一种自主能源回收生产蒸汽的HCl合成炉制造技术

本实用新型专利技术公开了一种自主能源回收生产蒸汽的HCl合成炉，包括炉体，所述炉体由筒形结构的膜式水冷壁构成，炉体内设置换热装置，换热装置包括省煤器单元和过热器单元，省煤器单元的除盐水进口接通除盐水供给管道，其除盐水出口接通汽水分离单元，过热器单元的进口接通汽水分离单元的蒸汽出口，所述汽水分离单元包括锅筒，所述锅筒的一个输入端与省煤器单元的除盐水出口接通，锅筒的蒸汽出口与过热器单元的进口接通。通过采用除盐水、蒸汽为换热介质，利用耐候钢进行间壁换热，在高效吸收HCl蒸汽热能的同时，将热能回收生产过热蒸汽并用于发电等，为氯碱工业节约大量能源。为氯碱工业节约大量能源。为氯碱工业节约大量能源。

【技术实现步骤摘要】
一种自主能源回收生产蒸汽的HCl合成炉


[0001]本技术涉及HCl生产
，特别是一种自主能源回收生产蒸汽的HCl合成炉。

技术介绍

[0002]HCl是氯碱工业重要的无机化工原料，广泛用于染料、医药、食品、印染、皮革、冶金等行业。HCl合成炉是HCl生产的关键设备。H2和Cl2在合成炉内燃烧，生成温度高达2300℃的HCl气体，经逐步冷却至140℃后净化洗涤，最后与水合成盐酸。HCl气体初合成时温度非常高，热能含量丰富、品味高，具有非常好的利用价值，但也因温度非常高，且HCl合成过程中一直有极少量H2O伴生，在低温区HCl容易与H2O合成高浓度盐酸，对钢铁等材质具有极强的腐蚀性，被腐蚀的材料成为杂质进入HCl中，即使是极少量，也将直接导致后续合成盐酸的系统故障。
[0003]目前，HCl合成炉普遍采用耐热不透性石墨圆筒外敷钢板、中间夹层水冷的结构，保证HCl的纯洁度和系统安全，回收少量热能，产生热水。例如，中国专利CN2505467Y公开了一种副产热水石墨HCl合成炉装置，在该合成炉装置中：合成炉上部的炉体上段外壳(1－8)内有石墨换热块(1－7)、下部的炉体下段外壳(1－4)内有石墨合成筒(1－3)，石墨合成筒底部有氯气进气管(1－1)和氢气进气管(1－2)，合成炉顶部有HCl出气管(1－10)，在所述的炉体下段外壳(1－4)下部和上部分别有除盐水进水管(1－12)和除盐水下出水管(1－5)与炉体下段外壳(1－4)、石墨合成筒(1－3)之间的空腔相通，除盐水下出水管(1－5)与炉体上段外壳(1－8)下部的除盐水上进水管(1－6)相通，炉体上段外壳(1－8)下部的热水出水管(1－9)、下部的除盐水上进水管(1－6)分别与炉体上段外壳(1－8)、石墨换热块(1－7)之间的空腔相通。
[0004]上述这种中间夹层水冷的结构，跟传统HCl合成炉一样，都存在的问题是：除盐水对外层钢板腐蚀严重，并且在低温区HCl容易与少量的H2O合成高浓度盐酸，对钢铁等材质具有极强的腐蚀性，进而形成盐酸腐蚀区，需经常停炉维修甚至报废。同时，如何高效节能的生产盐酸一直是氯碱工业的研究热点及关键突破点，传统采用的石墨换热块来回收的热量较少，回收的结果是得到热水，如要达到高效节能的目的，首先就要考虑如何达到高效换热和避开盐酸腐蚀区，显然，传统的石墨换热块的换热效率存在极限，并且以热水进行回收，方式单一，利用率低，如果尽量降低HCl气体出口温度，以回收更多的热量，则形成的盐酸腐蚀区域就越大，腐蚀程度会越严重。

