一种合成氯化氢三段式联产中低压蒸汽的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种合成氯化氢三段式联产中低压蒸汽的装置，包括合成炉，合成炉包括反应炉、石冷器及炉体夹套，炉体夹套与反应炉之间由下至上设置第一中温段、高温段和第二中温段，第一中温段和第二中温段通过循环网管连通，反应炉和石冷器之间设置低温段；冷凝水槽通过冷凝水泵连通低温段；低压闪蒸罐通过强制循环泵连通第一中温段，低压闪蒸罐通过给水泵连通高温段；低温段的出水口连通强制循环泵，第二中温段的出水口连通低压闪蒸罐，高温段的出水口连通中压闪蒸罐的进水口；低压闪蒸罐、中压闪蒸罐通过后端蒸汽用户与冷凝水槽连通。采用本发明专利技术的一种合成氯化氢三段式联产中低压蒸汽的装置及方法，能够同时产生低压蒸汽和中压蒸汽。

【技术实现步骤摘要】
一种合成氯化氢三段式联产中低压蒸汽的装置及方法
本专利技术涉及一种合成氯化氢三段式联产中低压蒸汽的装置及方法，属于氯化氢合成副产

技术介绍
在我国氯碱和聚氯乙烯生产过程中，需要大量的氢气和氯气燃烧合成氯化氢，从而生产盐酸或生产聚氯乙烯，氯气和氢气在燃烧合成氯化氢的过程中将产生大量的热量：H2+Cl2→2HCl+44.04kcal，每吨100％氯化氢反应热为6.03×105Kcal。对于氯化氢合成的热能利用，国内现在主要有两种方式，一种采用石墨炉体配套石墨块冷在氯化氢合成炉高温段副产低压蒸汽，合成炉其余部分全部采用循环水冷却；另一种采用石墨炉体配套石墨块冷在氯化氢合成炉高温段副产中压蒸汽，合成炉其余部分全部采用循环水冷却。以上两种国内常用副产蒸汽的工艺中，合成炉中氢、氯气合成所产生的大量的热量均由凉水泵输送来的循环冷却水带走，循环水再由热水泵输送回凉水塔，通过凉水塔风机与空气热交换，使该部分热量交换到空气中，造成了热能损失，也消耗了大量的电能。同时，以上两种方式副产蒸汽的纯水均由前端精制水工序制作成合格的锅炉水后通过泵输送到冷凝水槽，输送过来的水为常温水，该水直接进入合成炉高温段后副产蒸汽，因水为常温水加热为过热水，需要吸收大量的热以及需较长时间，最终导致副产蒸汽量有限；且只能单独副产低压或中压蒸汽，不能满足后端不同用户的不同需求。并且现有的副产最大只能产生0.8MPa的中压蒸汽，不能满足更大压力的中压蒸汽需求。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种合成氯化氢三段式联产中低压蒸汽的装置及方法，本专利技术能够同时产生低压蒸汽和中压蒸汽，实现冷凝水的循环利用，节约能源。本专利技术采用的技术方案如下：一种合成氯化氢三段式联产中低压蒸汽的装置及方法，包括合成炉、低压闪蒸罐、中压闪蒸罐和冷凝水槽；所述合成炉包括反应炉、石冷器及炉体夹套，所述炉体夹套与反应炉之间由下至上设置第一中温段、高温段和第二中温段，所述第一中温段和第二中温段通过循环网管连通，所述反应炉和石冷器之间设置低温段；所述冷凝水槽通过冷凝水泵连通低温段；所述低压闪蒸罐通过强制循环泵连通第一中温段，低压闪蒸罐通过给水泵连通高温段；低温段的出水口连通强制循环泵，第二中温段的出水口连通低压闪蒸罐，高温段的出水口连通中压闪蒸罐的进水口，中压闪蒸罐的出水口连通高温段的进水口；所述低压闪蒸罐、中压闪蒸罐产生的低压蒸汽和中压蒸汽通过后端蒸汽用户与冷凝水槽连通。在本专利技术中，通过设置二段中温段能够充分提升预热水的温度，保证最终高温段的出水温度，才能同时产生低压蒸汽和中压蒸汽；并且低温段的低温冷凝水使得通过低温段来到石冷器的氯化氢的温度大幅降低，能够降低石冷器节约外部循环水使用量；对合成炉进行分段冷却、分梯度回收热能的方式提高了氢气、氯气合成过程中反应热的利用率，既联产了中压和低压不同的蒸汽，又增加了副产蒸汽量，降低生产成本，实现闭路循环。作为优选，所述低压闪蒸罐和中压闪蒸罐上均设置压力控制器，低压闪蒸罐上设置液位控制器。在上述方案中，通过液位控制器控制低压闪蒸罐的液位；通过压力控制器控制产生的低压蒸汽和中压蒸汽的压力和流量。作为优选，所述低温段和第二中温段设置不连通的气体通道和冷却通道，所述反应炉与炉体夹套之间设置导热石墨，所述气体通道与冷却通道之间填充导热石墨。在上述方案中，反应炉直接通过导热石墨层与炉体夹套之间的第一中温段、高温段进行热交换；而在第二中温段和低温段中，设置多条竖直方向的气体通道使氯化氢进入石冷器，多条横向的冷却通道流通冷凝水进行热交换，能够增大热交换面积，增大热交换效率，大幅降低氯化氢进入石冷器的温度，提高热利用率。作为优选，所述导热石墨为静压石墨。在上述方案中，静压石墨比普通石墨的导热系更好，通过静压石墨能够提高热交换率，最终才能达到同时产生低压蒸汽和中压蒸汽的效果。