一种组合蒸汽式石墨氯化氢合成炉的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种组合蒸汽式石墨氯化氢合成炉，包括合成炉Ⅰ、冷却箱Ⅱ和石墨冷却器Ⅲ。合成炉Ⅰ设置有灯头座组件、合成段组件、合成炉封头组件;包括内炉筒及设于内炉筒外的外炉筒Ⅰ、外炉筒Ⅱ、上封头，内炉筒与外炉筒Ⅰ、外炉筒Ⅱ之间形成的间隙夹层；冷却箱Ⅱ设置有冷却箱段组件，包括外部设置的HCL管道冷却箱，内部设有的HCL出口管道;所述石墨冷却器Ⅲ设置有冷却器顶部组件和蜂窝石墨换热冷却段。本实用新型的组合蒸汽式石墨氯化氢合成炉，有效提高传热效率，将燃烧热能得到了充分的能量转换。
【专利说明】一种组合蒸汽式石墨氯化氢合成炉
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种石墨设备合成炉，尤其涉及一种组合蒸汽式石墨氯化氢合成炉。
【背景技术】
[0002]工业盐酸的生产主要采用氯气与氢气燃烧合成氯化氢气体，再通过在合成炉内高于1500°C高温合成，在此过程中需要通过点火进行合成，而后降温，降温后的氯化氢气体再用稀酸水吸收生成合成盐酸，即包括:先合成，后冷却，最后吸收基础三道工序。
[0003]常规的生产分别采用至少三台或多台设备分别完成上述基础三道工序，其设备，人力投入比较多，生产成本较高，而生产效率低，原料浪费较严重。
[0004]目前较为先进的流程为:将上述合成、冷却、吸收基础三道工序合成到二台设备内完成，即采用最少设备二台盐酸合成炉。一般的盐酸的合成。在燃烧生成氯化氢的过程中产生较大热量，而这些热量并没有得到较好的利用，以造成能源的浪费。
[0005]目前，更加先进的技术，是在采用盐酸合成炉的基础上，将氯化氢的燃烧热传递给循环热水，以增加循环热水的热焓，来实现热量的再利用，生成副产蒸汽或热水，以充分利用能源。
[0006]现有技术的副产蒸汽或热水的盐酸合成炉，其合成炉炉筒的内外壁通常呈光壁状，或较浅的强化传热槽，壁内钻孔等，其传热表面积相对较小，从而限制了传热的效果。
[0007]另外，为了提高传热效果，在内、外炉筒之间夹层设置螺旋导流板和分隔板，用于导向冷却液体或加热流体的流动方向和提高流速。现有技术的副产蒸汽或热水的盐酸合成炉的折流板只是一种用金属、塑料或石墨制成的单一的板状或环状物。由于金属、塑料及石墨均为刚性材料，而折流板与外炉筒之间又留有空隙，因此，冷却水或加热流体便容易从空隙中泄漏，造成通道的堵塞或传热不均，影响了传热效果。
实用新型内容
[0008]本实用新型的目的在于提供一种结构合理，有效提高传热效率的一种组合蒸汽式石墨氯化氢合成炉。
[0009]为了实现上述目的，本实用新型提供的一种组合蒸汽式石墨氯化氢合成炉，合成炉1、冷却箱II和石墨冷却器III ;
[0010]合成炉I设置有灯头座组件、合成段组件、合成炉封头组件；包括内炉筒及设于内炉筒外的外炉筒1、外炉筒I1、上封头，内炉筒与外炉筒1、外炉筒II之间形成的间隙夹层，夹层用于水进行导热、散热、冷却；
[0011]冷却箱II设置有冷却箱段组件，包括外部设置的HCL管道冷却箱，内部设有的HCL出口管道，HCL出口管道上设有测压口和测温口，管道弯头和HCL出口管道设置管道活节相连；
