[发明专利]水冷壁式石墨炉筒的盐酸合成炉

说明书

技术领域

本发明涉及副产蒸汽的盐酸合成炉，特指反应热冷却部位为石墨材质的盐酸合成炉。

背景技术

盐酸的工业生产通常采用氯气与氢气合成反应生成氯化氢，然后被水吸收为盐酸。合成时伴随释放出大量反应热，传统的盐酸合成炉中，反应热被冷却水带走，造成热能浪费。后来发展了收集反应热的副产蒸汽的钢制盐酸合成炉，解决了节能问题，但是未能解决合成炉炉体金属腐蚀减低设备使用寿命和腐蚀导致的盐酸中带有铁离子的污染问题。

专利申请号为92200426.9的文件公开了“ 盐酸合成炉中的耐腐蚀炉头”，由圆筒部分和法兰构成，圆筒内孔上部室内圆锥形，圆筒与法兰用螺栓紧固。从结构上而不是从材料上提高炉头的寿命，提高很有限。

专利申请号为96226846.1的文件公开了“ 石墨盐酸合成炉”，该炉结构包括了炉头、合成、吸收、分离器四部分所组成。在已有技术基础上炉头部分增设了炉头铁筒体，视镜与炉头铁筒体为活法兰呈９０°的连接；在吸收铁筒体的内壁上焊有折流板，板的上边用螺丝固定着橡胶板；吸收段石墨块的孔内设有喇叭口。 在冷却部位仍然采用炉头铁筒体，该部位由于反应热释放多，温度高，钢质筒体更容易腐蚀，虽有起防腐辅助作用的橡胶板，整个设备的耐腐蚀性不能同步提高。

专利申请号为200520083875.9的文件公开了“四合一石墨盐酸合成炉”，以及南通远东化工设备有限公司生产的石墨盐酸合成炉，主要部件全由石墨制成，其力学强度较低、热传导效率较差。

专利申请号为201120337210.1 的文件公开了“一种副产蒸汽三合一盐酸合成炉”，包括炉体中下部的氯化氢合成段；炉体的上部设冷却段，所述冷却段由石墨筒体、套在石墨筒体外的钢制壳体以及冷却水夹层构成；所述冷却段石墨筒体中心设中心通道，中心通道四周的石墨筒体上部设置有若干垂直流道以及水平流道，中心通道四周的石墨筒体底部设置有与垂直流道连通的环形空腔，所述水平流道与冷却段的冷却水夹层连通，氯化氢合成段制得的氯化氢气体通过中心通道到达炉体顶部，随稀盐酸一同进入垂直流道，在水平流道内冷却水作用下放热冷凝制得浓盐酸，再通过浓酸出口排出，剩余的气体从尾气出口排出。其冷却水道为冷却水夹层和水平流道，既对钢制壳体产生腐蚀，结构和流道又过于复杂，影响冷却和合成效率。

发明内容

发明目的：克服传统的盐酸合成炉炉体强度和热交换效率不能兼顾的缺陷，提供一种炉体强度有可靠保障、热交换效率高、耐腐蚀性强、具有水冷壁式石墨炉筒的盐酸合成炉。

技术方案：为实现本发明的目的，采用的一种水冷壁式石墨炉筒的盐酸合成炉，用作氯气和氢气合成制取氯化氢、再被水吸收为盐酸的反应设备，包括有合成部件、冷却部件、吸收部件，冷却部件包含炉筒、进水管、出汽管，反应热的吸收和冷却过程是在冷却部件中实现的，其特征在于：

该石墨炉筒是由多块石墨圈拼接而成，炉筒与进水管、出汽管的法兰连接部件是耐热钢制成的，合成部件和吸收部件的炉壳主要是采用钢制成的；

两个石墨圈之间的拼接缝呈阶梯状企口或者凹凸状企口；拼接缝采用酚醛树脂胶结连接起来，并且在胶结后经过130℃-240℃温度的固化处理；

石墨圈的壁厚是60 mm -240mm，壁内分布有众多纵向排列的冷却水管路，各个石墨圈中的冷却水管路上下连通，冷却水管路最下方连接钢质进水管、最上方连接钢质出汽管。

设备中，另有合成需要的燃烧装置、起安全保障作用的防爆装置以及氯气和氢气进口、氯化氢出口，视镜孔等部分组成。

所述的石墨圈的表面优选经过酚醛树脂浸渍或者以酚醛树脂涂料涂刷而成。所述的石墨圈的表面经过酚醛树脂二次或多次浸渍或者以酚醛树脂涂料涂刷2次或多次, 并经130℃-380℃的高温处理而成。

本发明中，石墨设备材质选用化工专用石墨，浸渍剂由最新研制的树脂       工艺配方生产、浸渍、固化过程都按企业标准进行。所述的酚醛树脂涂料优选是3-5质量份酚醛树脂与1质量份石墨粉调制而成的。浸渍后的石墨设备从导热系数、结构强度到耐温性能都比国内同类产品高，并达到国际先进水平。

所述的冷却水管路优选是管径为10mm-20mm的圆柱形管, 圆柱形管之间的间距为8mm-25mm（圆柱形管距离内壁表面、外壁表面的最小距离为8mm）。

所述的石墨炉筒外围优选有保护性钢制护壳。

所述的合成部件和吸收部件的炉壳以及连接法兰优选都是16MnR耐热钢制成的。