作为优选，所述合成炉上设置防爆膜。在上述方案中，防爆膜用于保证合成炉氯化氢不会超压、超温运行，当炉内氯化氢压力或温度持续攀升达到防爆膜压力或温度上限值时防爆膜将破损自动泄压降温，确保合成炉安全运行。作为优选，炉体夹套上下交界处设有耐受高温的特种氟橡胶O型圈进行密封，采用法兰带压盖分离不同温度的水。作为优选，冷凝水槽与后端低压蒸汽用户、后端中压蒸汽用户之间设置疏水器，回收使用后的蒸汽凝结冷凝水。作为优选，低压闪蒸罐连接液位控制器，液位控制器按照操作流程规定设定强制循环罐液位高、低及高高、低低控制液位参数或联锁，通过检测强制循环罐的液位高度来控制调节阀的开启和关闭。一种合成氯化氢三段式联产中低压蒸汽的方法，利用上述合成氯化氢三段式联产中低压蒸汽的装置，包括以下步骤：步骤一：将外界纯水或蒸汽冷凝水补充到冷凝水槽，控制到冷凝水槽的液位达到设定液位；步骤二：启动冷凝水泵将冷凝水槽内的冷凝水注入到低温段和低压闪蒸罐，低压闪蒸罐液位达到设定液位时，启动强制循环泵和给水泵，分别向第一中温段和高温段注水，注水达到控制参数后，合成炉点火生产氯化氢；低温段的冷凝水通过合成炉吸收氯气与氢气反应的热量，对水进行预热，预热后的水来到低压闪蒸罐，通过液位控制器控制补水量，达到设定液位时关闭控制阀；步骤三：通过强制循环泵将低压闪蒸罐中的水送入第一中温段和第二中温段中吸收氯气与氢气反应的热量，对水进行加热，第一中温段温度低于130℃；步骤四：第一中温段的水充分吸收热量升温，在强制循环泵和热虹吸作用下沿着循环管网上升至中第二中温段；步骤五：第二中温段的水吸收热量后持续升温，进入低压闪蒸罐，产生低压蒸汽向后端低压蒸汽用户供气；步骤六：低压闪蒸罐内一部分水通过给水泵输送至高温段，在高温段继续吸收氯气和氢气反应放出的热量，然后进入中压闪蒸罐中，产生中压蒸汽向后端中压蒸汽用户供气；步骤七：将后端蒸汽用户使用蒸汽后的冷凝水再回收至冷凝水槽，冷凝水槽中的水通过冷凝水泵输送至低温段，实现闭路循环。在本专利技术中，闪蒸后的过热水通过强制循环泵和/或热虹吸效应使炉体夹套内各段的水循环。作为优选，步骤一中，纯水输送的压力大于0.5MPa，纯水流量比蒸汽冷凝水流量大140-160％，确保系统出现波动时，合成炉不会出现缺水干烧。作为优选，步骤二中，低温段的出水温度控制在90-95℃，可降低进入石冷器的氯化氢温度，从而节约石冷器外部循环水使用量和确保防爆膜温度低于100℃(防爆膜设计安全运行温度≤100℃)，保证防爆膜安全运行，同时还起到了除氧作用，减少对设备的氧化腐蚀，延长了设备使用寿命。作为优选，步骤五中，第二中温段的出水温度控制在115—135℃，产生0.15-0.3MPa的低压蒸汽，避免热能损耗和缺水干烧。作为优选，步骤六中，高温段的出水温度控制在175-180℃，产生1.0MPa的中压蒸汽，保证蒸汽压力达到标准并避免设备超压运行。本专利技术用冷凝水泵将冷凝水输送至低温段，通过吸收本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合成氯化氢三段式联产中低压蒸汽的装置，其特征在于：包括合成炉、低压闪蒸罐、中压闪蒸罐和冷凝水槽；/n所述合成炉包括反应炉、石冷器及炉体夹套，所述炉体夹套与反应炉之间由下至上设置第一中温段、高温段和第二中温段，所述第一中温段和第二中温段通过循环网管连通，所述反应炉和石冷器之间设置低温段；/n所述冷凝水槽通过冷凝水泵连通低温段；/n所述低压闪蒸罐通过强制循环泵连通第一中温段，低压闪蒸罐通过给水泵连通高温段；/n低温段的出水口连通强制循环泵，第二中温段的出水口连通低压闪蒸罐，高温段的出水口连通中压闪蒸罐的进水口，中压闪蒸罐的出水口连通高温段的进水口；/n所述低压闪蒸罐、中压闪蒸罐产生的低压蒸汽和中压蒸汽通过后端蒸汽用户与冷凝水槽连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种合成氯化氢三段式联产中低压蒸汽的装置，其特征在于：包括合成炉、低压闪蒸罐、中压闪蒸罐和冷凝水槽；
所述合成炉包括反应炉、石冷器及炉体夹套，所述炉体夹套与反应炉之间由下至上设置第一中温段、高温段和第二中温段，所述第一中温段和第二中温段通过循环网管连通，所述反应炉和石冷器之间设置低温段；
所述冷凝水槽通过冷凝水泵连通低温段；
所述低压闪蒸罐通过强制循环泵连通第一中温段，低压闪蒸罐通过给水泵连通高温段；
低温段的出水口连通强制循环泵，第二中温段的出水口连通低压闪蒸罐，高温段的出水口连通中压闪蒸罐的进水口，中压闪蒸罐的出水口连通高温段的进水口；
所述低压闪蒸罐、中压闪蒸罐产生的低压蒸汽和中压蒸汽通过后端蒸汽用户与冷凝水槽连通。