[0012]石墨冷却器III设置有冷却器顶部组件和蜂窝石墨换热冷却段；冷却器顶部组件外部结构设置有箱体水箱，内部有与管道弯头相连的冷却器上盖板；蜂窝石墨换热冷却段的结构为:外部结构设置有与箱体水箱相连的冷却器筒体，冷却器筒体上设置有耳式支座，下部设置有换热块下封头；内部结构从上至下依次设置有与冷却器上盖板相连的冷却器上封头，冷却器换热块1、冷却器换热块II。
[0013]比较好的是，灯头座组件包括:灯头座、人孔压兰、人孔接管、灯头、底盘1、底盘
I1、压兰。设有灯头座上的氢气入口，底盘II上设置有排酸口、排污口。
[0014]比较好的是，合成段组件包括:所述内炉筒设有连接垫片与底盘I相连，所述点火口、试镜口、防爆口、HCL出口通过固焊接头按规定角度设置在内炉筒外壁上。所述外炉筒I和外炉筒II之间设置有垫片密封连接。所述外炉筒I的内壁和外炉筒II的内壁设有夹层。所述热水通过设置在外炉筒I外的进水口和平衡水管下接口注入。
[0015]比较好的是，合成炉封头组件包括:上封头和设置其外壁上的液位计口、人口、测压口、测温口、热水出口或蒸气出口和平衡管出水口。所述平衡水管进行炉体夹层内的热量交换。
[0016]比较好的是，冷却箱段组件外部通过HCL管道冷却箱与外炉筒II和筒体水箱外壁连接，内部通过HCL出口管道与内炉筒上部固焊接头连接，与所述蜂窝石墨换热冷却段上部冷却器上盖板连接到蜂窝石墨换热块中。
[0017]比较好的是，冷却器顶部组件与内部HCL出口管道和冷却器上盖板设有空腔，用于注入水的冷却。
[0018]比较好的是，内部蜂窝石墨冷却吸收换热段组件，其特征在于，包括:所述组合体从下至上设有垫片连接冷却器换热块1、II。所述换热块1、II上设有纵横的窝蜂孔。所述窝蜂孔用于冷却HCL和冷却导热。
[0019]比较好的是，外炉筒I组件下方设有压兰与底盘I设置在底盘II的上侧面。所述炉内底盘I设置在内筒体下方。所述人孔盖板通过螺栓安装在人孔压兰下侧面。所述人孔压兰通过螺栓连接在底盘II下侧面。所述底盘II上设有口朝下的排酸口和排污口。所述人孔接管设置通过底盘1、底盘II及人孔压兰内腔。所述灯头座设置在人孔接管与人孔压兰的内腔中。所述灯头座内设置灯头，灯头座外按角度设有氢气进口、氯气进口。
[0020]比较好的是，内炉筒下部和底盘I间设有垫片，所述内炉筒上方设有合成上盖板。所述外炉筒I下部设有O型圈通过弹簧拉杆组件连接。所述上封头通过螺栓组件与外炉筒II连接。所述冷却器下盖板设置有长拉杆组件与冷却器筒体连接。
[0021]比较好的是，平衡水管连接在外炉筒I外壁下方设有的热水进口和上封头外壁上方设有热水出口上。
[0022]作为本项实用新型的一个创新点在于，炉内外筒体夹层内设有采用不锈钢制作的螺旋导流板，所述热水按螺旋导流板结构呈螺旋流动。
[0023]作为本项实用新型的另一个创新点在于，所述内炉筒材料采用不透性石墨制造，换热块采用垂直和水平方向的蜂窝状通孔，外炉筒采用不锈钢材料制作。
[0024]本实用新型提供的一种组合式一体化石墨氯化氢合成炉，氢气及氯气从进气口进入，通过靠近灯头座点火口点燃，在合成段中合成生成氯化氢气体；高温氯化氢气体进入冷却箱段组件，通过夹层内的水冷却，进入蜂窝石墨冷却吸收换热段组件，一部分冷却后通过蜂窝石墨内垂直方向的蜂窝状通孔流入换热块下封头腔内，通过HCL出口和冷凝酸出口流出，尾气从尾气出口排出。
