石墨制块孔式下点火三合一盐酸合成炉

摘要

一种石墨制块孔式下点火三合一盐酸合成炉，其特点是，它包括炉体下端固连的炉基座，在炉基座上依次置有石墨底座、若干块石墨制块孔单体、气液分配盘和石墨炉顶盖，石墨制块孔单体上设有隔板分隔的冷却空腔和若干个冷却横向孔，炉体内设有气体合成冷却吸收段和气液混合室，在气液分配盘上方设有组合式稀酸管，气液分配盘通孔装有石墨制吸收堰，气液混合室、石墨制吸收堰、气液分配盘的竖孔、累积的若干块石墨制块孔单体的竖孔、石墨底座的集酸槽和成品酸出口相通为成品酸通道，在炉基座的中心装有灯头。具有结构紧凑合理，高度低、占地面积小，制酸效率高，出酸温度低，质量好，节能环保，便于操作与维护，成本低，使用安全、寿命长等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及盐酸合成装置，是一种石墨制块孔式下点火三合一盐酸合成炉。

背景技术

现有采用合成制酸工艺制酸所包括的一套设备有：石墨制三合一盐酸合成炉、尾气塔和水力喷射器，此炉为上点火，石墨制三合一盐酸合成炉的全高8米，其所需厂房为五层楼高，石墨制三合一盐酸合成炉安装在三楼，操作在三楼半，尾气塔装在五楼，其不足之处是，成本高，操作难度大，在点火与停炉时易爆炸损坏，使用寿命低，存在着安全隐患。

现有采用合成制酸工艺制酸中，有一种石墨制管式下点火盐酸合成炉，其气体合成、冷却和吸收三合一段是由多节短管粘结后组合而成的，下点火的灯头采用内、外管，内管进氯气、外管进氢气，其不足之处是，由于气体合成、冷却和吸收三合一段粘接所用树脂与短管的石墨体线胀系数不一致，所以造成粘结脱开泄露，石墨管耐压低，先决条件决定了列管式下点火的盐酸合成炉使用寿命短，不易维修，设计结构决定了受力条件差，氯气、氢气混合燃烧、合成效果差，制酸效率低，出酸温度高，质量差。

现有石墨制盐酸合成炉的石墨制吸收堰采用石墨直管，直管与分配盘螺纹连接，其不足之处是，结构不合理，直管的螺纹根部不平整，由此导致直管的螺纹根部平面与分配盘螺纹上端面不能形成密封连接，在连接部位存在着漏液现象，直接影响成膜效果，其成膜率低、吸收率低，使用寿命短。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，对现有技术进行创造性组合和实质性改进，提供一种结构紧凑、合理，高度低、占地面积小，制酸效率高，出酸温度低，质量好，节能环保，便于操作、维护，成本低，使用安全、寿命长的石墨制块孔式下点火三合一盐酸合成炉。

解决其技术问题采用的技术方案是：一种石墨制块孔式下点火三合一盐酸合成炉，其特征是，它包括炉体1，炉体1下端固连有炉基座2，在炉体1内的炉基座2上置有石墨底座4，在石墨底座4上依次累积置有若干块石墨制块孔单体8，在最上端的石墨制块孔单体8上置有气液分配盘21，在气液分配盘21上置有石墨炉顶盖24，石墨制块孔单体8上设有具有隔板30分隔的冷却空腔10和与冷却空腔10相通的若干个冷却横向孔11，炉体1内周壁与石墨底座4、依次累积置有若干块石墨制块孔单体8和气液分配盘21外周壁的间距为第二冷却水夹套9，炉体1内周壁与石墨炉顶盖24外周壁的间距为第一冷却水夹套26，石墨底座4上平面至气液分配盘21上平面为气体合成冷却吸收段19，气液分配盘21上平面至石墨炉顶盖24上端为气液混合室20，在气液分配盘21上方设有组合式稀酸管27，在气液分配盘21的若干个成品酸通孔中均装有石墨制吸收堰22，由气液混合室20、石墨制吸收堰22、气液分配盘21的竖孔、累积的若干块石墨制块孔单体8的竖孔和石墨底座4的集酸槽13和成品酸出口c2相通构成的成品酸通道，在炉基座2的中心装有伸入气体合成冷却吸收段19的灯头17，灯头17所在的气体合成冷却吸收段19为燃烧室18。