2.如权利要求1所述的合成氯化氢三段式联产中低压蒸汽的装置，其特征在于：所述低压闪蒸罐和中压闪蒸罐上均设置压力控制器，低压闪蒸罐上设置液位控制器。


3.如权利要求1所述的合成氯化氢三段式联产中低压蒸汽的装置，其特征在于：所述低温段和第二中温段设置不连通的气体通道和冷却通道，所述反应炉与炉体夹套之间设置导热石墨，所述气体通道与冷却通道之间填充导热石墨。


4.如权利要求3所述的合成氯化氢三段式联产中低压蒸汽的装置，其特征在于：所述导热石墨为静压石墨。


5.如权利要求1所述的合成氯化氢三段式联产中低压蒸汽的装置，其特征在于：所述合成炉上设置防爆膜。


6.一种合成氯化氢三段式联产中低压蒸汽的方法，利用权利要求1-5任一项所述合成氯化氢三段式联产中低压蒸汽的装置，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：将外界纯水或蒸汽冷凝水补充到冷凝水槽，控制到冷凝水槽的液位达到设定液位；
步骤二：启动冷凝水泵将冷凝水槽内的冷凝水注入到低温段和低压闪蒸罐，低压闪蒸罐液位达到设定液位时，启动强制循环泵和给水泵，分别向第一中温段和高温段注水，注水达到控制参数后，合成炉点火生产氯化...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨文毅，尹毕辉，鲁建荣，
申请(专利权)人：四川省金路树脂有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51