专利名称：一种高温氯化氢气体冷却系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高温氯化氢气体冷却系统。
背景技术：
粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废弃物，是我国当前排量较大的工业废渣之一，我国粉煤灰的排放量累计已高达十数亿吨，且数量还在增加。大量堆积的粉煤灰如果不及时处理或者处理不当，就会对环境造成严重的危害和影响，比如产生扬尘，污染大气；若排入水系则会造成河流淤塞；其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。由于粉煤灰中通常含有氧化铝等有用矿物资源，目前已经有技术从高铝粉煤灰中提取氧化铝，以解决国内氧化铝供应不足，实现粉煤灰综合利用。粉煤灰酸法生产氧化铝，是采用硫酸或盐酸与高铝粉煤灰按比例配料，在一定的温度及压力下溶出粉煤灰中的氧化铝，然后经过除杂、蒸发结晶、煅烧得到氧化铝产品。该方法的优点是流程简单、渣量小、生产成本低。其中，采用粉煤灰盐酸酸法生产氧化铝的过程中，盐酸与高铝粉煤灰反应生成氯化铝，后续对氯化铝进行煅烧时生成氧化铝的过程中会产生含有大量氯化氢气体的烟气，如果直接排入大气中，不仅会导致大气污染，而且会造成大量的氯化氢气体的损失。目前采用的方法是通过将烟气冷却，再以水吸收氯化氢气体，由此产出一定量的满足粉煤灰酸法生产氧化铝生产要求的盐酸，这些盐酸再用于与粉煤灰的反应，从而实现氯化氢循环利用。目前在粉煤灰盐酸酸法生产氧化铝过程中，煅烧氯化铝产生的高温氯化氢气体的温度通常在300°C以上，该高温氯化氢气体通过碳钢材质的氯化氢气体管道被输送至酸回收系统(例如氯化氢 吸收塔)，该氯化氢气体管道通常比较长。高温氯化氢气体对碳钢发生严重腐蚀的临界温度为300°C，当气体温度高于300°C时，腐蚀性很强，因而现有的碳钢管道的使用寿命都较短。在冷却降温时，当输送氯化氢气体的管道的表面温度低于氯化氢气体的酸露点(II(TC)时，氯化氢气体就会冷凝到管道表面，形成液滴从而腐蚀管道。因此，输送过程中氯化氢气体温度应控制在露点以上，高温临界温度以下。如果采用常规的淋水降温的方法，氯化氢气体在输送过程中形成盐酸，会加重对管道腐蚀；如果管道材料采用耐酸腐蚀的合金(如钛合金)材质,又会大大增加生产成本。除了粉煤灰盐酸酸法生产氧化铝过程，其他一些化学过程中也会产生高温氯化氢气体，在输送时存在上述问题。因此，需要一种对高温氯化氢气体进行冷却的系统，以期改善高温氯化氢输送过程中对管道的腐蚀问题，同时该系统又不必使用昂贵的耐酸腐蚀的材料。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种设备成本合理又耐用的对高温氯化氢气体进行冷却的系统。本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的:[0008]—种高温氯化氢气体冷却系统,所述系统包括氯化氢气体管道和向所述氯化氢气体管道提供负压的负压装置，所述氯化氢气体管道的气体入口附近设置有与所述氯化氢气体管道连通的至少一条空气输送管道，每条所述空气输送管道上均设有用于控制空气流速的阀门。优选地，所述负压装置包括氯化氢吸收塔和第一风机，所述氯化氢吸收塔的进气口与所述氯化氢气体管道的出口连接，所述氯化氢吸收塔顶部的排气口通过管线与所述第一风机的进气端连接。优选地，所述系统设有1-3条空气输送管道。优选地，至少一条所述空气输送管道上设有第二风机，所述第二风机用于将空气抽入所述氯化氢气体管道内。优选地，所述系统包括两条空气输送管道。优选地，所述氯化氢气体管道和空气输送管道采用碳钢或不锈钢材质。优选地，所述高温氯化氢气体是粉煤灰盐酸法生产氧化铝过程中产生的。与现有技术相比，本实用新型的优势在于:1、本实用新型的系统通过设置空气输送管道，向高温氯化氢气体管道中通入空气，使高温氯化氢气体与空气快速混合和交换热量，能够使高温氯化氢气体迅速冷却，降温效率高。2、本实用新型的系统的可以方便地调节空气流速，以控制氯化氢与空气的混合气体的温度保持在使氯 化氢气体不产生腐蚀性的范围内，结构简单，操作灵活，对现有管路的改造十分方便。3.本实用新型的系统可以控制氯化氢气体的温度，使之不对氯化氢气体管道产生腐蚀性，从而避免了使用昂贵的耐酸腐蚀的材料，节约了成本；本系统的氯化氢气体管道和空气输送管道均可采用成本低廉的材料，如碳钢、不锈钢等，其使用寿命显著延长；此外，使用本系统时对现有管路的改造成本也很低。
