[发明专利]一种氯气与氢气合成氯化氢附产中压蒸汽的工艺及其设备

说明书

 

技术领域

本发明涉及氯碱行业生产工艺设备，特别涉及一种氯气与氢气合成氯化氢过程中附产中压蒸汽的工艺及其设备。

背景技术

目前我国氯碱行业的生产主要有离子膜法和隔膜法两种，但无论采用哪种电解工艺，均会产生大量的氯气和氢气（2NaCL+2H₂O=2NaHO+CL₂+H₂）,据中国氯碱网统计数据显示，截止2010年底，国内烧碱产能共计达3021.1万t/a，聚氯乙烯产能达2042.7万t/a，另外还有大量的氯气和氢气用来生产盐酸，而氯气与氢气合成氯化氢的过程中会产生大量的热量，H₂+CL₂→2HCL+44kcal。

目前国内氯碱行业大多数企业还未对该热量进行回收利用，而是采用循环水间接冷却，将氢氯气合成过程中产生的热量带走，吸收大量热的循环水进入循环水热水池，再经热水泵输送至凉水塔冷却,经凉水塔冷却后的循环水再进入冷水池,又经冷水泵输送至氯化氢合成炉继续使用,从而形成了一个闭路的水循环。整个过程中将氢氯气合成所产生的热量全部交换到了大气中，并且消耗了大量的动力电（热水泵、冷水泵、风机）。

目前国内氯碱行业也有少数企业采用了新技术：氯化氢石墨合成炉附产低压蒸汽的生产工艺进行热量回收。但由于石墨的特性所限，该类型的设备承压有限，导致该工艺所产生的蒸汽压力仅为0.2～0.5MPa，输送至用户还有压力损失，近而导致该压力等级的蒸汽使用场所受到制约，因为氯碱企业很多用热装置对蒸汽压力的需求是0.6～0.8MPa，比如碱液蒸发、聚氯乙烯聚合、干燥等。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种工艺及其设备，用于氯气与氢气合成氯化氢附产中压蒸汽 ，是一种蒸汽压力更高、蒸汽使用范围更广泛的氯、氢气合成余热回收的技术。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种氯气与氢气合成氯化氢附产中压蒸汽的工艺，采用点炉前对高温水自循环热交换单元进行预热：点炉前将合成炉、闪蒸罐、自循环管线内水加足，然后开启来自界区的蒸汽，通过调节阀TCV130进入汽水混合器E130，与纯水混合后再进入钢制中压蒸汽合成炉R140下集水箱，直至温度达到温度控制器TIC130设定值，即可进行点炉操作开始正常生产。

氯气与氢气在钢制中压蒸汽合成炉内混合燃烧，生成氯化氢气体，并产生大量热量，H₂+CL₂→2HCL+44kcal，由于氯化氢的最高露点是108.65℃，因此在点炉前，必须保证炉内的纯水温度高于氯化氢的露点温度，这样使氯化氢气体对碳钢的腐蚀速度得以保持在可容忍的范围内，本发明中采用了点炉前对高温水自循环热交换单元进行预热的工艺：点炉前将合成炉、闪蒸罐、自循环管线内水加足，然后开启来自界区的蒸汽，通过调节阀TCV130进入汽水混合器E130，与纯水混合后再进入钢制中压蒸汽合成炉R140下集水箱，直至温度达到温度控制器TIC130设定值（118℃），则可进行点炉操作开始正常生产。

钢制中压蒸汽合成炉R140点炉后，氢气与氯气混合燃烧，产生大量热量，高热的氯化氢气体与钢制中压蒸汽合成炉R140的内盘管内的纯水进行热交换，吸收大量热量的纯水温度升高、体积膨胀、密度变小开始沿着高温水自循环管网的上升管上升，直至到达闪蒸罐D103内，高温水在闪蒸罐D103内进行闪蒸，部分高温水闪蒸为中压蒸汽并带走大量热量，高温水经过闪蒸后，余下的水温度降低、体积缩小、密度变大开始沿着高温水自循环管网的下降管下降，一直又回到合成炉，从而在高热的氯化氢气体热动力推动下，高温水形成了一个自动的闭路循环热交换单元。当部分高温水闪蒸后，闪蒸罐D103的液位会降，当低于液位设定值时，液位控制器LIC103输出控制信号给进水调节阀LCV103，阀门开度增加，给水量增大，使闪蒸罐D103的液位稳定运行在设定值位置，反之，当闪蒸罐D103的液位超过设定值时，则液位控制器LIC103输出控制信号给进水调节阀LCV103，阀门开度减小，给水量减小，使闪蒸罐D103的液位稳定运行在设定值位置。