两段取热型副产蒸汽或热水的三合一盐酸合成炉制造技术

本实用新型专利技术公开了一种两段取热型副产蒸汽或热水的三合一盐酸合成炉，包括石墨炉筒，石墨炉筒外设置下部钢外壳，石墨炉筒与下部钢外壳之间为循环水腔，下部钢外壳内、石墨炉筒上端设置换热块，换热块上端设置过渡短节，过渡短节上设置气液分离器，气液分离器上方设置石墨降膜吸收块，在气液分离器、石墨降膜吸收块外设置上部外壳，且气液分离器、石墨降膜吸收块与上部外壳之间为冷却水腔，石墨降膜吸收块上方设置上封头，在石墨炉筒底部设置燃烧装置。本实用新型专利技术结构合理，取热效率高。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种三合一盐酸合成炉。
技术介绍
工业盐酸的生产主要先采用氯气与氢气燃烧合成氯化氢气，通常在钢或石墨合成炉筒内合成；因合成气温度> 1500°C而需要通过石墨冷却器进行降温；降温后的氯化氢气体再到降膜吸收器里用稀酸吸收生成合成盐酸。常规生产采用三台设备分别完成上述三道工序。较先进的流程将上述合成——冷却——吸收三个工序合到一台设备内完成，我国称为三合一盐酸合成炉。而更先进的是利用合成炉内的石墨材料或钢炉筒的高热导率，将氯化氢的燃烧热传递给循环热水增加循环热水的热焓以实现余热利用。国内外副产蒸汽(热水)的三合一炉(简称节能型三合一炉)均为下点火型。 下点火三合一炉的结构特点主要是设备钢外壳用以使冷却(或取热)的循环水可以在设备内流动，外壳内与燃烧气体及合成酸接触部分主要采用浸溃石墨制造。国内外现行下点火三合一炉(包括节能型三合一炉)的合成燃烧段(合成炉筒，可以是石墨炉筒也可以是钢炉筒)在下，炉筒上为合成HCl气吸收冷却段(用冷却水冷却)，主要由石墨吸收换热块叠装组成，其特征是每块换热块中部都有较大的空洞，叠装后形成烟囱状高温HCl通道，此高温HCl由中心通道上升到顶部后折返向下进入吸收换热块段，在吸收换热块的纵向孔内由上向下流动过程中，与炉顶部输入后同样进入吸收换热块纵向孔、并由孔内壁成薄膜状由上向下流动的吸收液(通常为稀盐酸)流过程中，被吸收生成需要的盐酸。现行节能型三合一炉具有以下特点(I)由合成炉筒(石墨或钢制MfHCl燃烧热传递给循环热水以节能，其取热段为合成炉筒；(2)用冷却水冷却的吸收换热块段中心有较大空洞，具有两项优点①HCl高温气体由此“烟囱”上升使吸收换热块减少被烧蚀的风险，使合成HCl气可以由此“烟囱”上升到顶后折返向下，形成下一优点(3)吸收换热块段位于上述高温烟道的四周，从而降低了设备总高，(4)产品盐酸和排出的一次尾气都由吸收段底部，位于设备中部的气液分离器分别排出。同时也存在以下不足(1)高温HCl在烟道内的冷却效果较差，(2)中部排酸、排一次尾气的分离器正位于高温HCl气部位，且接触此高温HCl的石墨内筒壁无水冷，提高了出酸温度，还增加了烧爆隐患。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种结构合理，取热效率高的两段取热型副产蒸汽或热水的三合一盐酸合成炉。本技术的技术解决方案是一种两段取热型副产蒸汽或热水的三合一盐酸合成炉，包括石墨炉筒，石墨炉筒外设置下部钢外壳，石墨炉筒与下部钢外壳之间为循环水腔，其特征是下部钢外壳内、石墨炉筒上端设置换热块，换热块上端设置过渡短节，过渡短节上设置气液分离器，气液分离器上方设置石墨降膜吸收块，在气液分离器、石墨降膜吸收块外设置上部外壳，且气液分离器、石墨降膜吸收块与上部外壳之间为冷却水腔，石墨降膜吸收块上方设置上封头，在石墨炉筒底部设置燃烧装置。在过渡短节与气液分离器之间设置石墨水冷换热块，石墨水冷换热块位于上部外壳内。下部钢外壳分成上下互不相通的两段，相应部位的石墨炉筒分成上下石墨炉筒，下石墨炉筒与下部钢外壳的下段之间为冷却水腔，上石墨炉筒与下部钢外壳的上段之间为循环热水腔。在最上一块降膜吸收块上的每个孔都安装有溢流管，溢流管上方设置分布板。在上封头顶部设有石墨爆破盘。本技术结构合理，实现了多处创新(1)由原炉筒一段取热扩展为炉筒与换 热块两段取热，且换热块的换(取)热面积远大于炉筒；(2)增加对排酸处的水冷却以降低排酸温度，且此水冷换热块降低了进吸收段HCl的温度有利吸收；(3)改原顺流吸收为逆流吸收有利于提闻酸浓度；由此可以提闻取热率，提闻节能效果。以下结合附图和实施例对本技术作进一步说明。图I是本技术实施例I的结构示意图。图2是实施例2的结构示意图。