專利名稱：水冷壁式石墨爐筒的鹽酸合成爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及副產(chǎn)蒸汽的鹽酸合成爐，特指反應(yīng)熱冷卻部位為石墨材質(zhì)的鹽酸合成爐。
背景技術(shù)：
鹽酸的工業(yè)生產(chǎn)通常采用氯氣與氫氣合成反應(yīng)生成氯化氫，然后被水吸收為鹽酸。合成時(shí)伴隨釋放出大量反應(yīng)熱，傳統(tǒng)的鹽酸合成爐中，反應(yīng)熱被冷卻水帶走，造成熱能浪費(fèi)。后來(lái)發(fā)展了收集反應(yīng)熱的副產(chǎn)蒸汽的鋼制鹽酸合成爐，解決了節(jié)能問(wèn)題，但是未能解決合成爐爐體金屬腐蝕減低設(shè)備使用壽命和腐蝕導(dǎo)致的鹽酸中帶有鐵離子的污染問(wèn)題。專利申請(qǐng)?zhí)枮?2200426. 9的文件公開(kāi)了 “鹽酸合成爐中的耐腐蝕爐頭”，由圓筒部分和法蘭構(gòu)成，圓筒內(nèi)孔上部室內(nèi)圓錐形，圓筒與法蘭用螺栓緊固。從結(jié)構(gòu)上而不是從材料上提聞爐頭的壽命，提聞很有限。專利申請(qǐng)?zhí)枮?6226846. I的文件公開(kāi)了 “石墨鹽酸合成爐”，該爐結(jié)構(gòu)包括了爐頭、合成、吸收、分離器四部分所組成。在已有技術(shù)基礎(chǔ)上爐頭部分增設(shè)了爐頭鐵筒體，視鏡與爐頭鐵筒體為活法蘭呈9 0°的連接；在吸收鐵筒體的內(nèi)壁上焊有折流板，板的上邊用螺絲固定著橡膠板；吸收段石墨塊的孔內(nèi)設(shè)有喇叭口。在冷卻部位仍然采用爐頭鐵筒體，該部位由于反應(yīng)熱釋放多，溫度高，鋼質(zhì)筒體更容易腐蝕，雖有起防腐輔助作用的橡膠板，整個(gè)設(shè)備的耐腐蝕性不能同步提高。專利申請(qǐng)?zhí)枮?00520083875. 9的文件公開(kāi)了“四合一石墨鹽酸合成爐”，以及南
通遠(yuǎn)東化工設(shè)備有限公司生產(chǎn)的石墨鹽酸合成爐，主要部件全由石墨制成，其力學(xué)強(qiáng)度較低、熱傳導(dǎo)效率較差。專利申請(qǐng)?zhí)枮?01120337210. I的文件公開(kāi)了“一種副產(chǎn)蒸汽三合一鹽酸合成爐”，包括爐體中下部的氯化氫合成段；爐體的上部設(shè)冷卻段，所述冷卻段由石墨筒體、套在石墨筒體外的鋼制殼體以及冷卻水夾層構(gòu)成；所述冷卻段石墨筒體中心設(shè)中心通道，中心通道四周的石墨筒體上部設(shè)置有若干垂直流道以及水平流道，中心通道四周的石墨筒體底部設(shè)置有與垂直流道連通的環(huán)形空腔，所述水平流道與冷卻段的冷卻水夾層連通，氯化氫合成段制得的氯化氫氣體通過(guò)中心通道到達(dá)爐體頂部，隨稀鹽酸一同進(jìn)入垂直流道，在水平流道內(nèi)冷卻水作用下放熱冷凝制得濃鹽酸，再通過(guò)濃酸出口排出，剩余的氣體從尾氣出口排出。其冷卻水道為冷卻水夾層和水平流道，既對(duì)鋼制殼體產(chǎn)生腐蝕，結(jié)構(gòu)和流道又過(guò)于復(fù)雜，影響冷卻和合成效率。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的克服傳統(tǒng)的鹽酸合成爐爐體強(qiáng)度和熱交換效率不能兼顧的缺陷，提供一種爐體強(qiáng)度有可靠保障、熱交換效率高、耐腐蝕性強(qiáng)、具有水冷壁式石墨爐筒的鹽酸合成爐。技術(shù)方案為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，采用的一種水冷壁式石墨爐筒的鹽酸合成爐，用作氯氣和氫氣合成制取氯化氫、再被水吸收為鹽酸的反應(yīng)設(shè)備，包括有合成部件、冷卻部件、吸收部件，冷卻部件包含爐筒、進(jìn)水管、出汽管，反應(yīng)熱的吸收和冷卻過(guò)程是在冷卻部件中實(shí)現(xiàn)的，其特征在于
該石墨爐筒是由多塊石墨圈拼接而成，爐筒與進(jìn)水管、出汽管的法蘭連接部件是耐熱鋼制成的，合成部件和吸收部件的爐殼主要是采用鋼制成的；
