全石墨副產(chǎn)高壓蒸汽二合一氯化氫合成爐及應(yīng)用

劉仍禮

（南通星球石墨設(shè)備有限公司，江蘇 南通 226541）

全石墨副產(chǎn)高壓蒸汽二合一氯化氫合成爐及應(yīng)用

劉仍禮

（南通星球石墨設(shè)備有限公司，江蘇 南通 226541）

介紹了全石墨副產(chǎn)高壓蒸汽二合一氯化氫合成爐的特點(diǎn)和工藝流程。通過(guò)回收利用余熱技術(shù)副產(chǎn)壓力為0.8～1.2 MPa蒸汽，達(dá)到了節(jié)能降耗、增效的目的，提高了化工廠整體經(jīng)濟(jì)效益。

石墨；氯化氫；合成爐；高壓蒸汽

副產(chǎn)蒸汽的氯化氫合成爐，國(guó)內(nèi)主要有2種：一種是使用鋼制水夾套氯化氫合成爐副產(chǎn)蒸汽。這種鋼合成爐在爐頂部和底部容易受腐蝕，使用壽命短，滿足副產(chǎn)蒸汽的應(yīng)用范圍，但氯化氫的純度得不到保障；另一種是使用石墨制的氯化氫合成爐副產(chǎn)熱水或0.2～0.3 MPa壓力的蒸汽。由于石墨是非金屬脆性材料，受強(qiáng)度和使用溫度的限制，采用該方法副產(chǎn)的熱水或低壓蒸汽熱能利用只能達(dá)到40%，應(yīng)用范圍同樣有限。為了使氯化氫的純度和副產(chǎn)蒸汽的利用率同時(shí)滿足，南通星球石墨設(shè)備有限公司開發(fā)出新型的全石墨副產(chǎn)高壓蒸汽二合一氯化氫合成爐。

1 全石墨副產(chǎn)高壓蒸汽二合一氯化氫合成爐簡(jiǎn)介

1.1 工藝流程

該合成爐工藝特點(diǎn)是操作在負(fù)壓下進(jìn)行，氫氣、氯氣合成以及氯化氫冷卻都在爐內(nèi)完成。由氫氣處理工序來(lái)的氫氣經(jīng)氫氣穩(wěn)壓閥、氫氣緩沖罐穩(wěn)定壓力再經(jīng)孔板流量計(jì)計(jì)量自動(dòng)閥控制后，與由氯氣處理工序來(lái)的經(jīng)氯氣穩(wěn)壓閥、氯氣緩沖罐穩(wěn)定壓力再經(jīng)孔板流量計(jì)計(jì)量自動(dòng)閥控制的氯氣以1.05∶1.00的摩爾比，進(jìn)入氯化氫合成爐，在燈頭上燃燒，生成的HCl氣體從石墨合成爐頂部經(jīng)冷卻器冷卻至常溫后送VCM等工序使用。

副產(chǎn)蒸汽流程：純水槽中純水經(jīng)過(guò)高壓水泵加壓、自動(dòng)閥控制進(jìn)入合成爐高溫段，吸收氯化氫氣體的反應(yīng)熱后產(chǎn)生過(guò)熱水，通過(guò)管道（汽包與蒸汽發(fā)生段有一定的液位差）進(jìn)入汽包，部分水氣化成蒸汽產(chǎn)出，大部分熱水自循環(huán)回流。

1.2 技術(shù)特點(diǎn)

1.2.1 氯化氫合成爐石英燈頭[1]

采用合成爐配套的專用燈頭，氯氣、氫氣能充分燃燒反應(yīng)，有效降低了火焰長(zhǎng)度及中心火焰溫度，降低了高純鹽酸中游離氯的含量，達(dá)到了低于國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)20×10-6的要求。

1.2.2 HCl合成爐視鏡自動(dòng)清洗裝置

由于燃燒過(guò)程中的放熱反應(yīng)及蒸汽冷凝，從而導(dǎo)致合成爐視鏡在使用過(guò)程中出現(xiàn)模糊的現(xiàn)象，影響火焰檢測(cè)的精度及人工觀火的準(zhǔn)確度。為了不影響使用，需要定期停車拆卸視鏡口進(jìn)行人工清洗，不僅增加了工作強(qiáng)度，同時(shí)經(jīng)常開停車也影響設(shè)備的使用壽命。南通星球石墨設(shè)備有限公司開發(fā)出的視鏡清洗視裝置可在合成爐正常生產(chǎn)的過(guò)程中對(duì)視鏡進(jìn)行清洗，極大方便了操作人員的使用。

1.2.3 氯化氫合成爐控制系統(tǒng)[2]