图1示出了根据本实用新型一种实施方式的高温氯化氢气体冷却系统的结构示意图。图2示出了根据本实用新型另一种实施方式的高温氯化氢气体冷却系统的结构示意图。图3示出了根据本实用新型再一种实施方式的高温氯化氢气体冷却系统的结构示意图。
具体实施方式
以下对本实用新型做进一步说明，但本实用新型并不因此受到任何限制。在不偏离本实用新型的构思和限定的范围的情况下，本实用新型可以有其他的变形。本实用新型的高温氯化氢气体冷却系统，包括氯化氢气体管道和向所述氯化氢气体管道提供负压的负压装置，所述氯化氢气体管道的气体入口附近设置有与所述氯化氢气体管道连通的至少一条，优选为一到三条空气输送管道，每条所述空气输送管道上均设有用于控制空气流速的阀门。实际操作时，由于所述负压装置产生的吸力作用，位于氯化氢气体管道的气体入口附近的空气通过所述空气输送管道进入所述氯化氢气体管道，与高温氯化氢气体进行快速混合和热量交换，使氯化氢气体的温度迅速降低，然后进入后续的氯化氢处理系统。通过空气输送管道上的阀门控制空气进入氯化氢气体管道的流速，可以调节氯化氢气体的温度降至不产生腐蚀性的范围内，例如低于300°C且高于110°C，其中300°C是氯化氢气体对碳钢发生严重腐蚀的临界温度，低于此温度时氯化氢气体对管道只有十分轻微的腐蚀性，110°C是氯化氢气体的酸露点，低于此温度氯化氢气体会冷凝在管壁上造成腐蚀。此外，由于所述空气输送管道设置在氯化氢气体管道的氯化氢气体入口附近，可以使氯化氢气体与空气尽早实现混合和换热，从而使氯化氢气体管道的绝大部分得到保护，免受腐蚀。所述负压装置是能够产生负压的任何形式的装置。根据一种实施方式，所述负压装置包括氯化氢吸收塔和第一风机，所述氯化氢吸收塔的进气口与所述氯化氢气体管道连接，所述氯化氢吸收塔顶部的排气口通过管线与所述第一风机的进气端连接。由所述第一风机排出的气体再进入后续的氯化氢处理系统，如进入多级吸收塔系统进行处理。氯化氢气体进入吸收塔内，一部分氯化氢气体经水吸收后形成稀盐酸，从塔底排出，未被水吸收的氯化氢气体从吸收塔顶部的排气口排出，进入下一级吸收塔。在这种实施方式中，由于设置了位于第一风机上游的氯化氢吸收塔，不仅使第一风机仍对氯化氢气体管道内的气体具有吸力作用，达到产生负压的作用，而且经过与空气混合而降温的氯化氢气体经过氯化氢吸收塔后温度被进一步降低，从而对第一风机的损害更小，延长了第一风机的使用寿命。在这样的设计中，第一风机使用常规材料即可得到有效保护，而不必使用昂贵的耐高温材料。优选地，至少一条所述空气输送管道上设有第二风机，所述第二风机用于将空气抽入所述氯化氢气体管道内。设置第二风机能够加大空气进入氯化氢气体管道的流速，从而更有效地降低氯化氢气体的温度。当第一风机距离空气输送管道较远，或者吸力较小时，所述第二风机的 设置能够避免氯化氢气体通过空气输送管道逸出，同时能够更有效地调节空气进入氯化氢气体管道的流速。优选地，所述系统包括两条空气输送管道，所述两条空气输送管道上均设有用于控制空气流速的阀门，且其中一条空气输送管道上设有第二风机。这样的设计可以根据空气流速的实际需求确定打开其中的一个阀门或两个阀门，以及是否打开第二风机，在实际操作中十分灵活方便。所述氯化氢气体管道和空气输送管道均可采用普通材质，例如碳钢或不锈钢材质。所述高温氯化氢气体可以是任何化工过程中产生的。优选地，所述高温氯化氢气体是粉煤灰盐酸法生产氧化铝过程中产生的。本文所述高温氯化氢气体是指温度高于300°C的氯化氢气体。在使用本系统对粉煤灰盐酸酸法生产氧化铝产生的高温氯化氢气体进行降温时，本方法可以将氯化氢气体温度降至24(T290°C，从而对氯化氢气体管道产生的腐蚀性很小，延长了氯化氢气体管道的使用寿命。以下通过具体实施方式