所述的石墨制吸收堰22包括直管31，在直管31的上端设置与其内径呈切线4等分、45°的V型切口32，在直管31的下端设有直径略小于直管外径的螺纹33，在直管31与螺纹33相结合部位的圆周壁上设置槽口34，所述槽口34的直径≤螺纹33内径。

所述石墨制吸收堰22的直管31为酚醛树脂挤压石墨管。

所述的灯头17包括氢气中心管5，呈间隙套置于氢气中心管5上的氯气套管6，呈间隙套置于氯气套管6上的氢气外管7。

在位于燃烧室18所在的气体合成冷却吸收段19不同高度分别设有第一视镜14和第二视镜15。

在所述炉基座2与石墨底座4之间，在石墨底座4与连接的石墨制块孔单体8之间，依次累积的若干块石墨制块孔单体8相互之间，在最上端的石墨制块孔单体8与气液分配盘21之间，在气液分配盘21与石墨炉顶盖24之间均通过柔性石墨垫片29密封。

在所述石墨制炉顶盖24的防爆口g内设有防爆花板25。

本发明石墨制块孔式下点火三合一盐酸合成炉所具有的优点体现在：

1.由于采用在炉基座的中心装有伸入气体合成冷却吸收段燃烧室内的灯头，灯头由氢气中心管、呈间隙套置于氢气中心管上的氯气套管和呈间隙套置于氯气套管上的氢气外管，即内、外管进氢气、中间管进氯气的下点火结构，气体混合燃烧效果好、合成快，可正压操作，大大降低了炉体的整体高度，使石墨制块孔式下点火三合一盐酸合成炉安装在二楼，操作室也在二楼，与石墨制炉顶盖的防爆口配套连接的尾气塔装在三楼，整套设备全高6米，高度低、占地面积小，便于操作、维护，成本低。

2.由于炉体整体高度的降低，降低了冷却循环水的输送压力，可选择较小扬程的水力喷射泵。

3.石墨底座上依次累积置有若干块石墨制块孔单体，呈积木式搭接结构，结构紧凑、合理，便于检修、维护；石墨底座上平面至气液分配盘上平面为气体合成冷却吸收段，使气体合成、冷却和吸收三合一；气体合成冷却吸收段石墨制块孔单体的中心为气体通道，第二冷却水夹套、具有隔板分隔的冷却空腔和与冷却空腔相通的若干个冷却横向孔为冷却水通道，使冷却水折流换热，其换热面积大、效果好。

4.由气液混合室、石墨制吸收堰、气液分配盘的竖孔、累积的若干块石墨制块孔单体的竖孔、石墨底座的集酸槽和成品酸出口相通构成的成品酸通道，由于石墨制吸收堰直管的上端设置与其内径呈切线4等分、45°的V型切口，在直管与螺纹相结合部位的圆周壁上设置槽口，使直管的螺纹根部平面与分配盘螺纹上端面平整相接触形成了密封连接，有效的避免在螺纹连接部位漏液，吸收堰的吸收液面在同一水平面上，吸收液顺V型切口沿直管内壁成螺旋状、高流速向下流动，使吸收液与氯化氢气体充分混合反应，换热效果更佳，吸收堰形成了一层薄膜，气液充分接触，达到最好的吸收效果，具有成膜效果好，成膜率、吸收率均高等优点。

5.由于石墨制吸收堰采用酚醛树脂挤压石墨管，具有使用寿命长的优点。

6.由于设置了气液分配盘，在气液分配盘上固连石墨制吸收堰，能均匀进行气液分配，又是冷却水通道与气液混合室的密封件，还是夹持固定若干块石墨制块孔单体的连接座。

7.由于在石墨制炉顶盖的防爆口内设有防爆花板，防止一旦超压防爆口的防爆膜损坏而砸坏灯头。

8.由于在位于燃烧室所在的气体合成冷却吸收段不同高度分别设有第一视镜和第二视镜，通常第一个视镜用于正常燃烧时观察，第二个视镜用于非正常状态的观察，更便于观察，以便从不同高度更好的掌握炉内状况。

