合成工业盐酸

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普遍采用的溢流管其管口上沿有 % 个对称分布的 1 形切口， 切口的一边与溢流管内壁相切， 使流经切口 的吸收液入管内时， 能从切线方向进入， 沿管内壁成 螺旋状液流， 形成扰动的液膜， 增强吸收效率。溢流 其切口高度也是管 管一般高出管板 ! -!! " -2 2， 板上液面允许波动的范围， 一般取 ’ ! ! #2 2。苏联 化工机械科学院的经验指出， 管板上液面的波动应控 制在’2 液 2 内。当溢流管的切口高度为 ’2 2 时， 溢流 体呈薄膜状， 液膜厚度不超过! 3 (2 2。安装时， 管应与管板垂直， 高度偏 1 形切口应在同一水平面上， 差不得大于以使吸收液在管内分布均匀。 3 #2 2， " . $ 换热块 块体之间有液体分布室， 块体上端面有径向和环 向沟槽， 可减少因安装水平偏差造成的偏流现象， 纵 向孔的下部有向下扩散的喇叭口， 经过一个单元块， 各纵向孔中的吸收液相互混合后， 再进入下一单元 块， 提高了整个设备的吸收效果。 " . % 尾气塔 国内一般采用拉西瓷环作为尾气塔填料， 由于瓷 环为脆性材料， 冲击韧性较差， 在遭受 , * +气体的冲 击时， 瓷环易碎， 使用时间过长， 瓷粉易于脱落， 造成 系统堵塞， 甚至被水流泵抽走填料。其次抗张强度 低， 在骤冷骤热时也容易破裂。因此， 我厂选用了增 强聚丙烯鲍尔环， 填料上面采用花板拦截， 有效地避 免了填料被水流泵带走和系统堵塞。
第#期 & $ $ $年#月
氯 碱 工 业 . * / 0 1 23 / 4 + / ( C , ? 8 ; 6 1 D
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浅谈我厂三合一炉合成工业盐酸装置
龙荣 （四川省林业第五筑路工程处西昌氯碱厂， 西昌 ! ） " # $ " % 翟翠霞 郝文君 王彦伟 （锦化化工 （集团） 有限责任公司， 葫芦岛 " ） & # $ $ "
我厂选用了最新型的 3 产盐酸可达 N $ ! # # # 型， N &
万方数据
／ 。本炉除壳体材质采用 3 灯头采用石英材质 6 ? % 钢，
外， 其它部位均采用不透性石墨。具有以下优点： （ ） ! 良好的耐腐蚀性。酚醛树脂浸渍的石墨， 除强氧化性 酸和强碱外， 对大部分酸类都是稳定的。对沸点下任 意浓度的盐酸均耐腐蚀。 （ ） 优良的导热性： 石墨具 " 有各向异性的特点， 块孔式换热块孔道是钻制的， 可 以使热流方向和块体传热的最佳方向一致， 从而获得 较高的传热效率， 其导热系数是一般碳钢的 " 倍多、 不锈钢的#倍。 （ ） 膨胀系数小， 耐温急变性好。 （ ） $ % 石墨与大多数介质之间的 “亲和力” 极小、 表面无结垢 现象； 不污染介质， 能保证产品的纯洁度。 （ ） 随工作 # 温度的升高， 它不变形， 强度也不降低。 （ ） 耐磨耗性 & 好， 质量轻。 （ ） 零件的互换性好， 采用 “积木式” 的可 ’ 拆卸组合结构， 只需数量不多的标准元件， 可组装成 各种不同换热面积的设备， 其拆卸、 安装、 清洗、 检修 和运输方便。 （ ） 各换热块体之间的空间相当于纵向 ( 流道中介质再分布的湍流室， 可提高纵向给热系数。 （ ） 对入炉的原料 * 和, 的含水量无特殊要求， 甚 ) + " " 至省去氯、 氢处理， 合成盐酸仍能正常运行。 （ ） 检 ! 修分布器方便， 勿需拆卸筒体螺栓， 即可通过手孔更 换溢流管。 （ ） 夹套最高处安有排气管， 可及时排走 ! ! 不凝气， 提高冷却水的换热效果。 " . ! 燃烧器 氯气和氢气在燃烧器内混合并保持 , 过量约 " 燃烧反应生成 , ! /， * +气体。燃烧器有短焰式和 长焰式两种结构型式。短焰式燃烧器双层套管顶端 有灯罩， 氢气由与轴线成 % 的喷出口喷出， 氯气由 # 0 水平方向或向上倾斜 ! 且与氯气导管的径向成 $ # 0 0 方向的喷出口喷出。" 股气体喷出后， 充分混 合 燃 烧， 火焰似蘑菇状。长焰式燃烧器是由双层套管构 成， 氯气在两管之间的环隙空间混合， 火焰较细长， 氯 氢的混合效果不如前者均匀， 但长焰燃烧器制造加工 容易， 安装检修方便， 且对延长炉壁使用寿命大有好 处。燃烧器常用石英玻璃材料， 由于石英灯头耐高 温、 耐腐蚀性能较好， 寿命较长， 一般可用 "!$ 年以 上。 " . " 气液分布器 气液分布器是气液吸收效果好坏的一个关键部 件， 由稳压室和溢流管 （或称造膜器） 构成， 稀酸作为 吸收液经稳压室均匀分布到换热块体上面， 经带有 1 形切口的溢流管把吸收液均匀分布成薄膜状， 沿纵向 孔道的四周向下流动， 待吸收的气体与其并流操作而 被吸收。因吸收器内的气体和吸收液并流操作， 其液 流速度比逆流操作大几倍， 在处理变化范围较大时， 仍能以高效率稳定操作， 因此生产能力比较大。目前
