，過渡短節(jié)上設(shè)置氣液分離器，氣液分離器上方設(shè)置石墨降膜吸收塊，在氣液分離器、石墨降膜吸收塊外設(shè)置上部外殼，且氣液分離器、石墨降膜吸收塊與上部外殼之間為冷卻水腔，石墨降膜吸收塊上方設(shè)置上封頭，在石墨爐筒底部設(shè)置燃燒裝置。在過渡短節(jié)與氣液分離器之間設(shè)置石墨水冷換熱塊，石墨水冷換熱塊位于上部外殼內(nèi)。下部鋼外殼分成上下互不相通的兩段，相應(yīng)部位的石墨爐筒分成上下石墨爐筒，下石墨爐筒與下部鋼外殼的下段之間為冷卻水腔，上石墨爐筒與下部鋼外殼的上段之間為循環(huán)熱水腔。在最上一塊降膜吸收塊上的每個孔都安裝有溢流管，溢流管上方設(shè)置分布板。在上封頭頂部設(shè)有石墨爆破盤。本實用新型結(jié)構(gòu)合理，實現(xiàn)了多處創(chuàng)新(1)由原爐筒一段取熱擴展為爐筒與換 熱塊兩段取熱，且換熱塊的換(取)熱面積遠大于爐筒；(2)增加對排酸處的水冷卻以降低排酸溫度，且此水冷換熱塊降低了進吸收段HCl的溫度有利吸收；(3)改原順流吸收為逆流吸收有利于提聞酸濃度；由此可以提聞取熱率，提聞節(jié)能效果。
以下結(jié)合附圖
和實施例對本實用新型作進一步說明。圖I是本實用新型實施例I的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
一種兩段取熱型副產(chǎn)蒸汽或熱水的三合一鹽酸合成爐，包括石墨爐筒，石墨爐筒外設(shè)置下部鋼外殼，石墨爐筒與下部鋼外殼之間為循環(huán)水腔，下部鋼外殼內(nèi)、石墨爐筒上端設(shè)置換熱塊5，換熱塊上端設(shè)置過渡短節(jié)6，過渡短節(jié)上設(shè)置氣液分離器8，氣液分離器上方設(shè)置石墨降膜吸收塊10，在氣液分離器、石墨降膜吸收塊外設(shè)置上部外殼11，且氣液分離器、石墨降膜吸收塊與上部外殼之間為冷卻水腔，石墨降膜吸收塊上方設(shè)置上封頭15，在石墨爐筒底部設(shè)置燃燒裝置。在過渡短節(jié)與氣液分離器之間設(shè)置石墨水冷換熱塊7，石墨水冷換熱塊位于上部外殼11內(nèi)。下部鋼外殼分成上下互不相通的兩段1、4，相應(yīng)部位的石墨爐筒分成上下石墨爐筒2、3，下石墨爐筒與下部鋼外殼的下段之間為冷卻水腔(a管進、b管出)，上石墨爐筒與下部鋼外殼的上段之間為循環(huán)熱水腔(c管進、d管出)。在最上一塊降膜吸收塊上的每個孔都安裝有溢流管12，溢流管上方設(shè)置分布板13。在上封頭頂部設(shè)有石墨爆破盤16。高溫HCl的一部分燃燒熱先按常規(guī)通過石墨爐筒3傳遞給鍋爐外殼內(nèi)由c管進的循環(huán)熱水后，向上再通過換熱塊5進一步傳遞給循環(huán)熱水(由d管出)，由于換熱塊5的傳熱面積遠大于爐筒3的傳熱面積而大大提高取熱效率。降溫后的HCl氣向上通過過渡短節(jié)6后，通過石墨水冷換熱塊7時被進一步降溫，以有利于其溶解成酸，降溫后的HCl通過氣液分離器8上的升氣管9后，進入石墨降膜吸收塊10的縱向孔內(nèi)向上流通時，被由上向下順孔壁流動的吸收液吸收提高酸濃度，向下流到分離器8時，可達31 35%濃度，由氣液分離器側(cè)位(位于設(shè)備中部)出酸管f輸出，HCl氣體的熱焓及溶解熱則通過吸收塊傳遞給上部外殼11內(nèi)流動、由e管進g管出的冷卻水，為保證吸收塊的每個孔內(nèi)都有吸收液成膜狀分布，最上一塊吸收塊上每個孔都安裝有溢流管12 (需要時可采用專利ZL201220227707. 2技術(shù)進行多段再分布)，為使吸收液更好地向溢流管12分布，其上設(shè)置有分布板13，最后未被吸收的余氣(一次尾氣)經(jīng)過過渡節(jié)14后進入上封頭15，并由出氣管j輸出本爐。此上封頭15的側(cè)位還開有吸收液進口管h及進液擋板，頂部還裝有石墨爆破盤16以對本爐進行超壓保護。