CN104016303A - 氯化氢合成炉石墨换热块中冷却水高效换热的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了氯化氢合成炉石墨换热块中冷却水高效换热的方法，其特征是：在石墨换热块左右两侧各设置有一个冷却水的进水口，在石墨换热块横向孔外侧设置有双通道圆弧形折流环，石墨换热块横向孔中的冷却水由左右两个进水口进入并通过双通道圆弧形折流环在石墨换热块的横向孔中由下而上进行双通道对流交错流动，有效地提高了氯化氢合成炉石墨换热块高温氯化氢气体与冷却水的热交换效率，不仅节能减排提高了企业的经济效益，而且换热冷却后的氯化氢气体可直接供后续使用，使氯化氢合成过程能安全、连续运行。

Description

氯化氢合成炉石墨换热块中冷却水高效换热的方法

技术领域：

本发明专利涉及氯化氢合成炉石墨换热块中冷却水与高温氯化氢气体高效换热的方法。

背景技术：

目前国内外采用石墨-钢-石墨结构的副产蒸汽氯化氢合成炉中，以氯气氢气为原料合成氯化氢的过程中产生大量的热，经过氯化氢合成炉中段副产蒸汽段回收后，仍有大量热能随着高温氯化氢气体上升进入氯化氢合成炉上段的石墨换热块，这些热能的回收利用不仅可以节能减排提高经济效益，而且对换热冷却后的氯化氢气体直接供后续使用具有直接的影响。现有氯化氢合成炉上段的石墨换热块冷却水与高温氯化氢气体热交换采用单流道循环流动的方式，冷却水流道长、阻力大，换热效率不高，使氯化氢气体的热量回收受到影响，氯化氢气体后道工序的直接利用受到一定的限制。

发明内容：

本发明专利的目的在于提供使用效果更理想、结构更加合理、热交换效率更高的氯化氢合成炉石墨换热块中冷却水与高温氯化氢气体高效换热的方法。

本发明专利的技术解决方案是：

针对目前氯化氢合成炉石墨换热块换热效率不高，换热冷却后的氯化氢气体温度高，不能直接供后续使用的问题，本发明专利在石墨换热块中设置左右两个冷却水进水口，在石墨换热块外侧设置双通道圆弧形折流环，在换热块横向孔中由上而下进行双通道对流交错流动，有效地提高了氯化氢合成炉石墨换热块的热交换效率，不仅可以节能减排提高企业的经济效益，而且换热冷却后的氯化氢气体可直接供后续使用，使氯化氢合成过程能安全、连续运行。

本发明所述的氯化氢合成炉石墨换热块中冷却水高效换热的方法，该石墨换热块位于氯化氢合成炉上段，石墨换热块中间有氯化氢热气体上升的中空通道，可使氯化氢气体快速上升，防止冷凝酸回到合成炉中腐蚀炉体，同时可避免高温氯化氢气体直接冲击石墨换热块，防止石墨产生裂缝渗漏；石墨换热块四周有氯化氢气体冷却下降的纵向孔和冷却水换热交错流动的横向孔；在石墨换热块左右两侧各设置有一个冷却水的进水口，在石墨换热块横向孔外侧设置有双通道圆弧形折流环，石墨换热块横向孔中的冷却水由左右两个进水口进入并通过双通道圆弧形折流环在石墨换热块的横向孔中由下而上进行双通道对流交错流动。

所述的氯化氢合成炉石墨换热块中冷却水高效换热的方法，在石墨换热块的左右两个进水口处设置有分水装置，冷却水从其中一侧的进水口接入后，首先分成两组进水分管，每组进水分管再分成两根进水支管，即每侧的进水口共分成两组4支冷却水进水管，该两组4支冷却水进水管分别与石墨换热块最下面第一排的4个横向孔相连接，即左侧进水口的两组4支进水管从石墨换热块左侧进水，右侧进水口的两组4支进水管从石墨换热块右侧进水。