[0025]本实用新型提供的一种组合式一体化石墨氯化氢合成炉，结构合理，有效提高传热效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1本实用新型一种组合蒸汽式石墨氯化氢合成炉的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图1及具体实施例来对本实用新型作进一步的详细描述说明。
[0028]如图1所示，本实用新型的一种组合蒸汽式石墨氯化氢合成炉，自下至上依次包括:合成炉1、冷却箱II和石墨冷却器III。
[0029]合成炉I设置有灯头座组件A、合成段组件B、合成炉封头组件C;包括内炉筒及设于内炉筒外的外炉筒1、外炉筒I1、上封头20，内炉筒与外炉筒1、外炉筒II之间形成的间隙夹层，夹层用于水进行导热、散热、冷却；
[0030]冷却箱II设置有冷却箱段组件D，包括外部设置的HCL管道冷却箱39，内部设有的HCL出口管道22，HCL出口管道22上设有测压口 23和测温口 24，管道弯头26和HCL出口管道22设置管道活节25相连；
[0031]石墨冷却器III设置有冷却器顶部组件E和蜂窝石墨换热冷却段F;冷却器顶部组件E外部结构设置有箱体水箱27，内部有与管道弯头26相连的冷却器上盖板28 ;蜂窝石墨换热冷却段F的结构为:外部结构设置有与箱体水箱27相连的冷却器筒体30，冷却器筒体30上设置有耳式支座31，下部设置有换热块下封头35 ;内部结构从上至下依次设置有与冷却器上盖板28相连的冷却器上封头29，冷却器换热块I 33、冷却器换热块II 34。
[0032]灯头座组件A包括:灯头座1、人孔压兰2、人孔接管3、灯头4、底盘I 5、底盘II 6、压兰7 ;设有灯头座上的氢气入口 al、a2，底盘II 6上设置有排酸口 C、排污口 d。合成段组件B包括:内炉筒13设有连接垫片9与底盘I 5相连，点火口 e、试镜口 kl、k2、防爆口 j、f、HCL出口 i通过固焊接头A5按规定角度设置在内炉筒13外壁上。外炉筒I 14和外炉筒
II18之间设置有垫片15密封连接。外炉筒I 14的内壁和外炉筒II 18的内壁设有夹层；热水通过设置在外炉筒I 14外的进水口 L和平衡水管下接口注入。合成炉封头组件C包括:上封头20和设置其外壁上的液位计口 ml、m2、人口 T、测压口 R、测温口 S、热水出口或蒸气出口 h和平衡管出水口 ；平衡水管21进行炉体夹层内的热量交换。冷却箱段组件D外部通过HCL管道冷却箱39与外炉筒II 18和筒体水箱27外壁连接，内部通过HCL出口管道22与内炉筒13上部固焊接头A5连接，与蜂窝石墨换热冷却段F上部冷却器上盖板28连接到蜂窝石墨换热块1、II中。冷却器顶部组件E与内部HCL出口管道22和冷却器上盖板28设有空腔，用于注入水的冷却。内部蜂窝石墨冷却吸收换热段组件F，其特征在于，包括:组合体从下至上设有垫片32连接冷却器换热块1、II ;换热块1、II上设有纵横的窝蜂孔；窝蜂孔用于冷却HCL和冷却导热。
[0033]外炉筒I组件14下方设有压兰7与底盘I 5设置在底盘II 6的上侧面；炉内底盘
I5设置在内筒体13下方；人孔盖板AS通过螺栓A9安装在人孔压兰2下侧面。人孔压兰
2通过螺栓A7连接在底盘II 6下侧面；底盘II 6上设有口朝下的排酸口 c和排污口 d ;人孔接管3设置通过底盘I 5、底盘II 6及人孔压兰2内腔；灯头座设置在人孔接管3与人孔压兰2的内腔中。灯头座内设置灯头，灯头座外按角度设有氢气进口 al-2、氯气进口 b。
