一種氯化氫合成爐的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種氯化氫合成爐，包括有爐底，爐底內(nèi)設(shè)有石墨爐膽（7），石墨爐膽（7）上連接有氯氣入口（8），氯氣入口（8）上連接有氫氣入口（9）；爐底的上方連接有爐膛，爐膛包括有上集水箱（1），上集水箱（1）上設(shè)有蒸汽出口（4），上集水箱（1）的下方設(shè)有下集水箱（2），下集水箱（2）上設(shè)有冷卻水入口A（5），下集水箱（2）與上集水箱（1）之間經(jīng)若干換熱豎管（3）連接；所述爐膛的上方連接有石墨換熱器。本實用新型具有可回收合成產(chǎn)生的熱量，且產(chǎn)生的蒸汽壓較大的有效果，同時還具有耐腐蝕能力強、使用壽命長，合成氯化氫氣體純度高，冷卻效果好，組裝方便的有效果。
【專利說明】
一種氯化氫合成爐
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種氯化氫合成爐，特別是一種氯化氫合成爐。
【背景技術(shù)】
[0002]氯化氫合成爐的發(fā)展經(jīng)歷了3個重要過程，第一個過程為鋼制合成爐階段，整個爐膛為鋼制結(jié)構(gòu)，爐膛外面加裝了鋼制水夾套，氯氣和氫氣在鋼制爐膛內(nèi)合成氯化氫氣體:H2+C12=2HCL+184.6kj/mol，燃燒合成產(chǎn)生的大量熱能由冷卻水帶走，經(jīng)涼水塔冷風機冷卻后把熱量排向空中，冷卻水降溫后重新回到鋼制夾套，完成冷卻水往復(fù)循環(huán)，但是鋼制合成爐反應(yīng)產(chǎn)生大量的鐵離子，影響鹽酸及PVC的質(zhì)量，以及腐蝕嚴重、壽命較短。第二個過程為二合一石墨合成階段，該階段初期的石墨合成爐和鋼制爐的結(jié)構(gòu)相似，只是鋼制爐膽改成了石墨結(jié)構(gòu)，石墨爐膽外層加裝了鋼制水夾套，利用夾套的水來冷卻石墨爐膽，確保石墨爐膽的安全運行，此時，氯化氫合成時產(chǎn)生的大量熱量仍是排向空中，未能回收利用，但是由于石墨的耐腐蝕性以及對氯、氫原料氣體的含水率要求不嚴，合成的氯化氫氣體純度高，爐子的使用壽命長，所以有些石墨爐一直沿用至今;第三個過程是在第二個過程的基礎(chǔ)上進行了改進，把循環(huán)冷卻水溫提高，在閃蒸罐中副產(chǎn)出蒸汽，回收大部分合成爐反應(yīng)時產(chǎn)生的熱能。但是因為石墨爐膽脆性大，抗拉、抗彎強度較低，所產(chǎn)出的蒸汽壓力只能控制在0.4MPa以下，并接入專門配接的低壓蒸汽管網(wǎng)，而不能接入工廠的蒸汽總管。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于，提供一種氯化氫合成爐。本實用新型具有可回收合成產(chǎn)生的熱量，且產(chǎn)生的蒸汽壓較大的特點，同時還具有耐腐蝕能力強、使用壽命長，合成氯化氫氣體純度高，冷卻效果好的特點，此外，本實用新型還具有組裝方便的特點。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案:一種氯化氫合成爐，包括有爐底，爐底內(nèi)設(shè)有石墨爐膽，石墨爐膽上連接有氯氣入口，氯氣入口上連接有氫氣入口 ；爐底的上方連接有爐膛，爐膛包括有上集水箱，上集水箱上設(shè)有蒸汽出口，上集水箱的下方設(shè)有下集水箱，下集水箱上設(shè)有冷卻水入口 A，下集水箱與上集水箱之間經(jīng)若干換熱豎管連接;所述爐膛的上方連接有石墨換熱器。
[0005]前述的氯化氫合成爐，所述石墨爐膽外設(shè)有爐底冷卻鋼套，爐底冷卻鋼套上設(shè)有冷卻水入口 B和冷卻水出口 B。
[0006]前述的氯化氫合成爐，所述石墨換熱器包括有換熱器冷卻鋼套，換熱器冷卻鋼套上設(shè)有冷卻水入口 C和冷卻水出口 C，換熱器冷卻鋼套內(nèi)設(shè)有塊孔式石墨換熱塊，換熱器冷卻鋼套外壁的下方設(shè)有合成氣出口。
[0007]前述的氯化氫合成爐，所述上集水箱、下集水箱和換熱豎管均為鋼制，相鄰換熱豎管之間經(jīng)密封鋼條隔開。
[0008]前述的氯化氫合成爐，所述爐底與爐膛之間以及爐膛與石墨換熱器之間分別經(jīng)連接法蘭連接。