所述的氯化氢合成炉石墨换热块中冷却水高效换热的方法，该双通道圆弧形折流环有两个进水口和两个出水口，两个进水口和两个出水口分别与石墨换热块的4个横向孔相连接。

所述的氯化氢合成炉石墨换热块中冷却水高效换热的方法，左侧进水口的两组4支进水管中的冷却水从换热块左侧经过换热块四个横向孔流向换热块的右侧，(如进水口在石墨换热块中间通道对应的部位则经过换热块横向孔流向换热块的内侧)，冷却水到达换热块的右侧(或换热块的内侧)后出口时通过导管分别进入换热块最下面第一排另外四个横向孔折流回到换热块的左侧，该两组4支冷却水在换热块最下面第一排不同的四个横向孔中完成从换热块左侧——换热块的右侧(或换热块的内侧)——回到换热块左侧的一个折转回合后，第一组两个横向孔中的一个冷却水与第二组两个横向孔中的一个冷却水通过双通道圆弧形折流环的两个进水口进入换热块左侧的一个双通道圆弧形折流环，该两支冷却水在该双通道圆弧形折流环中混合后通过双通道圆弧形折流环的两个出水口分别进入换热块第二排左侧两个横向孔后流向换热块的右侧(或换热块的内侧)，第一组两个横向孔中的另一个冷却水与第二组两个横向孔中的另一个冷却水通过双通道圆弧形折流环的两个进水口进入换热块左侧的另一个双通道圆弧形折流环，该两支冷却水在该双通道圆弧形折流环中混合后再通过双通道圆弧形折流环的两个出水口分别进入换热块第二排左侧另外两个横向孔后流向换热块的右侧(或换热块的内侧)，冷却水到达换热块的右侧(或换热块的内侧)后出口时通过导管分别进入换热块第二排另外4个横向孔折流回到换热块的左侧，如此反复，左侧进口的冷却水从换热块第二排4个横向孔向右，通过导管从换热块第二排另外4个横向孔折流向左，通过双通道圆弧形折流环到换热块第三排，……，直至到达换热块的最上面一排冷却水从左侧出口，两组4支冷却水经过混合错流后汇合到一根冷却水出口管中流出，该换热块左侧进水口中的冷却水通过双通道圆弧形折流环在换热块横向孔中由下而上进行双通道交错流动；同样，右侧进水口的两组4支进水管中的冷却水从换热块右侧经过换热块四个横向孔流向换热块的左侧，(如进水口在石墨换热块中间通道对应的部位则经过换热块横向孔流向换热块的内侧)，冷却水到达换热块的左侧(或换热块的内侧)后出口时通过导管分别进入换热块最下面第一排另外四个横向孔折流回到换热块的右侧，该两组4支冷却水在换热块最下面第一排不同的四个横向孔中完成从换热块右侧——换热块的左侧(或换热块的内侧)——回到换热块右侧的一个折转回合后，第一组两个横向孔中的一个冷却水与第二组两个横向孔中的一个冷却水通过双通道圆弧形折流环的两个进水口进入换热块右侧的一个双通道圆弧形折流环，该两支冷却水在该双通道圆弧形折流环中混合后通过双通道圆弧形折流环的两个出水口分别进入换热块第二排右侧两个横向孔后流向换热块的左侧(或换热块的内侧)，第一组两个横向孔中的另一个冷却水与第二组两个横向孔中的另一个冷却水通过双通道圆弧形折流环的两个进水口进入换热块右侧的另一个双通道圆弧形折流环，该两支冷却水在该双通道圆弧形折流环中混合后再通过双通道圆弧形折流环的两个出水口分别进入换热块第二排右侧另外两个横向孔后流向换热块的左侧(或换热块的内侧)，冷却水到达换热块的左侧(或换热块的内侧)后出口时通过导管分别进入换热块第二排另外4个横向孔折流回到换热块的右侧，如此反复，右侧进口的冷却水从换热块第二排4个横向孔向左，通过导管从换热块第二排另外4个横向孔折流向右，通过双通道圆弧形折流环到换热块第三排，……，直至到达换热块的最上面一排冷却水从右侧出口，两组4支冷却水经过混合错流后汇合到一根冷却水出口管中流出，该换热块右侧进水口中的冷却水通过双通道圆弧形折流环在换热块横向孔中由下而上进行双通道交错流动。