炉型 3 " 3 & 3 % 3 N 3 # 图"合一炉主要部件
我国 3 型三合一炉已由 3 " 型发展到如今的 3 # 型， 各型主要区别见表" 。
表" 3 "!3 # 型合成炉结构 分酸装置 炉壁冷却方式 视镜位置 手 孔 排气管 分配环 稀 酸 顶炉头上N 无 无 # O 炉头槽形 稀 酸 炉头斜上N 无 无 # O 炉头槽形 稀 酸 炉头斜上N # O 单侧有手孔 无 分液盘 稀 酸 炉头斜上N # O 两侧有手孔 无 分液盘 稀酸、 冷却水 垂直炉头 两侧有手孔 有
$ 运行中主要安全生产技术
$ . ! 严禁断水 三合一炉的合成段采用浸渍石墨制作， 由于合成 段受燃烧辐射热的影响较大， 是三合一炉的最薄弱环 节。据文献可知， 其 , * +合成反应属于 ! 3 # 级反应， 4 ! , * + 3 # （式中， 、 和! 动力学方程式： 56 ! ! ! ! , * + , * + , * + " " " " 4 " 分别指 , 、 、 的浓度） 。 在 中燃烧火焰 * +, + , * + "* " " " ， 高温激发的游离 最高点温度可达 "-!"# -7 基链锁反应生成 , 放出大量的热。这种热量 * +时， 使生成的 , 若断水时间过长， 未能 * +气体温度升高， 及时将此热量移走， 将有可能发生无法控制的激烈的 链锁反应， 甚至造成爆炸。再则合成气的温度较高可 达!壁温会迅速上 - 7 左右。冷却水突然中断， 升， 而酚醛树脂浸渍的不透性石墨温度在 " - 7 时， 树脂开始分解； 当温度超过 " 树脂分解速度 - 7 时， 急剧增大， 在石墨孔隙内产生大量气体， 将导致不透 性石墨局部被爆碎、 剥落， 最后使设备毁坏。断水还 会造成 , 会严重影响 * +气体不被吸收而产生倒压， % $
万方数据
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第#期 " -年#月
龙 荣， 等： 浅谈我厂三合一炉合成工业盐酸装置
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!!!!!!!" 装置与设备 "
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氯
碱
工
业
" + + +年第,期
炉内 ! 和# 配比， 严重时将会引起合成炉爆炸。 $ " " 因此， 操作中要勤于巡回检查， 一旦发现断水， 应及时 作出处理。 % & " 严格控制氢氯配比 一般 在 氯 化 氢 气 体 合 成 炉 中 控 制 ! （! ）! " ’ （# ）) 。在合成盐酸的合成炉中， 过量还 $ * + , ’ ) ! " ( " 多些， 但! 过量最多不超过 ) 否则会造成产品 + -， " 当! 过量 " 则有可能形 ! # $气体纯度下降； + - 时， " 成气体爆炸混合物， 不利于安全生产。一些厂家为了 减少 生 成 气 中 的 游 离 氯， 一味地提高氢氯配比至 ， 笔者认为这种作法是不应该提倡的， 只会有 ) * " , ’ ) 害无益。也有一些文献认为当氢氯配比为 （) * + ,! ） 由于 ! 在尾气中含量相 ) * ) + ’ )时， # $被吸收后， ! " 对增加， 一般都在 " 如果尾气系统有泄漏， + - 以上， 混入空气或过氯时， 也将会形成爆炸性气体。但 # $ " 过量时， 与水反应生成 ! 对不透性石墨起着 # $ # $ .， " 缓慢的局部氧化作用， 缩短设备使用寿命。因此为杜 绝! 合成反应 # $气体中产生游离氯兼顾安全生产， 中应严格控制 ! 过量， 并限制在 以下， 生产中除 , " 应随时注意 # 、 " 流量外， 最关键的操作还在于看 $ " ! 火， 通过看火， 可很直观的判明原料配比、 纯度等情况 （见表" ） 。