兩個(gè)石墨圈之間的拼接縫呈階梯狀企口或者凹凸?fàn)钇罂?；拼接縫采用酚醛樹(shù)脂膠結(jié)連接起來(lái)，并且在膠結(jié)后經(jīng)過(guò)130°C _240°C溫度的固化處理； 石墨圈的壁厚是60 mm -240mm，壁內(nèi)分布有眾多縱向排列的冷卻水管路，各個(gè)石墨圈中的冷卻水管路上下連通，冷卻水管路最下方連接鋼質(zhì)進(jìn)水管、最上方連接鋼質(zhì)出汽管。設(shè)備中，另有合成需要的燃燒裝置、起安全保障作用的防爆裝置以及氯氣和氫氣進(jìn)口、氯化氫出口，視鏡孔等部分組成。所述的石墨圈的表面優(yōu)選經(jīng)過(guò)酚醛樹(shù)脂浸潰或者以酚醛樹(shù)脂涂料涂刷而成。所述的石墨圈的表面經(jīng)過(guò)酚醛樹(shù)脂二次或多次浸潰或者以酚醛樹(shù)脂涂料涂刷2次或多次，并經(jīng)130°C _380°C的高溫處理而成。本發(fā)明中，石墨設(shè)備材質(zhì)選用化工專用石墨，浸潰劑由最新研制的樹(shù)脂工藝配方生產(chǎn)、浸潰、固化過(guò)程都按企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。所述的酚醛樹(shù)脂涂料優(yōu)選是3-5質(zhì)量份酚醛樹(shù)脂與I質(zhì)量份石墨粉調(diào)制而成的。浸潰后的石墨設(shè)備從導(dǎo)熱系數(shù)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度到耐溫性能都比國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品高，并達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。所述的冷卻水管路優(yōu)選是管徑為10mm-20mm的圓柱形管，圓柱形管之間的間距為8mm-25mm (圓柱形管距離內(nèi)壁表面、外壁表面的最小距離為8mm)。所述的石墨爐筒外圍優(yōu)選有保護(hù)性鋼制護(hù)殼。所述的合成部件和吸收部件的爐殼以及連接法蘭優(yōu)選都是16MnR耐熱鋼制成的。在合成爐的合成段頂部和底部鋼材容易受腐蝕的區(qū)段，可以采用石墨材料制作。采用這種方法既克服了合成段的頂部和底部容易腐蝕的缺點(diǎn)，又克服了石墨爐筒強(qiáng)度和使用溫度受限制的缺點(diǎn)。有益效果
本發(fā)明的鹽酸合成爐與鋼制鹽酸合成爐比較，它的優(yōu)點(diǎn)是耐腐蝕性好，使用壽命長(zhǎng)，制成的氯化氫氣體純度高，不含鐵離子，生產(chǎn)效率高。與爐體為全石墨的鹽酸合成爐比較，采用多個(gè)石墨圈和鋼殼的組合式結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度更高，適合更高的水蒸氣壓力和更大的鹽酸產(chǎn)能。由于石墨具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性，爐筒內(nèi)的燃燒反應(yīng)熱可迅速地傳到爐壁外，由冷卻水帶走，氯化氫氣體的出口溫度較低，進(jìn)人吸收器之前，無(wú)需用大的冷卻器冷卻，可提高吸收效率，由于沒(méi)有高溫爐體的輻射熱，改善了操作環(huán)境條件。除此以外，其最突出的優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)進(jìn)入合成爐的原料氯氣和氫氣的含水量無(wú)特殊要求，從電解槽來(lái)的氯氣和氫氣不必經(jīng)冷卻和干燥處理，可省去氯、氫處理設(shè)備，大大簡(jiǎn)化鹽酸生產(chǎn)工藝過(guò)程，減少占地面積，節(jié)省投資和管理費(fèi)用。
當(dāng)然，其也存在著結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，檢修不如鋼合成爐方便，一次投資費(fèi)較大的缺點(diǎn)。


圖I是本發(fā)明的一個(gè)整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是放大的圖I中爐筒的石墨圈A-A橫截面結(jié)構(gòu)示意 圖3是圖2中石墨圈的B-B方向(縱向)剖面的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I、氯氣進(jìn)口 ；2、氫氣進(jìn)口 ；3、觀察孔；4、進(jìn)水管；5、出汽管；6、鹽酸出口 ；7、備用管；8、法蘭；9、冷卻水管路；10、爐筒；11、合成部件；12、吸收部件；13、企口。
具體實(shí)施例方式下面，結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更具體的說(shuō)明。實(shí)施例I :