在石墨换热块中，左右两侧两个进水中的冷却水在换热块中不同的横向孔中反方向对流，每侧进水口两组4支冷却水通过双通道圆弧形折流环双通道交错流动，石墨换热块中的冷却水通过左右两个进水口和双通道圆弧形折流环，在换热块横向孔中由下而上进行双通道对流交错流动。

具体实施方式：

目前石墨-钢-石墨结构的副产蒸汽氯化氢合成炉，合成炉下段氯化氢合成石墨燃烧室，合成炉中段副产蒸汽钢炉筒，合成炉上段氯化氢气体冷却石墨换热块。本发明所涉及到的氯化氢合成炉石墨换热块中冷却水高效换热的方法，该石墨换热块位于氯化氢合成炉上段，石墨换热块中间有氯化氢热气体上升的中空通道，可使氯化氢气体快速上升，防止冷凝酸回到合成炉中腐蚀炉体，同时可避免高温氯化氢气体直接冲击石墨换热块，防止石墨产生裂缝渗漏；石墨换热块四周有氯化氢气体冷却下降的纵向孔和冷却水换热交错流动的横向孔；在石墨换热块左右两侧各设置有一个冷却水的进水口，在石墨换热块横向孔外侧设置有双通道圆弧形折流环，石墨换热块横向孔中的冷却水由左右两个进水口进入并通过双通道圆弧形折流环在石墨换热块的横向孔中由下而上进行双通道对流交错流动。

所述的氯化氢合成炉石墨换热块中冷却水高效换热的方法，在石墨换热块的左右两个进水口处设置有分水装置，冷却水从其中一侧的进水口接入后，首先分成两组进水分管，每组进水分管再分成两根进水支管，即每侧的进水口共分成两组4支冷却水进水管，该两组4支冷却水进水管分别与石墨换热块最下面第一排的4个横向孔相连接，即左侧进水口的两组4支进水管从石墨换热块左侧进水，右侧进水口的两组4支进水管从石墨换热块右侧进水。

