副产蒸汽氯化氢合成炉系统技术方案

副产蒸汽氯化氢合成炉系统技术方案

山东东营拓宇化工技术有限公司副产蒸汽HCL合成炉系统

方案设计

江苏苏宇化工设备有限公司

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目录

一、项目要求及报价

二、副产蒸汽氯化氢合成炉行业发展情况

1、氯化氢合成系统副产中低压蒸汽基本原理

2、国内氯化氢合成炉副产蒸汽现状及特点

3、新型副产蒸汽氯化氢合成炉的特点

三、副产蒸汽氯化氢合成炉主要设备及工艺流程

Ⅰ、合成炉主要设备

1、副产蒸汽氯化氢合成炉主体

2、汽包

3、预热器

Ⅲ、副产蒸汽氯化氢合成炉系统工艺流程：

1、氯化氢合成及冷却流程。

2、副产蒸汽流程。

3、循环水流程。

四、自动控制系统

1、自动点火系统

2、自动联锁保护系统

3、氢气、氯气自动配比控制

4、汽包部分的自动控制

五、节能减排及经济效益以及安全分析

六、主要性能指标

七、副产蒸汽HCL合成炉主要设备。

1、副产蒸汽HCL合成炉系统主要设备一览表

2、提供的备品备件及易耗品

包括灯头、防爆膜、四氟密封材料等

一、项目要求及报价

根据贵公司的要求：按合成炉每天产60吨HCl的采购条件，要求设计副产蒸汽的HCL合成炉，其副产蒸汽压力达到0.4-1.4MPa。装置操作操作弹性为：50%~110%；装置操作时间：8000小时/年。

副产蒸汽氯化氢合成炉系统单套含税价228万元（详见副产蒸汽HCL合成炉系统主要设备一览表）。

二、副产蒸汽氯化氢合成炉行业发展情况

1、氯化氢合成系统副产中低压蒸汽基本原理

氯气与氢气反应生成氯化氢时伴随释放出大量反应热：0.5H2十0.5Cl2=HCL+22.063Kca1／mol，即每合成1千克气态氯化氢放出605.11 Kcal热量。氯气与氢气在合成炉内以燃烧形式反应生成氯化氢，火焰中心区温度达到2500℃以上，生成的氯化氢气体温度在℃以上，这些热量相当可观，完全能够用来副产蒸汽。

2、国内氯化氢合成炉副产蒸汽现状及特点

对于氯化氢合成中的热能利用，国内经历了以下阶段。

第一代是使用钢制水夹套氯化氢合成炉副产热水。这种钢合成炉在炉顶部和底部容易受腐蚀，使用寿命短，副产的热水应用范围有限,当前已经基本被淘汰。

第二代是使用石墨制的氯化氢合成炉副产热水，主要原理是经过承压石墨内筒和钢制外筒之间水吸热，产出大于85度的热水，是当前国内一些氯碱企业较多采用的合成炉。但由于其合成炉的结构特点所限，其内部热水不能自循环，需要经过外循环泵强制循环。这就导致热水吸热不稳定，造成合成炉出口的HCL温度变化大，有时会出现HCL出口温度过高，达不到工艺要求。另外，由于吸热的石墨内筒温度一般低于100度，会导致在石墨内筒上出现大量冷凝酸，客观的造成合成炉产生冷凝酸过多。特别是一旦由于受热不均易引起石墨内筒出现渗漏，导致HCL气体进入热水中，使热水的PH值降低，腐蚀钢制外筒和热水循环管道，严重的导致更换。这就导致副产热水HCL合成炉系统运行的不稳定，出现频繁的检修和更换，对企业的安全和连续性生产造成重大的损失和影响。

第三代的副产低压蒸汽HCL合成炉是国内合成炉厂家经过改进副产热水的石墨内筒材质，提高承压能力，副产出0.2～0.3Mpa 压力的蒸汽。

但由于石墨是非金属脆性材料，受强度和使用温度的限制，在副产蒸汽时石墨炉筒作为产汽的受压部件，安全上存在一定隐患，而且热能的利用率只能达到30％～40％，采用该方法副

产低压蒸汽应用范围同样有限。而经过改进石墨材质，也只能在一定程度上提高产出蒸汽压力，其提高程度有限，而且大幅提高了制造成本，并在使用过程中对工艺操作有更加高的要求，增加了操作的复杂性。另外，由于本身石墨材料的原因，为防止石墨炉筒受热升温过快导致爆裂，合成炉点火开车后，要小负荷运行约2个小时后才能提升负荷，这对生产负荷的调整带来了不便。

3、新型第四代全自动副产中压蒸汽氯化氢合成炉的特点

本公司设计制造的第四代全自动副产蒸汽氯化氢合成炉在热能利用中克服以上几代的缺点，采用三段式结构：在合成炉的中间高温区段，使用钢制水冷壁炉筒；在合成段顶部和底部钢材容易受腐蚀的区段，采用石墨材料制作。采用这种方法既克服了石墨炉筒强度低和使用温度受限制的缺点，又克服了合成段的顶部和底部容易腐蚀的缺点。而且，由于其自身结构条件特点（见第三节的合成炉主要设备介绍），无需外循环泵，热水能在产汽系统内自循环，使产汽段吸热效率始终保持稳定，避免了HCL出口温度的波动。正由于其副产蒸汽压力高，温度高（100度以上）的特点，不会在产汽内筒上形成冷凝酸，也就不存在腐蚀问题，这就避免了第二代合成炉所碰到的问题。也由于其产汽吸热段为钢制的特点，开车后，无需小负荷长时间升温，能够直接根据生产需求迅速提升负荷。而且由于产汽承压段采用钢制水冷壁炉筒，从而使氯化氢合成的热能利用率提高到70％，其承压能力也大大提高，当前我们已经做到产出蒸汽压力最高达到 1.4MPa，从