具体实施方式一种两段取热型副产蒸汽或热水的三合一盐酸合成炉，包括石墨炉筒，石墨炉筒外设置下部钢外壳，石墨炉筒与下部钢外壳之间为循环水腔，下部钢外壳内、石墨炉筒上端设置换热块5，换热块上端设置过渡短节6，过渡短节上设置气液分离器8，气液分离器上方设置石墨降膜吸收块10，在气液分离器、石墨降膜吸收块外设置上部外壳11，且气液分离器、石墨降膜吸收块与上部外壳之间为冷却水腔，石墨降膜吸收块上方设置上封头15，在石墨炉筒底部设置燃烧装置。在过渡短节与气液分离器之间设置石墨水冷换热块7，石墨水冷换热块位于上部外壳11内。下部钢外壳分成上下互不相通的两段1、4，相应部位的石墨炉筒分成上下石墨炉筒2、3，下石墨炉筒与下部钢外壳的下段之间为冷却水腔(a管进、b管出)，上石墨炉筒与下部钢外壳的上段之间为循环热水腔(c管进、d管出)。在最上一块降膜吸收块上的每个孔都安装有溢流管12，溢流管上方设置分布板13。在上封头顶部设有石墨爆破盘16。高温HCl的一部分燃烧热先按常规通过石墨炉筒3传递给锅炉外壳内由c管进的循环热水后，向上再通过换热块5进一步传递给循环热水(由d管出)，由于换热块5的传热面积远大于炉筒3的传热面积而大大提高取热效率。降温后的HCl气向上通过过渡短节6后，通过石墨水冷换热块7时被进一步降温，以有利于其溶解成酸，降温后的HCl通过气液分离器8上的升气管9后，进入石墨降膜吸收块10的纵向孔内向上流通时，被由上向下顺孔壁流动的吸收液吸收提高酸浓度，向下流到分离器8时，可达31 35%浓度，由气液分离器侧位(位于设备中部)出酸管f输出，HCl气体的热焓及溶解热则通过吸收块传递给上部外壳11内流动、由e管进g管出的冷却水，为保证吸收块的每个孔内都有吸收液成膜状分布，最上一块吸收块上每个孔都安装有溢流管12 (需要时可采用专利ZL201220227707. 2技术进行多段再分布)，为使吸收液更好地向溢流管12分布，其上设置有分布板13，最后未被吸收的余气(一次尾气)经过过渡节14后进入上封头15，并由出气管j输出本炉。此上封头15的侧位还开有吸收液进口管h及进液挡板，顶部还装有石墨爆破盘16以对本炉进行超压保护。本炉的原料气按常规由炉底燃烧装置的灯头座(或称燃烧器)分别输入，经燃烧装置的灯头(或称燃烧咀)入炉燃烧合成。炉筒最下部设有观察孔、自动点火孔、监测、监控孔等，可人工操作也可自控操作。实施例2 参见图二。其内部结构与实施例一基本相同，主要区别在于石墨炉筒全段取热，炉筒外全流通循环热水，下部钢外壳为一个整体，其它冷却、吸收、进出液、进出气结构与位置·也都相同。由于炉筒全段取热，提高了取热率，加大了节能效果，但增加了石墨炉筒的耐热要求。当采用石墨炉筒时，如副产热水时则为最佳选择；如副产蒸汽，则采用一般石墨材质时，副产蒸汽压力宜低，采用较好石墨材料时，也可提高副产蒸汽压力。当炉筒采用钢制时是最佳选择，副产蒸汽压力较高，可达I. 5MPa。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种两段取热型副产蒸汽或热水的三合一盐酸合成炉，包括石墨炉筒，石墨炉筒外设置下部钢外壳，石墨炉筒与下部钢外壳之间为循环水腔，其特征是：下部钢外壳内、石墨炉筒上端设置换热块，换热块上端设置过渡短节，过渡短节上设置气液分离器，气液分离器上方设置石墨降膜吸收块，在气液分离器、石墨降膜吸收块外设置上部外壳，且气液分离器、石墨降膜吸收块与上部外壳之间为冷却水腔，石墨降膜吸收块上方设置上封头，在石墨炉筒底部设置燃烧装置。

【技术特征摘要】
1.一种两段取热型副产蒸汽或热水的三合一盐酸合成炉，包括石墨炉筒，石墨炉筒外设置下部钢外壳，石墨炉筒与下部钢外壳之间为循环水腔，其特征是下部钢外壳内、石墨炉筒上端设置换热块，换热块上端设置过渡短节，过渡短节上设置气液分离器，气液分离器上方设置石墨降膜吸收块，在气液分离器、石墨降膜吸收块外设置上部外壳，且气液分离器、石墨降膜吸收块与上部外壳之间为冷却水腔，石墨降膜吸收块上方设置上封头，在石墨炉筒底部设置燃烧装置。2.根据权利要求I所述的两段取热型副产蒸汽或热水的三合一盐酸合成炉，其特征是在过渡短节与气液分离器之间设置石墨水冷换...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚建，姚松年，
申请(专利权)人：南通山剑石墨设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：