所述的氯化氢合成炉石墨换热块中冷却水高效换热的方法，双通道圆弧形折流环有两个进水口和两个出水口，该两个进水口和两个出水口分别与石墨换热块的4个横向孔相连接。

所述的氯化氢合成炉石墨换热块中冷却水高效换热的方法，左侧进水口的两组4支进水管中的冷却水从换热块左侧经过换热块四个横向孔流向换热块的右侧，(如进水口在石墨换热块中间通道对应的部位则经过换热块横向孔流向换热块的内侧)，冷却水到达换热块的右侧(或换热块的内侧)后出口时通过导管分别进入换热块最下面第一排另外四个横向孔折流回到换热块的左侧，该两组4支冷却水在换热块最下面第一排不同的四个横向孔中完成从换热块左侧——换热块的右侧(或换热块的内侧)——回到换热块左侧的一个折转回合后，第一组两个横向孔中的一个冷却水与第二组两个横向孔中的一个冷却水通过双通道圆弧形折流环的两个进水口进入换热块左侧的一个双通道圆弧形折流环，该两支冷却水在该双通道圆弧形折流环中混合后通过双通道圆弧形折流环的两个出水口分别进入换热块第二排左侧两个横向孔后流向换热块的右侧(或换热块的内侧)，第一组两个横向孔中的另一个冷却水与第二组两个横向孔中的另一个冷却水通过双通道圆弧形折流环的两个进水口进入换热块左侧的另一个双通道圆弧形折流环，该两支冷却水在该双通道圆弧形折流环中混合后再通过双通道圆弧形折流环的两个出水口分别进入换热块第二排左侧另外两个横向孔后流向换热块的右侧(或换热块的内侧)，冷却水到达换热块的右侧(或换热块的内侧)后出口时通过导管分别进入换热块第二排另外4个横向孔折流回到换热块的左侧，如此反复，左侧进口的冷却水从换热块第二排4个横向孔向右，通过导管从换热块第二排另外4个横向孔折流向左，通过双通道圆弧形折流环到换热块第三排，……，直至到达换热块的最上面一排冷却水从左侧出口，两组4支冷却水经过混合错流后汇合到一根冷却水出口管中流出，该换热块左侧进水口中的冷却水通过双通道圆弧形折流环在换热块横向孔中由下而上进行双通道交错流动；同样，右侧进水口的两组4支进水管中的冷却水从换热块右侧经过换热块四个横向孔流向换热块的左侧，(如进水口在石墨换热块中间通道对应的部位则经过换热块横向孔流向换热块的内侧)，冷却水到达换热块的左侧(或换热块的内侧)后出口时通过导管分别进入换热块最下面第一排另外四个横向孔折流回到换热块的右侧，该两组4支冷却水在换热块最下面第一排不同的四个横向孔中完成从换热块右侧——换热块的左侧(或换热块的内侧)——回到换热块右侧的一个折转回合后，第一组两个横向孔中的一个冷却水与第二组两个横向孔中的一个冷却水通过双通道圆弧形折流环的两个进水口进入换热块右侧的一个双通道圆弧形折流环，该两支冷却水在该双通道圆弧形折流环中混合后通过双通道圆弧形折流环的两个出水口分别进入换热块第二排右侧两个横向孔后流向换热块的左侧(或换热块的内侧)，第一组两个横向孔中的另一个冷却水与第二组两个横向孔中的另一个冷却水通过双通道圆弧形折流环的两个进水口进入换热块右侧的另一个双通道圆弧形折流环，该两支冷却水在该双通道圆弧形折流环中混合后再通过双通道圆弧形折流环的两个出水口分别进入换热块第二排右侧另外两个横向孔后流向换热块的左侧(或换热块的内侧)，冷却水到达换热块的左侧(或换热块的内侧)后出口时通过导管分别进入换热块第二排另外4个横向孔折流回到换热块的右侧，如此反复，右侧进口的冷却水从换热块第二排4个横向孔向左，通过导管从换热块第二排另外4个横向孔折流向右，通过双通道圆弧形折流环到换热块第三排，……，直至到达换热块的最上面一排冷却水从右侧出口，两组4支冷却水经过混合错流后汇合到一根冷却水出口管中流出，该换热块右侧进水口中的冷却水通过双通道圆弧形折流环在换热块横向孔中由下而上进行双通道交错流动。

在石墨换热块中，左右两侧两个进水中的冷却水在换热块中不同的横向孔中反方向对流，每侧进水口两组4支冷却水通过双通道圆弧形折流环双通道交错流动，石墨换热块中的冷却水通过左右两个进水口和双通道圆弧形折流环，在换热块横向孔中由下而上进行双通道对流交错流动。换热冷却后的氯化氢气体温度达到38℃以下，可直接供后续使用。

Claims (4)

1.氯化氢合成炉石墨换热块中冷却水高效换热的方法，该石墨换热块位于氯化氢合成炉上段，石墨换热块中间有氯化氢热气体上升的中空通道，石墨换热块四周有氯化氢气体冷却下降的纵向孔和冷却水换热交错流动的横向孔，其特征是：在石墨换热块左右两侧各设置有一个冷却水的进水口，在石墨换热块横向孔外侧设置有双通道圆弧形折流环，石墨换热块横向孔中的冷却水由左右两个进水口进入并通过双通道圆弧形折流环在石墨换热块的横向孔中由下而上进行双通道对流交错流动。

2.根据权利要求1所述的氯化氢合成炉石墨换热块中冷却水高效换热的方法，其特征是：在石墨换热块的左右两个进水口处设置有分水装置，冷却水从其中一侧的进水口接入后，首先分成两组进水分管，每组进水分管再分成两根进水支管，即每侧的进水口共分成两组4支冷却水进水管，该两组4支冷却水进水管分别与石墨换热块最下面第一排的4个横向孔相连接，即左侧进水口的两组4支进水管从石墨换热块左侧进水，右侧进水口的两组4支进水管从石墨换热块右侧进水。

