南通苏宇化工设备制造有限公司
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2000℃以上，这些热量相当可观，完全可以用来副产蒸汽。 新一代副产中压蒸汽氯化氢合成炉的结构特点 本公司设计制造的第四代副产蒸汽氯化氢合成炉采用三段式结构：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，可使副产蒸汽压力可在0.2～1.4MPa间任意调节，可并入中、低压蒸汽管网使用，使热能得到充分利用。 副产中压蒸汽氯化氢合成炉的优点 产汽段采用钢制结构，并对上段氯化氢石墨冷却段结构的优化，解决了才石墨制承压的副产蒸汽合成炉预热时间长的问题；点火开车后无需长时间小负荷预热合成炉，可根据生产工况直接提升负荷。另外针对酚醛树脂浸渍石墨块在受高温时易爆裂的特点（最高只能耐180℃），我公司在氯化氢石墨冷却段底部直接接触高温氯化氢的石墨块采用浸渍聚四氟乙烯石墨材料。该材料最高能耐280℃,且受高温不会爆裂，彻底解决了浸渍酚醛树脂石墨换热块存在的不耐高温易爆裂问题。采用该结构的石墨合成炉能保证在正常工作工况下长期稳定运行，无计划外的检修工作。 自动控制系统 在自动化控制方面，针对该合成炉的结构特点，本公司开发了可靠的远程自动点火、完善的过程自动控制及安全的连锁保护系统，实现了从点火开车、过程控制到停车的全过程的DCS操作，大大提高了装置的自动化控制水平及本质安全。 1、自动点火系统 自动点火系统由在线火焰检测、自动切断阀、高压点火装置和程序控制组成。该点火系统的优点为点火可靠，自动点火系统只在点火时运行，不参与正常生产的过程控制，保证了过程控制的可靠性。 2、自动联锁保护系统 该装置设置有：氢气压力低、氯气压力低、仪用气压力低、冷却水流量低、汽包液位、氢气流量与氯气流量比值、火焰在线监测等多个连锁保护，当任何一个联锁条件满足时，系统立即自动执行停车保护程序，并进行自动充氮保护，同时还设置了DCS及现场紧急停车按扭，以备特殊情况下使用，确保装置的安全。 3、氢气、氯气自动配比控制 我们对氯气、氢气流量进行测量。根据生产控制中HCI的纯度分析来设定氢气、氯气适合的比值，该系统可以通过精确的氢气、氯气流量测量与调节实现氢气与氯气的自动配比控制。若生产中氢气、氯气的纯度发生较大的变动时，则可通过修正氢气与氯气的比值来保证自动控制的稳定可靠。 4、汽包部分的自动控制 蒸汽分离的控制包括汽包液位的自动控制、蒸汽压力自动控制。即通过调节进软水调节阀的开度来控制汽包液位，对出口蒸汽阀的调节来控制产出蒸汽的压力。 5、制酸自动控制 制酸自动控制可通过盐酸浓度的在线检测和进吸收水流量的自动配比来控制盐酸产品的浓度。另外可以通过对盐酸中游离氯的在线检测，实现对制酸时氯气、氢气的配比情况的实时监控。 节能减排及经济效益以及安全效益分析 1．热能利用率高。每合成1t氯化氢气体可副产低压或中压蒸汽0．6～0．7t；以日产150t氯化氢为例，氯化氢合成系统装置满负荷生产时日产蒸汽约90吨，蒸汽单价以100.00元／吨计，年开车330天，年创效益约297万元。 2、氯化氢合成系统副产的中、低压蒸汽可直接并入中、低压蒸汽管网，而副产0.2~0.3MPa蒸汽的合成炉，需要建立单独的蒸汽用户网。本方案可以节省建立单独蒸汽管网的投资。 3、由于该副产蒸汽合成炉在保证正常工艺操作条件的情况下，能保持长时间稳定的运行，企业可以按正常的检修计划作业，避免了非正常的停车检修。这对企业节省了大量的检修费用和非正常停车所造成的损失。 4、由于合成氯化氢的大部分热能被蒸汽带走，故对于新建项目还可以节省循环水设备的投资。而且，由于该项目符合国家目前对企业的节能减排的政策要求，企业可以向国家有关部门申请到节能减排资金。这不仅在经济效益上明显，同时也具有显著的社会效应，对企业对社会都有积极的意义。
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