本爐的原料氣按常規(guī)由爐底燃燒裝置的燈頭座(或稱燃燒器)分別輸入，經(jīng)燃燒裝置的燈頭(或稱燃燒咀)入爐燃燒合成。爐筒最下部設(shè)有觀察孔、自動點火孔、監(jiān)測、監(jiān)控孔等，可人工操作也可自控操作。實施例2 參見圖二。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與實施例一基本相同，主要區(qū)別在于石墨爐筒全段取熱，爐筒外全流通循環(huán)熱水，下部鋼外殼為一個整體，其它冷卻、吸收、進出液、進出氣結(jié)構(gòu)與位置·也都相同。由于爐筒全段取熱，提高了取熱率，加大了節(jié)能效果，但增加了石墨爐筒的耐熱要求。當(dāng)采用石墨爐筒時，如副產(chǎn)熱水時則為最佳選擇；如副產(chǎn)蒸汽，則采用一般石墨材質(zhì)時，副產(chǎn)蒸汽壓力宜低，采用較好石墨材料時，也可提高副產(chǎn)蒸汽壓力。當(dāng)爐筒采用鋼制時是最佳選擇，副產(chǎn)蒸汽壓力較高，可達I. 5MPa。
權(quán)利要求1.一種兩段取熱型副產(chǎn)蒸汽或熱水的三合一鹽酸合成爐，包括石墨爐筒，石墨爐筒外設(shè)置下部鋼外殼，石墨爐筒與下部鋼外殼之間為循環(huán)水腔，其特征是下部鋼外殼內(nèi)、石墨爐筒上端設(shè)置換熱塊，換熱塊上端設(shè)置過渡短節(jié)，過渡短節(jié)上設(shè)置氣液分離器，氣液分離器上方設(shè)置石墨降膜吸收塊，在氣液分離器、石墨降膜吸收塊外設(shè)置上部外殼，且氣液分離器、石墨降膜吸收塊與上部外殼之間為冷卻水腔，石墨降膜吸收塊上方設(shè)置上封頭，在石墨爐筒底部設(shè)置燃燒裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的兩段取熱型副產(chǎn)蒸汽或熱水的三合一鹽酸合成爐，其特征是在過渡短節(jié)與氣液分離器之間設(shè)置石墨水冷換熱塊，石墨水冷換熱塊位于上部外殼內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的兩段取熱型副產(chǎn)蒸汽或熱水的三合一鹽酸合成爐，其特征是下部鋼外殼分成上下互不相通的兩段，相應(yīng)部位的石墨爐筒分成上下石墨爐筒，下石墨爐筒與下部鋼外殼的下段之間為冷卻水腔，上石墨爐筒與下部鋼外殼的上段之間為循環(huán)熱水腔。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的兩段取熱型副產(chǎn)蒸汽或熱水的三合一鹽酸合成爐，其特征是在最上一塊降膜吸收塊上的每個孔都安裝有溢流管，溢流管上方設(shè)置分布板。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的兩段取熱型副產(chǎn)蒸汽或熱水的三合一鹽酸合成爐，其特征是在上封頭頂部設(shè)有石墨爆破盤。
專利摘要本實用新型公開了一種兩段取熱型副產(chǎn)蒸汽或熱水的三合一鹽酸合成爐，包括石墨爐筒，石墨爐筒外設(shè)置下部鋼外殼，石墨爐筒與下部鋼外殼之間為循環(huán)水腔，下部鋼外殼內(nèi)、石墨爐筒上端設(shè)置換熱塊，換熱塊上端設(shè)置過渡短節(jié)，過渡短節(jié)上設(shè)置氣液分離器，氣液分離器上方設(shè)置石墨降膜吸收塊，在氣液分離器、石墨降膜吸收塊外設(shè)置上部外殼，且氣液分離器、石墨降膜吸收塊與上部外殼之間為冷卻水腔，石墨降膜吸收塊上方設(shè)置上封頭，在石墨爐筒底部設(shè)置燃燒裝置。本實用新型結(jié)構(gòu)合理，取熱效率高。
文檔編號C01B7/01GK202729790SQ20122036369
公開日2013年2月13日 申請日期2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月26日
發(fā)明者姚建, 姚松年 申請人:南通山劍石墨設(shè)備有限公司