副产蒸汽氯化氢合成炉运行总结

氯 碱 工 业

Chlor - Alkali Industry

第55卷第6期2019年6月

Vol. 55 , No. 6Jun. , 2019

副产菱汽氮化氢合成炉运行总袪

寇栋"，杨春辉2

（1.山东铝业有限公司，山东淄博255000；2,葫芦岛华远化工机械装备有限公司，辽宁葫芦岛125003）

［关键词〕氯化氢;合成炉；副产蒸汽;尾气塔;闪蒸罐;防爆膜；吸收器;锅炉给水

［摘要］介绍二合一副产蒸汽氯化氢合成炉在运行中出现的问题，并提出可行的解决方案，保障合成炉系统 的安全稳定运行。

［中图分类号］TQ124.42 ［文献标志码］B ［文章编号］1008 -133X （2019）06 -0021-04

Operation of by-product steam hydrogen chloride synthesis furnace

KOU Dong 1, YANG Chunhui 2

(1. Shandong Aluminum Industry Co. , Ltd. , Zibo 255000, China ；

2. Huludao Huayuan Chemical Machinery Equipment Co. , Ltd. , Huludao 125003 , China)Key words ： hydrogen chloride ; synthetic furnace ; by ・product steam ； tail gas tower ； flash tank ；

explosion proof membrane ； absorber ； boiler feed water

Abstract : The problems in operation of two-in-one by ・product steam hydrogen chloride synthesis furnace were introduced , and feasible solutions were put forward. The safe and stable operation of the synthesis furnace system was guaranteed.

山东铝业有限公司于1954年建成投产，成立

60多年来，已建成集采矿、冶炼、水泥、氯碱化工、机

械加工、热电、建安、科研设计和国内外贸易为一体

的有色金属骨干企业。山东铝业有限公司氯碱厂于

2004年开始筹备，目前离子膜法烧碱生产能力18万

t/a 。为平衡氯气液化尾气，分别于2012年和2014

年相继投产两套SZL - 110型50 t/d 氯化氢二合一 副产蒸汽合成炉⑴。

1合成炉的介绍

2012年投产的合成炉采用一级降膜、二级降膜

和尾气塔三级吸收模式，尾气塔后的尾气正常生产 时直排大气。2014年改造的合成炉采用一级降膜 和组合塔吸收模式，两套合成炉均配有自动点火系

统，且炉内压力控制0 ~ 10 kPa 的微正压运行。

来自氢气处理工序的氢气经氢气稳压阀、氢气 缓冲罐稳定压力,再经孔板流量计计量、自动阀控制

后，与来自氯气处理工序的经氯气稳压阀、氯气缓冲 罐稳定压力,再经孔板流量计计量、自动阀控制的氯

气以1.05： 1的体积比进入合成炉，自动点火后在炉

内燃烧，合成为氯化氢气体。氯化氢气体经蒸汽炉

夹套的锅炉给水冷却后进入炉顶石墨冷却器，再经 过循环水冷却至常温。氯化氢通过自动阀控制，一 部分送至氯化氢使用岗位，少部分用纯水吸收生产 高纯盐酸。氯气与氢气合成氯化氢气是放热反应,

每生成1 mol 氯化氢气体放出92. 05 kJ 的热量。利 用二合一蒸汽炉石墨夹套内的纯水吸收氯气与氢气

的反应热，副产蒸汽送烧碱厂作化盐用或送其他用

户，节能降耗。一般生产1 t 100% HC1可副产0.6

-0.65 t 蒸汽，回收利用60%左右的反应热。

2运行中出现的问题及改进措施

2-1尾气塔氯化氢排放超标

2012年投产的合成系统的尾气采用直排大气

方式,在合成炉产量较大或湿度大的天气时,排空口 有白雾，经检测氯化氢质量浓度M 100 mg/m ‘，超出

排放标准。

为满足环保要求,按照图1所示的方法进行改

* ［作者简介］寇栋（1983-）,男,2006年毕业于安徽工业大学,现任山东铝业有限公司氯碱厂二电解车间主任。

［收稿日期］2018 -08 -22

氯碱工业2019年

进:取消合成炉正常生产后的切换操作，将合成炉尾气塔排空直接与水力抽射泵N-5151A/B连接，把未被完全吸收的氯化氢进一步在酸水循环罐V-5155A/B中进行再吸收，吸收后的淡酸水返回合成炉作为吸收水重复使用，氮气和氢气等不凝气体从酸水循环罐排至大气。水力抽射泵起到控制炉压和尾气处理的双重作用，有条件的厂家可以新增储罐V-5155C和抽射泵N-5151C。一方面将所有盐酸成品罐的挥发酸气及装车酸雾全部采用上述方法进行处置，实现酸雾不外逸、氯化氢达标排放的目的;另一方面，新增储罐V-5155C可以作为合成炉吸收水的过渡储罐使用，设计自动补水阀，保证酸水循环槽的正常液位及吸收水的有效补给。

2.2闪蒸罐液位失真导致炉体破损

2012年投产的合成炉在闪蒸罐的液位控制上采用图2所示的双室平衡器液位计。其本质是采用差压原理，测量出平衡容器中的静压力与容器中实际水位的静压力（随水位升降而变化）的差压值,再通过差压变送器将差压值转变成电流信号传输到集控室计算机上进行水位监测。2012年12月14日22：30,DCS人员发现二合一盐酸合成炉至闪蒸罐蒸汽温度与氯化氢温度异常，氯化氢出口温度由28.7 T升至31.5合成炉至闪蒸罐蒸汽温度由146.4七上升至152.4^C,与合成炉负荷不匹配。盐酸岗位人员查看确认闪蒸罐现场磁翻板液位显示150 mm,远传显示1027mm0DCS将闪蒸罐加水自动阀改为手动并加水，同时现场发现，冷凝酸罐液位上涨迅速，判断炉体可能泄漏，随即降负荷停运二合一盐酸合成炉。拆除灯头后发现,炉体内部出现裂纹,且有石墨块脱落。

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IDe I

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连通阀

N-5151A

L G

吸收水分配台

去合成炉

N-5151B

C-5152尾气

稀盐酸泵P-5151A

V-5155C

稀盐酸泵P-5151B

N-5151C

补纯水

罐体抽空

冷凝酸

罐抽空

装车抽空

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图1氯化氢合成炉尾气吸收处理示意图Fig.1Process flow diagram of absorbing tail gas from hydrogen chloride synthesis furnace

1-差压变送器;2—三阀组;3-排污管;4—汽包;5—汽联儈;6—截止阀；

7—双室平衡器;8—平衡器水联管;9-汽包水联管;10—排污管；11—显示仪表；12—信号输岀导线。

图2TPH-B双室平衡器液位计结构图

Structural diagram of liquid level gauge with TPH-B dual chamber equalizer Fig.2

闪蒸罐液位正常控制是1000mm。液位低于1000mm时,加水自动阀自动打开补水；液位高于1000mm时，阀门自动关闭。查看DCS闪蒸罐补水流量曲线，曲线显示闪蒸罐在22：05补水完毕，并在之前呈现规律性补水，每隔约30min补水1次,22：05之后闪蒸罐液位在1013mm的基础上呈现缓慢上升趋势，自23：13液位缓慢上升至1027mm不动。通过上述现象及数据推断，冬季生产时，平衡容器液位计伴热保温效果不佳,双室平衡器、平衡器水连管、汽包水连管等全部冻结，闪蒸罐液位突发故