如附圖2、圖3所示的石墨圈，材質(zhì)選用化工專用石墨，表面經(jīng)過(guò)酚醛樹(shù)脂涂料二次涂刷，并經(jīng)200°C -280°C的高溫處理而成。所述的酚醛樹(shù)脂涂料是4質(zhì)量份酚醛樹(shù)脂與I質(zhì)量份石墨粉調(diào)制而成的。石墨圈有階梯狀企口 13。石墨圈的壁厚是120mm，壁內(nèi)分布有眾多縱向排列的冷卻水管路9。所述的冷卻水管路9是管徑為14_的圓柱形管，圓柱形管之間的間距為16mm。浸潰后的石墨設(shè)備從導(dǎo)熱系數(shù)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度到耐溫性能見(jiàn)下面的性能比較表
權(quán)利要求
1.一種水冷壁式石墨爐筒的鹽酸合成爐，用作氯氣和氫氣合成制取氯化氫、再被水吸收為鹽酸的反應(yīng)設(shè)備，包括有合成部件(11)、冷卻部件、吸收部件(12)，冷卻部件包含爐筒(10)、進(jìn)水管(4)、出汽管(5)，反應(yīng)熱的吸收和冷卻過(guò)程是在冷卻部件中實(shí)現(xiàn)的，其特征在于 石墨爐筒(10)是由多塊石墨圈拼接而成，爐筒(10)與進(jìn)水管(4)、出汽管(5)的連接法蘭(8)部件是耐熱鋼制成的，合成部件(11)和吸收部件(12)的爐殼主要是采用鋼制成的； 兩個(gè)石墨圈之間的拼接縫呈階梯狀或者凹凸?fàn)钇罂?13);拼接縫采用酚醛樹(shù)脂膠結(jié)連接起來(lái)，并且在膠結(jié)后經(jīng)過(guò)130°C _240°C溫度的固化處理； 石墨圈的壁厚是60 mm -240mm，壁內(nèi)分布有眾多縱向排列的冷卻水管路(9)，各個(gè)石墨圈中的冷卻水管路(9)上下連通，冷卻水管路(9)最下方連接鋼質(zhì)進(jìn)水管(4)、最上方連接鋼質(zhì)出汽管(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水冷壁式石墨爐筒的鹽酸合成爐，其特征在于所述的石墨圈的表面經(jīng)過(guò)酚醛樹(shù)脂二次或多次浸潰或者以酚醛樹(shù)脂涂料涂刷2次或多次，并經(jīng)1300C _380°C的高溫處理而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水冷壁式石墨爐筒的鹽酸合成爐，其特征在于所述的酚醛樹(shù)脂涂料是3-5質(zhì)量份酚醛樹(shù)脂與I質(zhì)量份石墨粉調(diào)制而成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水冷壁式石墨爐筒的鹽酸合成爐，其特征在于所述的冷卻水管路(9)是管徑為10mm-20mm的圓柱形管，圓柱形管之間的間距為8mm-25mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水冷壁式石墨爐筒的鹽酸合成爐，其特征在于所述的石墨爐筒(10)外圍有保護(hù)性鋼制護(hù)殼。
6.一種采用權(quán)利要求I所述的水冷壁式石墨爐筒的鹽酸合成爐，其特征在于所述的合成部件(11)和吸收部件(12)的爐殼以及連接法蘭(8)都是16MnR耐熱鋼制成的。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種水冷壁式石墨爐筒的鹽酸合成爐，冷卻部件包含爐筒、進(jìn)水管、出汽管。石墨爐筒是由多塊石墨圈拼接而成，每個(gè)石墨圈經(jīng)過(guò)酚醛樹(shù)脂二次浸漬后經(jīng)130℃-380℃高溫處理。爐筒與進(jìn)水管、出汽管的連接法蘭是耐熱鋼制成的，合成部件和吸收部件的爐殼是碳鋼制成的。兩個(gè)石墨圈之間的拼接縫呈企口狀；拼接縫采用酚醛樹(shù)脂膠結(jié)連接，膠結(jié)后經(jīng)過(guò)130℃-240℃溫度的固化處理。石墨爐筒的壁厚60mm-240mm，壁內(nèi)分布有眾多的縱向連通的冷卻水管路。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是耐腐蝕性好，組合式結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，熱效率高，制成的氯化氫氣體純度高，不含鐵離子，適合更大的鹽酸產(chǎn)能。
文檔編號(hào)C01B7/01GK102910587SQ20121049374
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者仇曉豐, 王茂喜 申請(qǐng)人:南通久信石墨科技開(kāi)發(fā)有限公司