合成炉的计算部分.docVIP

合成炉的计算 合成盐酸的最主要的设备当首推合成炉。合成炉从目前国内外使用的炉型来看，主要分为两大内：铁制炉和石墨炉。 铁制炉 铁制炉又分为夹套炉、翅片炉和光面炉。因为合成HCl是放热反应，所以及时导走反应热可提高合成炉的生产能力。同等容积的铁制炉其生产能力夹套炉大与翅片炉，翅片炉大与光面炉。 石墨炉 石墨炉分为二和一石墨炉和三和一石墨炉。所谓二和一石墨炉的将合成和冷却集为一体的炉子。，而三和一石墨合成炉是将合成、冷却、吸收集为一体的炉子。 一般的石墨合成炉的立式圆桶形石墨设备，它由炉体、冷却装置、燃烧反应装置、安全防爆装置、吸收装置、以及物料进出口、视镜等附件组成。石墨合成炉与铁制合成炉比较，它的优点是耐腐蚀性好，使用寿命长（一般可达20年），生产效率高，制成的氯化氢含铁低等。由于石墨具有优异的导热性，炉内的燃烧反应热能迅速地传到炉壁外由冷却水带走，因而氯化氢出口温度较低，在进入吸收器前，无需用大量的冷却器冷却，又由于没有高温炉体的热辐射，改善了操作环境。除此之外，其最突出的优点是耐腐蚀，因而对进入合成炉的原料氢气和氯气的含水量无特殊要求（当然这仅是对生产普通工业盐酸而言），从电解槽来的氯气个氢气不必经过冷却和干燥处理，可直接送给石墨炉去合成盐酸。这对于仅有合成盐酸作为耗氯产品的小厂来说可大大简化工艺，减少占地面积。 石墨炉的缺点是制造较铁制炉复杂，检修不如铁制炉方便，工艺操作要求严格，一次投资费用大，运输和安装要仔细，否则容易损坏等。 1）.二和一石墨合成炉根据冷却方式的不同可以分为：浸没式和喷淋式两种。 浸没式合成炉 浸没式合成炉的整个石墨炉体完全被一个钢制的冷却水套套住，故称为水套式。冷却水自水套下部进入，从上部出口排出。操作时水套中充满冷却水，整个石墨炉体浸没在水中。炉体是圆桶形半透性石墨制成，冷却水可以微渗进炉内，润湿炉内表面，所以炉内温度低，一般不会超过100℃。其优点是:a.操作环境好，设备周围没有汽化水雾、不潮湿；b.操作安全可靠，如突然停水，由于炉体浸没在水中，炉壁温度在较长时间内维持在允许温度之下，而不至于急骤升高损坏设备；c.当生产能力变化时，其适应性较强；d.其余热可综合利用，如可利用水套中的热水作液氯包装的加热用。 喷淋式合成炉 喷淋式合成炉系炉顶盖上装设冷却水分布器，布水器周边有锯齿形溢流堰。冷却水由炉顶均匀分布到炉子外表面成水膜流下，炉子的中部设有硬聚氯乙烯制的再分布器，向外飞溅的冷却水重新汇集到炉外壁上，底部有钢衬橡胶的集水槽。为了防止喷淋下来的冷却水溅出，炉子外围还装有用硬聚氯乙烯制成的敞口式的圆筒形防护罩，它与集水槽内径相同并联为一体。这种炉型的特点是：a.传热效率高，炉外壁的冷却水膜，由上而下以较高的速度流动，液膜不断更新，强化传热，而且有一部分水被汽化，是相变化的传热，给热系数大，因而用水量可较浸没式少；b.节省钢材；c.用水量少，但环境不好，周围潮湿；d.生产操作要求严格，如遇系统停冷却水，必须立即停车，否则炉温急剧上升，易使炉体烧坏。 2).三和一石墨合成炉 将合成、冷却、吸收三个单元操作集为一体，因而结构较二和一石墨炉更为紧凑，占地面积小，工艺流程短。加上石墨具有优良的耐盐酸腐蚀性，生产出的盐酸质量高而日益受到广大用户的青睐。根据三和一炉灯头设置位置的不同，其可分为A型和B型两大类。 A型三和一石墨炉 A型的灯头安装在炉的顶部，喷出的火焰方向朝下。合成段为一圆筒状，有酚醛浸渍的不透性石墨制成，外面有夹套，用冷却水冷却。炉顶有一环行稀酸从分配槽溢流出，沿内壁往下流，一方面起到冷却炉壁的作用，另一方面与氯化氢接触形成浓一点的稀酸作为吸收段的吸收剂。 与合成段相连的是吸收段，它一般由六块相同的圆块孔式石墨元件组成。轴向孔为吸收通道，径向孔为吸收通道。为了强化吸收效果，增加流体扰动程度，每个块体的轴向孔首末端均被加工成喇叭口状，而且在每个块体上表面加工有径向和环形沟槽，经过上面一段吸收的物料在次重新分配进入下一块体，直至最下边一块块体。最后，未被吸收的氯化氢经下封头进行气液分离后去尾气塔，成品酸经液封流入成品酸贮槽。防爆膜在下部。 B型三和一石墨炉 B型炉的特点是灯头在炉体的下部，火焰向上。其合成段也是不透性石墨圆筒体，其吸收段由在合成段外面呈同心圆布置的若干不透性石墨管所组成，冷却水在石墨合成段的筒体与外壁之间的石墨管间流动，与氯化氢和盐酸进行热交换。这中炉型要比A型炉粗大的多。防爆膜在炉体上部。 国外的三和一石墨炉也有上点火和下点火之分。法国利加本洛兰（LE CARBONE-LORRAINE）碳制品公司生产的石墨炉属于上点火型，即A型。德国西格里（SIGRI）公司生产的石墨炉属于下点火型，即B型，只不过它的吸收段不是在合成段的外围而是在合成炉的上方。 法国利加本洛兰