对本实用新型作进一步说明。[0034]图1所示的是本实用新型一种实施方式的高温氯化氢气体冷却系统，包括氯化氢气体管道、氯化氢吸收塔和第一风机，所述氯化氢吸收塔的进气口与所述氯化氢管道的出口连接，所述氯化氢吸收塔顶部的排气口通过管线与所述第一风机的进气端连接，氯化氢气体管道的气体入口附近设置有与氯化氢气体管道连通的一条空气输送管道，空气输送管道上设置有用于控制空气流速的阀门。进入氯化氢气体管道的高温氯化氢的温度为320°C，氯化氢气体的流量为IOOOm3/h，调节阀门使空气流量为88.2m3/h，经过本系统冷却后，氯化氢气体进入氯化氢吸收塔前温度降至290°C，从而有效保护了氯化氢气体管道。然后，进入氯化氢吸收塔的气体被吸收，从氯化氢吸收塔顶部排出的气体温度进一步降低，再被第一风机抽入后续的氯化氢吸收系统，这样对第一风机的损害就很小，从而延长了第一风机的使用寿命。图2所示的是本实用新型另一种实施方式的高温氯化氢气体冷却系统，包括氯化氢气体管道、氯化氢吸收塔和第一风机，所述氯化氢吸收塔的进气口与所述氯化氢管道的出口连接，所述氯化氢吸收塔顶部的排气口通过管线与所述第一风机的进气端连接，氯化氢气体管道的气体入口附近设置有一条与氯化氢气体管道连通的空气输送管道，空气输送管道上设有阀门和第二风机。进入氯化氢气体管道的高温氯化氢的温度为310°C，氯化氢气体的流量为IOOOm3/h，通过调节阀门和第二风机的风力，使空气流量为166m3/h，经过本系统冷却后，氯化氢气体进入氯化氢吸收塔前温度降至260°C，从而有效保护了氯化氢气体管道。然后，进入氯化氢吸收塔的气体被吸收，从氯化氢吸收塔顶部排出的气体温度进一步降低，再被第一风机抽入后续的氯化氢吸收系统，这样对第一风机的损害就很小，从而延长了第一风机的使用寿命。图3所示的是本实用新型再一种实施方式的高温氯化氢气体冷却系统，包括氯化氢气体管道、氯化氢吸收塔和第一风机，所述氯化氢吸收塔的进气口与所述氯化氢管道的出口连接，所述氯化氢吸收塔顶部的排气口通过管线与所述第一风机的进气端连接，氯化氢气体管道的气体入口附近设置有与氯化氢气体管道连通的第一空气输送管道和第二空气输送管道，第一空气输送管道上设有第一阀门，第二空气输送管道上设有第二阀门和第二风机。进入氯化氢气体管道的高温氯化氢的温度为350°C，氯化氢气体的流量为IOOOm3/h，空气流量为214m3/h，经过本系统冷却后，氯化氢气体进入氯化氢吸收塔前温度降至280°C，从而有效保护了氯化氢气体管道。然后，进入氯化氢吸收塔的气体被吸收，从氯化氢吸收塔顶部排出的气体温度进一步降低，再被第一风机抽入后续的氯化氢吸收系统，这样对第一风机的损害就很小，从 而延长了第一风机的使用寿命。
权利要求1.一种高温氯化氢气体冷却系统，所述系统包括氯化氢气体管道和向所述氯化氢气体管道提供负压的负压装置，其特征在于，所述氯化氢气体管道的气体入口附近设置有与所述氯化氢气体管道连通的至少一条空气输送管道，每条所述空气输送管道上均设有用于控制空气流速的阀门。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述负压装置包括氯化氢吸收塔和第一风机，所述氯化氢吸收塔的进气口与所述氯化氢气体管道的出口连接，所述氯化氢吸收塔顶部的排气口通过管线与所述第一风机的进气端连接。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统设有1-3条空气输送管道。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，至少一条所述空气输送管道上设有第二风机，所述第二风机用于将空气抽入所述氯化氢气体管道内。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统包括两条空气输送管道。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的系统，其特征在于，所述氯化氢气体管道和空气输送管道采用 碳钢或不锈钢材质。
专利摘要本实用新型公开了一种高温氯化氢气体冷却系统，包括氯化氢气体管道和向所述氯化氢气体管道提供负压的负压装置，所述氯化氢气体管道的气体入口附近设置有与所述氯化氢气体管道连通的至少一条空气输送管道，每条所述空气输送管道上均设有用于控制空气流速的阀门。本实用新型的冷却系统能够使高温氯化氢气体迅速冷却，以控制温度使氯化氢气体不产生腐蚀性，从而延长氯化氢气体管道的使用寿命。
文档编号F28C3/02GK203144097SQ20122074279
公开日2013年8月21日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者王永旺, 董宏, 陈德, 张偏小, 王宏宾, 高桂梅, 邹萍, 钞晓光, 梁竹威 申请人:中国神华能源股份有限公司