[实用新型]火管式氨氧化炉

说明书

本实用新型涉及涉及生产硝酸的主要设备—氨氧化炉，具体为火管式氨氧化炉。本实用新型为了解决现有的火管式氨氧化炉存在缺陷的问题，提供了一种改进后的火管式氨氧化炉，包括耐热接管以及邻设于上管板的上表面的浇注料层，耐热接管的一端下伸于换热管内的上部形成下伸部且下伸部的外壁与换热管的内壁密封固定连接，下伸部的底端位于上管板与换热管焊接处的下方与换热管的底端之间，下伸部的外壁与换热管的内壁之间密封固定连接有隔热件，耐热接管的另一端穿过且外伸于浇注料层且与上炉体相通。本实用新型的火管式氨氧化炉，结构简单，安装方便、安全可靠。

技术领域

本实用新型涉及生产硝酸的主要设备—氨氧化炉，具体为火管式氨氧化炉。

背景技术

硝酸是基本化学工业重要的产品之一，产量在各类酸中仅次于硫酸。硝酸可用于制造化肥、硝酸盐、有机合成原料、TNT炸药、化学试剂等。我国现在是硝酸、浓硝酸生产大国，随着化肥、民爆等行业的快速发展，我国硝酸在工业领域的需求仍将保持较快增长。

氨氧化炉是硝酸生产的主要设备，其结构的合理与否关系到整个硝酸的生产成本和消耗定额，因此，为了适应生产的发展与装置的大型化，一般将传统的氨氧化炉和废热锅炉做成一个整体设备，设备上部为传统的氨氧化炉，下部为废热锅炉。现有的整体设备分为火管式氨氧化炉和水管式氨氧化炉，由于火管式氨氧化炉可以短时间停电、无需配备水循环泵等优点，故被广泛使用。如图1所示，现有的火管式氨氧化炉包括呈上、下分布的上炉体和下炉体，上炉体上开有氢气入口1、点火器接口、点火氢气口，上炉体顶部有氨空气混合气口2，上炉体底部敞口，上炉体内氢气入口1的下部依次设有铂网3、填料4、填料支撑圈板5、填料支架，填料支撑圈板5采用分瓣式结构（由于上炉体的体积较大，使得填料支撑圈板5的面积较大，故填料支撑圈板5一般采用分瓣式结构），每瓣填料支撑圈板（5）与相邻瓣的填料支撑圈板（5） 的邻接边缘均垂直固定连接有其上设有第一固定孔5-1的分隔板5-2，相邻两分隔板5-2通过螺栓穿过第一固定孔5-1后拧上螺母实现固定连接；下炉体包括第一筒体6、第二下封头29，第一筒体6的一端开口与上炉体底部密封固定连接且相通，第一筒体6内设有上下分布且与第一筒体6的内壁密封固定连接的上管板7和下管板8，上管板7、下管板8与第一筒体6形成上密封腔体，下管板8、第一筒体6与第二下封头29形成下密封腔体，上管板7和下管板8分别分布有进气孔和出气孔，上密封腔体内分布有换热管9，每个换热管9外壁的上端与进气孔密封焊接并与上炉体相通，每个换热管9的下端与出气孔密封固定连接并与下密封腔体相通，第一筒体上设有软水进口、软水出口，第一筒体上开有一氧化氮出口。工作过程如下：氢气从氢气入口1进入上炉体后分布在铂网3上，然后通过点火器接口、点火氢气口将氢气点燃，使其在铂网3上部燃烧；氨空气混合气从氨空气混合气口2进入上炉体内，使氨空气混合气分布于灼热的铂网3上部，在灼热的铂网3的催化作用下，氨空气混合气被氧化成一氧化氮，同时释放出大量的热量，最后热气（带有热量的一氧化氮）进入换热管9内，并与换热管9外的软水进行热量交换，换热后的一氧化氮通过一氧化氮出口进入到下游设备，换热后的软水通过软水出口输送到汽包内，以便后续将其回收利用。但是现有的火管式氨氧化炉，存在如下缺点：1）换热管9与上管板7的进气孔的密封焊接处的焊缝容易开裂，使得设备维修频繁，设备运行周期短，降低一氧化氮的生产率，焊缝开裂主要由以下原因造成：由于换热管9外壁的上端与进气孔密封焊接，所以换热管9的上部实质上不进行冷热交换，但是由于换热前的一氧化氮通过上炉体的底部敞口直接流至换热管9的上部，一氧化氮直接与换热管9的上部接触，所以导致换热管9的上部的温度过高，从而引起换热管9与上管板7的进气孔的密封焊接处的焊缝温度过高，造成焊缝开裂；由于上管板7直接暴露于带有热量的一氧化氮之间，上管板7的温度过高，从而导致换热管9与上管板7的进气孔的密封焊接处的焊缝温度过高，造成焊缝开裂；换热管9与上管板7的进气孔之间的焊缝直接暴露于带有热量的一氧化氮之间，从而导致换热管9与上管板7的密封焊接处的焊缝温度过高，造成焊缝开裂；2）由于氢气在本设备中起着至关重要的作用，氢气从氢气入口1进入，但是由于火管式氨氧化炉的体积比较大，直接将氢气从氢气入口1通入上炉体内，然后再分布在铂网3上，会造成氢气在铂网3上的分布不均匀，铂网3上部的灼热程度不均匀，导致氨空气混合气未与灼热的铂网3充分发生反应，从而影响一氧化氮的生产率；3）由于填料支撑圈板5采用分瓣式结构，相邻两瓣之间通过螺栓实现固定连接，但是在上炉体内高温的环境下，经常会发生螺栓被高温烧坏，导致需要维修或更换填料支撑圈板5时，填料支撑圈板5的相邻两瓣之间不好拆卸的问题，从而延长维修或更换时间，影响一氧化氮的生产率。