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，爐底內設有石墨爐膽（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）上設有蒸汽出口（4），上集水箱（1）的下方設有下集水箱（2），下集水箱（2）上設有冷卻水入口A（5），下集水箱（2）與上集水箱（1）之間經若干換熱豎管（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生的熱量，且產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
技術領域
[0001]本發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】
[0002]氯化氫合成爐的發展經歷了3個重要過程，第一個過程為鋼制合成爐階段，整個爐膛為鋼制結構，爐膛外面加裝了鋼制水夾套，氯氣和氫氣在鋼制爐膛內合成氯化氫氣體:H2+C12=2HCL+184.6kj/mol，燃燒合成產生的大量熱能由冷卻水帶走，經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，完成冷卻水往復循環，但是鋼制合成爐反應產生大量的鐵離子，影響鹽酸及PVC的質量，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構相似，只是鋼制爐膽改成了石墨結構，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上進行了改進，把循環冷卻水溫提高，在閃蒸罐中副產出蒸汽，回收大部分合成爐反應時產生的熱能。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，而不能接入工廠的蒸汽總管。
【發明內容】
[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生的熱量，且產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]本實用新型的技術方案:一種氯化氫合成爐，包括有爐底，爐底內設有石墨爐膽，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，上集水箱上設有蒸汽出口，上集水箱的下方設有下集水箱，下集水箱上設有冷卻水入口 A，下集水箱與上集水箱之間經若干換熱豎管連接;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，所述石墨爐膽外設有爐底冷卻鋼套，爐底冷卻鋼套上設有冷卻水入口 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有冷卻水入口 C和冷卻水出口 C，換熱器冷卻鋼套內設有塊孔式石墨換熱塊，換熱器冷卻鋼套外壁的下方設有合成氣出口。
[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熱量的回收利用，同時，其形成封閉獨立的換熱結構，由于采用的是若干換熱豎管并列，與在石墨爐膽外設置換熱夾套相比，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備運行安全的情況下，能產出更高蒸汽壓的蒸汽，可直接接入工廠蒸汽總管。
[0010]經實踐證明:使用本實用新型后，在保證設備運行安全的情況下，可產出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置為爐底、爐膛和換熱器三段，爐底內設置石墨爐膽，氯氣和氫氣在石墨爐膽內燃燒，燃燒形成的氯化氫氣體后再進入爐膛內與換熱豎管內的冷卻水發生熱交換，避免了氯氣和氫氣直接在爐膛內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置成具有換熱器冷卻鋼套和塊孔式石墨換熱塊的結構，塊孔式石墨換熱塊的耐高溫能力強，同時，換熱器冷卻鋼套內通入冷卻水以后冷卻水在塊孔式石墨換熱塊內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生的熱量，且產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為本實用新型的結構示意圖；
[0017]附圖2為爐膛的結構示意圖；
[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，爐底內設有石墨爐膽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上設有蒸汽出口 4，上集水箱I的下方設有下集水箱2，下集水箱2上設有冷卻水入口 A5，下集水箱2與上集水箱I之間經若干換熱豎管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處于導通狀態);所述爐膛的上方連接有石墨換熱器。
[0021]所述石墨爐膽7外設有爐底冷卻鋼套10，爐底冷卻鋼套10上設有冷卻水入口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上設有冷卻水入口C14和冷卻水出口 C15，換熱器冷卻鋼套13內設有塊孔式石墨換熱塊16，換熱器冷卻鋼套13外壁的下方設有合成氣出口 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，并在石墨爐膽7內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，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;燃燒產生的氯化氫氣體進入爐膛內，此時冷卻水從冷卻水入口 A5進入下集水箱2中，然后流經換熱豎管3后進入上集水箱I內，冷卻水在流經換熱豎管3的時候與爐膛內的氯化氫氣體發生熱交換，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，并從塊孔式石墨換熱塊16內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流入石墨換熱器內與氯化氫氣體發生熱交換，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停留的時間，提高了換熱效果。
【主權項】
1.一種氯化氫合成爐，其特征在于:包括有爐底，爐底內設有石墨爐膽(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)上設有蒸汽出口(4)，上集水箱(I)的下方設有下集水箱(2)，下集水箱(2)上設有冷卻水入口 A(5)，下集水箱(2)與上集水箱(I)之間經若干換熱豎管(3)連接;所述爐膛的上方連接有石墨換熱器。2.根據權利要求1所述的氯化氫合成爐，其特征在于:所述石墨爐膽(7)外設有爐底冷卻鋼套(10)，爐底冷卻鋼套(10)上設有冷卻水入口 B(12)和冷卻水出口 B(ll)。3.根據權利要求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)內設有塊孔式石墨換熱塊(16)，換熱器冷卻鋼套(13)外壁的下方設有合成氣出口(17)。4.根據權利要求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)之間經密封鋼條(6)隔開。5.根據權利要求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
【發明人】楊穎 , 仇曉豐, 周毛榮
【申請人】貴州蘭鑫石墨機電設備制造有限公司