[0009]本實用新型的有益效果:本實用新型的爐膛是經(jīng)上集水箱、下集水箱以及連接在上集水箱和下集水箱之間的換熱豎管圍成，純水從冷卻水入口進入下集水箱，然后經(jīng)換熱豎管吸熱后形成蒸汽并進入上集水箱，從蒸汽出口流出，對蒸汽再利用后即可實現(xiàn)熱量的回收利用，同時，其形成封閉獨立的換熱結(jié)構(gòu)，由于采用的是若干換熱豎管并列，與在石墨爐膽外設(shè)置換熱夾套相比，單條換熱豎管的受力面積更小，因此，其具有更高的抗拉、抗彎強度，所以，本實用新型在保證設(shè)備運行安全的情況下，能產(chǎn)出更高蒸汽壓的蒸汽，可直接接入工廠蒸汽總管。
[0010]經(jīng)實踐證明:使用本實用新型后，在保證設(shè)備運行安全的情況下，可產(chǎn)出0.8-1.2MPa蒸汽壓的蒸汽。
[0011]另外，本實用新型通過將合成爐設(shè)置為爐底、爐膛和換熱器三段，爐底內(nèi)設(shè)置石墨爐膽，氯氣和氫氣在石墨爐膽內(nèi)燃燒，燃燒形成的氯化氫氣體后再進入爐膛內(nèi)與換熱豎管內(nèi)的冷卻水發(fā)生熱交換，避免了氯氣和氫氣直接在爐膛內(nèi)燃燒對爐膛造成腐蝕和燒傷，提高了本實用新型的抗腐蝕能力和使用壽命，且由于石墨爐膽的耐腐蝕性以及對氯、氫原料氣體的含水率要求不嚴，合成的氯化氫氣體純度高；同時通過在爐膛的頂部再設(shè)置石墨換熱器，進一步將合成氣體的溫度降低，提高了本實用新型的冷卻效果。
[0012]此外，本實用新型通過在石墨爐膽外設(shè)置爐底冷卻鋼套，對石墨爐膽進行冷卻，避免了高溫對石墨爐膽造成破壞，進一步提高了本實用新型的使用壽命;同時，由于合成氣體經(jīng)爐膛冷卻以后溫度仍在250°C左右，普通的換熱器一是冷卻效果差，二是耐高溫能力差，因此，本實用新型通過將石墨換熱器設(shè)置成具有換熱器冷卻鋼套和塊孔式石墨換熱塊的結(jié)構(gòu)，塊孔式石墨換熱塊的耐高溫能力強，同時，換熱器冷卻鋼套內(nèi)通入冷卻水以后冷卻水在塊孔式石墨換熱塊內(nèi)流動與合成氣交換熱量，最終將合成氣的熱量降低至40°C左右，因此，本實用新型具有良好的冷卻效果和較長的使用壽命。
[0013]再者，由于本實用新型的上下集水箱和換熱豎管均采用鋼制，而鋼制的爐膛內(nèi)的氯化氫氣體在溫度低于108°C以下時，會在鋼制爐膛壁上形成氯化氫冷凝酸，腐蝕換熱豎管，而由于冷卻水從冷卻水入口進入下集水箱后水溫較低，如果換熱豎管相互并列接觸，勢必會造成換熱豎管下方的管與管相接觸的地方溫度較低而容易產(chǎn)生冷凝酸，因此，本實用新型通過利用密封鋼條將換熱豎管隔開，密封鋼條能保持較高的溫度，使與之相接觸的換熱豎管的接觸的地方也能保持較高的溫度，減少冷凝酸的形成，進一步增強了爐膛的抗腐蝕能力。
[0014]最后，本實用新型的爐底、爐膛以及爐頂(石墨換熱器)之間分別經(jīng)法蘭連接，連接簡便，安裝快速。
[0015]綜上所述，本實用新型具有可回收合成產(chǎn)生的熱量，且產(chǎn)生的蒸汽壓較大的有效果，同時還具有耐腐蝕能力強、使用壽命長，合成氯化氫氣體純度高，冷卻效果好，組裝方便的有效果。
【附圖說明】
[0016]附圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]附圖2為爐膛的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]附圖3為爐膛的橫向截面圖。
[0019]附圖標記說明:1-上集水箱，2-下集水箱，3-換熱豎管，4-蒸汽出口，5-冷卻水入口A，6-密封鋼條，7-石墨爐膽，8-氯氣入口，9-氫氣入口，10-爐底冷卻鋼套，11-冷卻水出口 B，12-冷卻水入口B，13-換熱器冷卻鋼套，14-冷卻水入口C，15-冷卻水出口C，16-塊孔式石墨換熱塊，17-合成氣出口，18-連接法蘭。
【具體實施方式】
[0020]本實用新型的實施例:一種氯化氫合成爐，如附圖1-3所示，包括有爐底，爐底內(nèi)設(shè)有石墨爐膽7，石墨爐膽7上連接有氯氣入口 8，氯氣入口 8上連接有氫氣入口 9;爐底的上方連接有爐膛，爐膛包括有上集水箱1，上集水箱I上設(shè)有蒸汽出口 4，上集水箱I的下方設(shè)有下集水箱2，下集水箱2上設(shè)有冷卻水入口 A5，下集水箱2與上集水箱I之間經(jīng)若干換熱豎管3連接(換熱豎管3的兩端分別焊接在上集水箱I和下集水箱2上，并且上集水箱1、換熱豎管3和下集水箱2處于導(dǎo)通狀態(tài));所述爐膛的上方連接有石墨換熱器。