[0034]内炉筒13下部和底盘I 5间设有垫片9，内炉筒13上方设有合成上盖板A6 ;外炉筒I 14下部设有ο型圈8通过弹簧拉杆组件10连接；上封头20通过螺栓组件与外炉筒
II18连接；冷却器下盖板37设置有长拉杆组件36与冷却器筒体30连接。
[0035]平衡水管21连接在外炉筒I外壁下方设有的热水进口和上封头20外壁上方设有热水出口上；炉内外筒体夹层内设有采用不锈钢制作的螺旋导流板A4，热水按螺旋导流板A4结构呈螺旋流动。
[0036]内炉筒材料采用不透性石墨制造，换热块采用垂直和水平方向的蜂窝状通孔，夕卜炉筒采用不锈钢材料制作。
[0037]工作原理:
[0038]氢气及氯气分别从原料进气口 al-2和b进入，通过灯头座组件(A)和点火口 e燃烧点燃，在合成段B中合成生成氯化氢气体；高温氯化氢气体先经过合成炉封头组件C内的上封头(20)夹层内腔水冷换热进入冷却箱段组件(D)和冷却器顶部组件E，经过二次换热冷却后进入换热和蜂窝石墨冷却吸收段E，在换热和蜂窝石墨冷却吸收段E内一部分通过蜂窝石墨冷却块冷却后进一步的降温，从气液冷却分离出部分液体；从蜂窝石墨垂直孔流入换热块下封头35出酸口 a输出，另一部分HCL气体继续在蜂窝石墨冷却吸收段E的夹层冷却水的作用下，吸收液酸浓度被提高；被提高了浓度的吸收液继续向下流动，进入气液分离段，并从换热块下封头35冷凝酸出口流出，其余不能处理的HCL尾气从尾气出口排出。
[0039]综上所述，本实用新型的一种组合蒸汽式石墨氯化氢合成炉，有效提高传热效率，将燃烧热能得到了充分的能量转换，节约设备成本。
【权利要求】
1.一种组合蒸汽式石墨氯化氢合成炉，其特征在于，包括:合成炉1、冷却箱II和石墨冷却器III ; 所述合成炉I设置有灯头座组件(A)、合成段组件(B)、合成炉封头组件(C)；包括内炉筒及设于内炉筒外的外炉筒1、外炉筒I1、上封头(20)，所述内炉筒与所述外炉筒1、外炉筒II之间形成的间隙夹层，所述夹层用于水进行导热、散热、冷却； 所述冷却箱II设置有冷却箱段组件(D)，包括外部设置的HCL管道冷却箱(39)，内部设有的HCL出口管道(22 )，所述HCL出口管道(22 )上设有测压口( 23 )和测温口( 24 )，管道弯头(26 )和HCL出口管道(22 )设置管道活节(25 )相连； 所述石墨冷却器III设置有冷却器顶部组件(E)和蜂窝石墨换热冷却段(F);所述冷却器顶部组件(E)外部结构设置有箱体水箱(27)，内部有与管道弯头(26)相连的冷却器上盖板(28);所述蜂窝石墨换热冷却段(F)的结构为:外部结构设置有与箱体水箱(27)相连的冷却器筒体(30 )，所述冷却器筒体(30 )上设置有耳式支座(31)，所述下部设置有换热块下封头(35);内部结构从上至下依次设置有与冷却器上盖板(28)相连的冷却器上封头(29)，冷却器换热块I (33)、冷却器换热块II (34)。