控制系統(tǒng)包括合成爐，所述合成爐分為上、中、下3段，三者均由石墨筒體及套在筒體外的鋼制殼體構(gòu)成，并形成3個(gè)互不導(dǎo)通的夾層，下段通過(guò)一管道與中段的鋼制殼體導(dǎo)通，該下段與中段、中段以及上段均設(shè)置有冷卻水循環(huán)通道，其特點(diǎn)如下。

（1）合成爐下段為燃燒段，爐口底部連通有氯氣進(jìn)氣管線、氫氣進(jìn)氣管線以及氮?dú)夤芫€，爐口兩側(cè)分別設(shè)置一點(diǎn)火槍以及一火焰探測(cè)器；

（2）點(diǎn)火槍的空氣進(jìn)口串接一點(diǎn)火空氣管線，氫氣進(jìn)氣口串接一點(diǎn)火氫氣管線，該點(diǎn)火氫氣管線的輸入端同時(shí)與氫氣進(jìn)氣管線的輸入端以及氮?dú)膺M(jìn)氣管線的輸入端相連；

（3）合成爐中段冷卻水循環(huán)通道的進(jìn)水口連通有純水進(jìn)管線，出水口末端連接有閃蒸罐；

（4）該閃蒸罐的出氣口并列串接一蒸汽回收管線以及一蒸汽放空管線,合成爐上段的氯化氫出口串接一氯化氫出氣管線，該管線分別連通至氯化氫尾氣塔、氯化氫分配臺(tái)以及氯化氫連通管，該合成爐上端還配備有溫度計(jì)。

1.2.4 副產(chǎn)高壓蒸汽合成段

合成爐石墨筒體采用特殊的碳纖維增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。石墨筒體連接采用特殊的密封材料，雙密封；副產(chǎn)較高蒸汽壓力的夾套活動(dòng)膨脹節(jié)采用氟橡膠圈+填料雙層密封。

2 應(yīng)用

氯氣與氫氣反應(yīng)生成氯化氫時(shí)伴隨釋放出大量反應(yīng)熱，完全可以用來(lái)副產(chǎn)蒸汽[3]。副產(chǎn)高壓蒸汽合成爐在高溫區(qū)段和合成爐頂部以及底部容易受腐蝕的區(qū)段，采用不透性石墨材料制作。采用這種方法不僅克服了氯化氫純度低和副產(chǎn)低壓蒸汽利用率低的缺點(diǎn)，又克服了合成段的頂部和底部容易腐蝕的缺點(diǎn)，從而使氯化氫合成的熱能利用率提高到70%，副產(chǎn)蒸汽壓力可在0.2～1.4 MPa間任意調(diào)節(jié)，可并入蒸汽網(wǎng)使用，使熱能得到充分利用。

3 結(jié)論

此全石墨副產(chǎn)高壓蒸汽二合一氯化氫合成爐與副產(chǎn)高壓蒸汽的鐵爐子相比有以下優(yōu)點(diǎn)。

（1）氯化氫中不含鐵，生產(chǎn)出的高純鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 31.2%～32.2%，Ca2+為 0.235 mg/L，Mg2+為0.312 mg/L、Fe3+為 0.174 mg/L，全部符合要求。

（2）合成爐筒體不受腐蝕。

目前，氯堿企業(yè)氯化氫合成爐生產(chǎn)氯化氫的產(chǎn)能約600萬(wàn)t/a，1 t氯化氫可產(chǎn)生700 kg的高壓蒸汽，若全部應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)，可有294萬(wàn)t/a高壓蒸汽被合理利用，節(jié)能能力可達(dá)35萬(wàn)tce/a?？墒孤然瘹浜铣傻臒崮芾寐侍岣叩?0%，節(jié)能效果顯著。

［1］張進(jìn)堯，張 藝，夏 斌，等.一種氯化氫合成爐石英燈頭.ZL2014 2 0812995.7 2015-05-13.

［2］王俊飛，黃國(guó)民，何志峰.一種氯化氫合成爐控制系統(tǒng).ZL 2014 1 0519600.9 2016-06-08.

［3］路利霞，谷中鳴.氯化氫合成爐余熱利用的可行性分析.河南化工，2008（25）.

Application of full graphite by-product high pressure steam two in one hydrogen chloride synthetic furnace

LIU Reng-li
（Nantong Xingqiu Graphite Equipment Co.,Ltd.,Nantong 226541，China）

The thesis introduced the characteristic，technological process and operation of 2 in 1 byproduct high pressure steam hydrogen chloride synthetic furnace.The goal of energy-saving and efficiency-improving can be attained by recovering waste heat and generating the steam with the pressure of 0.8～1.2 MPa.Therefore，it is very practical in enhancing the whole economic benefit for chemical factories.

graphite；hydrogen chloride；synthetic furnace；high pressure steam

TQ124.4+2

B

1009-1785(2017)09-0029-02

2017-05-04