[0021]所述石墨爐膽7外設(shè)有爐底冷卻鋼套10，爐底冷卻鋼套10上設(shè)有冷卻水入口B12和冷卻水出口 Bll。
[0022]所述石墨換熱器包括有換熱器冷卻鋼套13，換熱器冷卻鋼套13上設(shè)有冷卻水入口C14和冷卻水出口 C15，換熱器冷卻鋼套13內(nèi)設(shè)有塊孔式石墨換熱塊16，換熱器冷卻鋼套13外壁的下方設(shè)有合成氣出口 17。
[0023]所述上集水箱1、下集水箱2和換熱豎管3均為鋼制，相鄰換熱豎管3之間經(jīng)密封鋼條6隔開(密封鋼條6和換熱豎管3之間采用焊接方式連接)。
[0024]所述爐底與爐膛之間以及爐膛與石墨換熱器之間分別經(jīng)連接法蘭18連接。
[0025]本實用新型的工作原理:氯氣和氫氣通過氯氣入口 8和氫氣入口 9通入石墨爐膽7內(nèi)，并在石墨爐膽7內(nèi)燃燒形成氯化氫氣體，燃燒過程中，冷卻水從冷卻水入口B12流入爐底冷卻鋼套10內(nèi)，對石墨爐膽7進行冷卻，冷卻水吸收熱量后從冷卻水出口 B流出;燃燒產(chǎn)生的氯化氫氣體進入爐膛內(nèi)，此時冷卻水從冷卻水入口 A5進入下集水箱2中，然后流經(jīng)換熱豎管3后進入上集水箱I內(nèi)，冷卻水在流經(jīng)換熱豎管3的時候與爐膛內(nèi)的氯化氫氣體發(fā)生熱交換，吸收熱量后形成水蒸氣，并從蒸汽出口4流出，并接入工廠蒸汽總管進行熱量回收利用，冷卻后的氯化氫氣體進入石墨換熱器內(nèi)，并從塊孔式石墨換熱塊16內(nèi)的空隙中上升至換熱器的頂部，然后向下回流至換熱器的底部，從換熱器冷卻鋼套13外壁下方的合成氣出口 17流出，與此同時，冷卻水從冷卻水入口C14流入石墨換熱器內(nèi)與氯化氫氣體發(fā)生熱交換，帶走大量熱量后從冷卻水出口C15流出，而合成氣體在上升和下降的過程中延長了氣體在換熱器內(nèi)停留的時間，提高了換熱效果。
【主權(quán)項】
1.一種氯化氫合成爐，其特征在于:包括有爐底，爐底內(nèi)設(shè)有石墨爐膽(7)，石墨爐膽(7)上連接有氯氣入口(8)，氯氣入口(8)上連接有氫氣入口(9);爐底的上方連接有爐膛，爐膛包括有上集水箱(I)，上集水箱(I)上設(shè)有蒸汽出口(4)，上集水箱(I)的下方設(shè)有下集水箱(2)，下集水箱(2)上設(shè)有冷卻水入口 A(5)，下集水箱(2)與上集水箱(I)之間經(jīng)若干換熱豎管(3)連接;所述爐膛的上方連接有石墨換熱器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯化氫合成爐，其特征在于:所述石墨爐膽(7)外設(shè)有爐底冷卻鋼套(10)，爐底冷卻鋼套(10)上設(shè)有冷卻水入口 B(12)和冷卻水出口 B(ll)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯化氫合成爐，其特征在于:所述石墨換熱器包括有換熱器冷卻鋼套(13)，換熱器冷卻鋼套(13)上設(shè)有冷卻水入口 C( 14)和冷卻水出口 C( 15)，換熱器冷卻鋼套(13)內(nèi)設(shè)有塊孔式石墨換熱塊(16)，換熱器冷卻鋼套(13)外壁的下方設(shè)有合成氣出口(17)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯化氫合成爐，其特征在于:所述上集水箱(1)、下集水箱(2)和換熱豎管(3)均為鋼制，相鄰換熱豎管(3)之間經(jīng)密封鋼條(6)隔開。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯化氫合成爐，其特征在于:所述爐底與爐膛之間以及爐膛與石墨換熱器之間分別經(jīng)連接法蘭(18)連接。
【文檔編號】C01B7/01GK205590282SQ201620375413
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】楊穎 , 仇曉豐, 周毛榮
【申請人】貴州蘭鑫石墨機電設(shè)備制造有限公司