9.由于石墨件之间均采用柔性石墨垫片作为密封件，柔性石墨垫片即耐酸、又耐高温，线胀系数基本与石墨体线胀系数相等，具有优良的密封效果，密封可靠且使用寿命长。

10.具有制酸效率高，出酸温度低，质量好，节能环保，使用安全、寿命长等优点。

附图说明

图1为石墨制块孔式下点火三合一盐酸合成炉结构剖视示意图。

图2为石墨制块孔单体8结构示意图(图3的A-A剖视图)。

图3为图2的俯视示意图。

图4为石墨制吸收堰22结构剖视示意图。

图5为图2的俯视示意图。

图6为图1中局部II放大示意图。

图中：1炉体，2炉基座，3支腿，4石墨底座，5氢气中心管，6氯气套管，7氢气外管，8石墨制块孔单体，9第二水夹套，10冷却空腔，11冷却横向孔，12出酸通孔，13集酸槽，14第一视镜口，15第二视镜口，16炉门，17灯头，18燃烧室，19合成冷却吸收段，20气液混合室，21气液分配盘，22石墨制吸收堰，23测温管，24石墨制炉顶盖，25防爆花板，26第一水夹套，27稀酸组合管，29柔性石墨垫片，30隔板，31直管，32V型切口，33螺纹，34槽口，a1第一氢气入口，a2第二氢气入口，b氯气入口，c1冷凝酸出口，c2成品酸出口，d排污口，f第一冷却水进口，g防爆口，h稀酸入口，i第一冷却水1出口，k第二冷却水进口，r第二冷却水出口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

参照图1-3，本发明的石墨制块孔式下点火三合一盐酸合成炉包括炉体1，炉体1下端固连有炉基座2，炉基座2下端固定有支腿3。在炉体1内的炉基座2上置有石墨底座4，在石墨底座4上依次累积置有若干块石墨制块孔单体8，在最上端的石墨制块孔单体8上置有气液分配盘21，在气液分配盘21上置有石墨炉顶盖24。在炉体1上设置伸入气液混合室20的测温管23。石墨制块孔单体8上设有具有隔板30分隔的冷却空腔10和与冷却空腔10相通的若干个冷却横向孔11。炉体1内周壁与石墨底座4、依次累积置有若干块石墨制块孔单体8和气液分配盘21外周壁的间距为第二冷却水夹套9。在炉体1上设有与第二冷却水夹套9相连通的第二冷却水进口k和第二冷却水出口r。炉体1内周壁与石墨炉顶盖24外周壁的间距为第一冷却水夹套26。在炉体1上设有与第一冷却水夹套26连通的第一冷却水进口f和第一冷却水1出口i。石墨底座4上平面至气液分配盘21上平面为气体合成冷却吸收段19。气液分配盘21上平面至石墨炉顶盖24上端为气液混合室20。在气液分配盘21上方设置的组合式稀酸管27具有稀酸入口h。在气液分配盘21的若干个成品酸通孔中均装有石墨制吸收堰22。由气液混合室20、石墨制吸收堰22、气液分配盘21的竖孔、累积的若干块石墨制块孔单体8的竖孔和石墨底座4的集酸槽13和成品酸出口c2相通构成的成品酸通道。在炉基座2的中心装有伸入气体合成冷却吸收段19的灯头17。所述的灯头17包括氢气中心管5，呈间隙套置于氢气中心管5上的氯气套管6，呈间隙套置于氯气套管6上的氢气外管7。氢气外管7与第一氢气入口a1连通，氢气中心管5与第二氢气入口a2连通，氯气套管6与氯气入口b连通。灯头17所在的气体合成冷却吸收段19内为燃烧室18。在炉基座2上设有与燃烧室18连通的冷凝酸出口c1。在炉基座2上设有与第二冷却水夹套9相连通的排污口d。在位于燃烧室18所在的气体合成冷却吸收段19不同高度分别设有第一视镜14、第二视镜15和炉门16。在所述石墨制炉顶盖24的防爆口g内设有防爆花板25。

参照图4和5，所述的石墨制吸收堰22包括直管31，在直管31的上端设置与其内径呈切线4等分、45°的V型切口32，在直管31的下端设有直径略小于直管外径的螺纹33，在直管31与螺纹33相结合部位的圆周壁上设置槽口34，所述槽口34的直径≤螺纹33内径。所述石墨制吸收堰22的直管31为酚醛树脂挤压石墨管。

参照图1和6，在所述炉基座2与石墨底座4之间，在石墨底座4与连接的石墨制块孔单体8之间，依次累积的若干块石墨制块孔单体8相互之间，在最上端的石墨制块孔单体8与气液分配盘21之间，在气液分配盘21与石墨炉顶盖24之间均通过柔性石墨垫片29密封。

本发明的石墨制块孔式下点火三合一盐酸合成炉样机，经过10个月的试运行，各项技术指标满足设计要求，且达到标准规定，实现了发明目的所述的技术效果。