技术实现思路

[0005]本技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种自主能源回收生产蒸汽的HCl合成炉，通过采用除盐水、蒸汽为换热介质，利用耐候钢进行间壁换热，在高效吸收HCl蒸汽热能的同时，将热能回收生产过热蒸汽并用于发电等，为氯碱工业节约大量能源，克服了现有技术的不足。
[0006]本技术采用的技术方案如下：一种自主能源回收生产热水及蒸汽的HCl合成炉，所述炉体上部为炉体上段，下部为炉体下段，炉体的底部和顶部分别设置有进气管和出气管，其特征在于，所述炉体由筒形结构的膜式水冷壁构成，炉体内设置有换热装置，所述换热装置包括省煤器单元和过热器单元，所述省煤器单元设于炉体下段内，省煤器单元的除盐水进口接通除盐水供给管道，其除盐水出口接通汽水分离单元，所述过热器单元设于炉体上段内，过热器单元的进口接通汽水分离单元的蒸汽出口，其出口接通蒸汽外送管道，所述汽水分离单元包括锅筒，所述锅筒的一个输入端与省煤器单元的除盐水出口接通，锅筒的蒸汽出口与过热器单元的进口接通，锅筒设置有集中下降管。
[0007]进一步，所述省煤器单元的除盐水进口和除盐水出口均贯穿膜式水冷壁，所述过热器单元的进口和出口均贯穿膜式水冷壁。
[0008]进一步，所述省煤器单元由多级省煤器串联形成，所述省煤器沿炉体的轴线方向排布。
[0009]进一步，所述省煤器单元由3个省煤器串联形成。
[0010]进一步，所述过热器单元由多级过热器串联形成，所述过热器沿炉体的轴线方向排布。
[0011]进一步，所述过热器单元由2个过热器串联形成。
[0012]进一步，所述省煤器和过热器均由换热管构成，所述换热管环形布置于炉体内，相邻换热管之间的间距形成气流流动的通道。
[0013]综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：
[0014]1、本技术通过采用膜式水冷壁来替换现有HCl合成炉普遍采用的耐热不透性石墨圆筒外敷钢板、中间夹层水冷的结构，提高了合成炉的使用寿命，无需经常停炉维修；
[0015]2、通过采用环形布置的换热器来替代现有的石墨换热块，利用间壁换热方式，强化了换热效果，在高效吸收HCl蒸汽热能的同时，将热能回收生产过热蒸汽并用于发电，为氯碱工业节约了大量能源，克服了现有技术的不足。
附图说明
[0016]图1是本技术的一种自主能源回收生产蒸汽的HCl合成炉结构示意图；
[0017]图2是本技术的HCl炉体主体结构示意图；
[0018]图3是本技术的换热管结构示意图；
[0019]图4是图3中A－A鸡肉面结构示意图。
[0020]图中标记：1为炉体，101为炉体上段，102为炉体下段，103为火焰区，2为出气管，3为氯气进气管，4为氢气进气管，5为膜式水冷壁，6为省煤器单元，601为除盐水进口，602为除盐水出口，7为过热器单元，701为过热器单元的进口，702为过热器单元的出口，8为汽水分离器，801为蒸汽出口，9为蒸汽外送管道，10为除盐水供给管道，11为省煤器，12为过热器，13为换热管，14为汽水混合物输送管道，15为集中下降管，16为保温层。
具体实施方式
[0021]下面结合附图，对本技术作详细的说明。
[0022]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施
例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0023]一种HCl合成炉，特别是一种具有自主能源回收生产蒸汽功能的HCl合成炉，包括炉体1，所述炉体上部为炉体上段101，下部为炉体下段102，炉体1的底部设置有进气管和燃烧合成灯头(未画出)，顶部设置有出气管2，进气管包括氯气进气管3和氢气进气管4，用于向炉体1内通入氯气和氢气，所述炉体1由筒形结构的膜式水冷壁5构成，优选为圆筒形，炉体1内设置有换热装置，换热装置包括省煤器单元6和过热器单元7，所述省煤器单元6设于炉体下段102内，省煤器单元6的除盐水进口601和除盐水出口602均贯穿膜式水冷壁5，省煤器单元6的除盐水进口601接通除盐水供给管道10，其除盐水出口602接通汽水分离单元，汽水分离单元包括汽水分离器8，所述过热器单元7设于炉体上段102内，如图3所示，过热器单元的进口701和出口702均贯穿膜式水冷壁5，过热器单元的进口701接通汽水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自主能源回收生产蒸汽的HCl合成炉，包括炉体，所述炉体上部为炉体上段，下部为炉体下段，炉体的底部和顶部分别设置有进气管和出气管，其特征在于，所述炉体由筒形结构的膜式水冷壁构成，炉体内设置有换热装置，所述换热装置包括省煤器单元和过热器单元，所述省煤器单元设于炉体下段内，省煤器单元的除盐水进口接通除盐水供给管道，其除盐水出口接通汽水分离单元，所述过热器单元设于炉体上段内，过热器单元的进口接通汽水分离单元的蒸汽出口，其出口接通蒸汽外送管道，所述汽水分离单元包括锅筒，所述锅筒的一个输入端与省煤器单元的除盐水出口接通，锅筒的蒸汽出口与过热器单元的进口接通，锅筒设置有集中下降管。2.如权利要求1所述的自主能源回收生产蒸汽的HCl合成炉，其特征在于，所述省煤器单元的除盐水进口和除盐水出口均贯穿膜式水冷壁，所述过...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙大玺，贾琛霞，
申请(专利权)人：四川建筑职业技术学院，
类型：新型
国别省市：