氯化氢合成余热利用技术

一、技术名称：氯化氢合成余热利用技术

二、适用范围：现有或新建氯碱企业的氯化氢或盐酸合成炉新建或改造

三、国内目前老技术生产环节的能耗现状：

对于氯化氢合成中的热能利用，国内主要有两种方法：一种是使用钢制水夹套氯化氢合成炉副产热水。这种钢合成炉在炉顶部和底部容易受腐蚀，使用寿命短，副产的热水应用范围有限；另一种是使用石墨制的氯化氢合成炉副产热水或0.2～0.3MPa压力的蒸汽。由于石墨是非金属脆性材料，受强度和使用温度的限制，在副产蒸汽时石墨炉筒作为产汽的受压部件，安全上存在一定隐患，采用该方法副产的热水或低压蒸汽热能利用只能达到40%，应用范围同样有限。

四、苏宇牌副产蒸汽盐酸合成炉新技术内容：

1.技术原理

氯气与氢气反应生成氯化氢时伴随释放出大量反应热，完全可以用来副产蒸汽。副产中压蒸汽合成炉在高温区段，使用钢制水冷壁炉筒；在合成段顶部和底部钢材容易受腐蚀的区段，采用石墨材料制作。采用这种方法既克服了石墨炉筒强度低和使用温度受限制的缺点，又克服了合成段的顶部和底部容易腐蚀的缺点，从而使氯化氢合成的热能利用率提高到70%，副产蒸汽压力可在0.2～1.4MPa间任意调节，可并入中、低压蒸汽网使用，使热能得到充分利用。

2.关键技术

2.1产品结构技术：

产汽段采用钢制结构，并对上段氯化氢石墨冷却段结构的优化，解决了才石墨制承压的副产蒸汽合成炉预热时间长的问题；点火开车后无需长时间小负荷预热合成炉，可根据生产工况直接提升负荷。另外针对酚醛树脂浸渍石墨块在受高温时易爆裂的特点（最高只能耐180℃），我公司在氯化氢石墨冷却段底部直接接触高温氯化氢的石墨块采用浸渍聚四氟乙烯石墨材料。该材料最高能耐280℃,且受高温不会爆裂，彻底解决了浸渍酚醛树脂石墨换热块存在的不耐高温易爆裂问题。采用该结构的石墨合成炉能保证在正常工作工况下长期稳定运行，无计划外的检修工作

2.2生产运行自动控制技术：

在自动化控制方面，针对该合成炉的结构特点，本公司开发了可靠的远程自动点火、完善的过程自动控制及安全的连锁保护系统，实现了从点火开车、过程控制到停车的全过程的DCS操作，大大提高了装置的自动化控制水平及本质安全。

1、自动点火系统

 自动点火系统由在线火焰检测、自动切断阀、高压点火装置和程序控制组成。该点火系统的优点为点火可靠，自动点火系统只在点火时运行，不参与正常生产的过程控制，保证了过程控制的可靠性。

2、自动联锁保护系统

该装置设置有：氢气压力低、氯气压力低、仪用气压力低、冷却水流量低、汽包液位、氢气流量与氯气流量比值、火焰在线监测等多个连锁保护，当任何一个联锁条件满足时，系统立即自动执行停车保护程序，并进行自动充氮保护，同时还设置了DCS及现场紧急停车按扭，以备特殊情况下使用，确保装置的安全。

3、氢气、氯气自动配比控制

我们对氯气、氢气流量进行测量。根据生产控制中HCI的纯度分析来设定氢气、氯气适合的比值，该系统可以通过精确的氢气、氯气流量测量与调节实现氢气与氯气的自动配比控制。若生产中氢气、氯气的纯度发生较大的变动时，则可通过修正氢气与氯气的比值来保证自动控制的稳定可靠。

4、汽包部分的自动控制

  蒸汽分离的控制包括汽包液位的自动控制、蒸汽压力自动控制。即通过调节进软水调节阀的开度来控制汽包液位，对出口蒸汽阀的调节来控制产出蒸汽的压力。

5、制酸自动控制

制酸自动控制可通过盐酸浓度的在线检测和进吸收水流量的自动配比来控制盐酸产品的浓度。另外可以通过对盐酸中游离氯的在线检测，实现对制酸时氯气、氢气的配比情况的实时监控。

3.工艺流程

具体工艺流程见图1、图2。

                              图1  氯化氢合成余热利用技术图

                                        图2 氯化氢合成余热利用技术设备图

五、主要技术指标：

每合成生产1t氯化氢可副产0.8～1.4MPa中压蒸汽0.7t。

六、技术应用情况：

该技术已在部分化工行业推广应用，使氯化氢合成的热能利用率提高到70%，节能效果显著。

氯化氢合成系统副产的中、低压蒸汽可直接并入中、低压蒸汽管网，而副产0.2~0.3MPa蒸汽的合成炉，需要建立单独的蒸汽用户网。本方案可以节省建立单独蒸汽管网的投资。由于合成氯化氢的大部分热能被蒸汽带走，故对于新建项目还可以节省循环水设备的投资。而且，由于该项目符合国家目前对企业的节能减排的政策要求，企业可以向国家有关部门申请到节能减排资金。这不仅在经济效益上明显，同时也具有显著的社会效应，对企业对社会都有积极的意义。

七、推广前景和节能潜力：

该项技术具有很好的经济效益和社会效益，目前，每合成1t氯化氢气体可副产低压或中压蒸汽0．6～0．7t；以日产150t氯化氢为例，氯化氢合成系统装置满负荷生产时日产蒸汽约90吨，蒸汽单价以100.00元／吨计，年开车330天，年创效益约297万元。全行业氯化氢合成炉生产氯化氢的产能约600万t，若全行业全部应用该项技术，可有294万t中压蒸汽被合理利用，节能能力可达35万tce/

下点火式四合一石墨盐酸合成炉（副产蒸汽、热水） 将盐酸生产中的 HCl 气合成、吸收与冷却及尾气处理四个程序合并到一台设备上完成，并可实现全自动点火，氯氢自动比值控制、安全联锁等DCS控制。

本设备结构紧凑、体积小、生产效率高、产品酸纯度高、结构强度大、易于控制、具有较高的合成、吸收、冷却的综合容积效率和较高的吸收强度，并可大大简化生产流程、直接获得35%以上的工业纯甚至试剂级盐酸。

本公司能设计、生产80～500t/d（31～35%HCI）不同规格的四全一盐酸合成炉，并可按用户要求设计、制造更大规格的本型合成炉。