2.根据权利要求1所述的一种组合蒸汽式石墨氯化氢合成炉，其特征在于，所述灯头座组件(A)包括:灯头座(1)、人孔压兰(2)、人孔接管(3)、灯头(4)、底盘I (5)、底盘II(6)、压兰(7);所述设有灯头座上的氢气入口(al、a2)，所述底盘II (6)上设置有排酸口(C)、排污口(d)； 所述合成段组件(B)包括:所述内炉筒(13)设有连接垫片(9)与底盘I (5)相连，所述点火口(e)、试镜口(kl、k2)、防爆口( j、f)、HCL出口(i)通过固焊接头(A5)按规定角度设置在内炉筒(13)外壁上；所述外`炉筒I (14)和外炉筒II (18)之间设置有垫片(15)密封连接。所述外炉筒I (14)的内壁和外炉筒II (18)的内壁设有夹层；所述热水通过设置在外炉筒I (14)外的进水口(L)和平衡水管下接口注入； 所述合成炉封头组件(C)包括:上封头(20)和设置其外壁上的液位计口(ml、m2)、人口(T)、测压口( R)、测温口( s )、热水出口或蒸气出口(h)和平衡管出水口 ；所述平衡水管(21)进行炉体夹层内的热量交换； 所述冷却箱段组件(D)外部通过HCL管道冷却箱(39)与外炉筒II (18)和筒体水箱(27)外壁连接，内部通过HCL出口管道(22)与内炉筒(13)上部固焊接头(A5)连接，与所述蜂窝石墨换热冷却段(F)上部冷却器上盖板(28)连接到蜂窝石墨换热块(1、II)中；所述冷却器顶部组件(E)与内部HCL出口管道(22)和冷却器上盖板(28)设有空腔，用于注入水的冷却； 所述内部蜂窝石墨冷却吸收换热段组件(F)，其特征在于，包括:所述组合体从下至上设有垫片(32)连接冷却器换热块1、11 ;所述换热块1、II上设有纵横的窝蜂孔；所述窝蜂孔用于冷却HCL和冷却导热。
3.根据权利要求1所述的一种组合蒸汽式石墨氯化氢合成炉，其特征在于，所述外炉筒I组件(14)下方设有压兰(7)与底盘I (5)设置在底盘II (6)的上侧面；所述炉内底盘I(5)设置在内筒体(13)下方；所述人孔盖板(AS)通过螺栓(A9)安装在人孔压兰(2)下侧面。所述人孔压兰(2)通过螺栓(A7)连接在底盘II (6)下侧面；所述底盘II (6)上设有口朝下的排酸口(c)和排污口(d);所述人孔接管(3)设置通过底盘I (5)、底盘II (6)及人孔压兰(2)内腔；所述灯头座设置在人孔接管(3)与人孔压兰(2)的内腔中。所述灯头座内设置灯头，灯头座外按角度设有氢气进口(al-2)、氯气进口(b)。
4.根据权利要求1所述的一种组合蒸汽式石墨氯化氢合成炉，其特征在于，所述内炉筒(13)下部和底盘I (5)间设有垫片(9)，所述内炉筒(13)上方设有合成上盖板(A6);所述外炉筒I (14)下部设有ο型圈(8)通过弹簧拉杆组件(10)连接；所述上封头(20)通过螺栓组件与外炉筒II (18)连接；所述冷却器下盖板(37)设置有长拉杆组件(36)与冷却器筒体(30)连接。
5.根据权利要求1所述的一种组合蒸汽式石墨氯化氢合成炉，其特征在于，所述平衡水管(21)连接在外炉筒I外壁下方设有的热水进口和上封头(20 )外壁上方设有热水出口上； 所述炉内外筒体夹层内设有采用不锈钢制作的螺旋导流板(A4)，所述热水按螺旋导流板(A4)结构呈螺旋流动。
6.根据权利要求1和5所述的一种组合蒸汽式石墨氯化氢合成炉，其特征在于，所述内炉筒材料采用不透性石墨制造，换热块采用垂直和水平方向的蜂窝状通孔，外炉筒采用不锈钢材料制作。`
【文档编号】C01B7/01GK203625031SQ201320738045
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年11月21日 优先权日:2013年11月21日
【发明者】何飞, 何志峰, 缪世阳 申请人:南通星球石墨设备有限公司