3.根据权利要求1所述的氯化氢合成炉石墨换热块中冷却水高效换热的方法，其特征是：该双通道圆弧形折流环有两个进水口和两个出水口，两个进水口和两个出水口分别与石墨换热块的4个横向孔相连接。

4.根据权利要求1所述的氯化氢合成炉石墨换热块中冷却水高效换热的方法，其特征是：左侧进水口的两组4支进水管中的冷却水从换热块左侧经过换热块四个横向孔流向换热块的右侧，(如进水口在石墨换热块中间通道对应的部位则经过换热块横向孔流向换热块的内侧)，冷却水到达换热块的右侧(或换热块的内侧)后出口时通过导管分别进入换热块最下面第一排另外四个横向孔折流回到换热块的左侧，该两组4支冷却水在换热块最下面第一排不同的四个横向孔中完成从换热块左侧——换热块的右侧(或换热块的内侧)——回到换热块左侧的一个折转回合后，第一组两个横向孔中的一个冷却水与第二组两个横向孔中的一个冷却水通过双通道圆弧形折流环的两个进水口进入换热块左侧的一个双通道圆弧形折流环，该两支冷却水在该双通道圆弧形折流环中混合后通过双通道圆弧形折流环的两个出水口分别进入换热块第二排左侧两个横向孔后流向换热块的右侧(或换热块的内侧)，第一组两个横向孔中的另一个冷却水与第二组两个横向孔中的另一个冷却水通过双通道圆弧形折流环的两个进水口进入换热块左侧的另一个双通道圆弧形折流环，该两支冷却水在该双通道圆弧形折流环中混合后再通过双通道圆弧形折流环的两个出水口分别进入换热块第二排左侧另外两个横向孔后流向换热块的右侧(或换热块的内侧)，冷却水到达换热块的右侧(或换热块的内侧)后出口时通过导管分别进入换热块第二排另外4个横向孔折流回到换热块的左侧，如此反复，左侧进口的冷却水从换热块第二排4个横向孔向右，通过导管从换热块第二排另外4个横向孔折流向左，通过双通道圆弧形折流环到换热块第三排，……，直至到达换热块的最上面一排冷却水从左侧出口，两组4支冷却水经过混合错流后汇合到一根冷却水出口管中流出，该换热块左侧进水口中的冷却水通过双通道圆弧形折流环在换热块横向孔中由下而上进行双通道交错流动；同样，右侧进水口的两组4支进水管中的冷却水从换热块右侧经过换热块四个横向孔流向换热块的左侧，(如进水口在石墨换热块中间通道对应的部位则经过换热块横向孔流向换热块的内侧)，冷却水到达换热块的左侧(或换热块的内侧)后出口时通过导管分别进入换热块最下面第一排另外四个横向孔折流回到换热块的右侧，该两组4支冷却水在换热块最下面第一排不同的四个横向孔中完成从换热块右侧——换热块的左侧(或换热块的内侧)——回到换热块右侧的一个折转回合后，第一组两个横向孔中的一个冷却水与第二组两个横向孔中的一个冷却水通过双通道圆弧形折流环的两个进水口进入换热块右侧的一个双通道圆弧形折流环，该两支冷却水在该双通道圆弧形折流环中混合后通过双通道圆弧形折流环的两个出水口分别进入换热块第二排右侧两个横向孔后流向换热块的左侧(或换热块的内侧)，第一组两个横向孔中的另一个冷却水与第二组两个横向孔中的另一个冷却水通过双通道圆弧形折流环的两个进水口进入换热块右侧的另一个双通道圆弧形折流环，该两支冷却水在该双通道圆弧形折流环中混合后再通过双通道圆弧形折流环的两个出水口分别进入换热块第二排右侧另外两个横向孔后流向换热块的左侧(或换热块的内侧)，冷却水到达换热块的左侧(或换热块的内侧)后出口时通过导管分别进入换热块第二排另外4个横向孔折流回到换热块的右侧，如此反复，右侧进口的冷却水从换热块第二排4个横向孔向左，通过导管从换热块第二排另外4个横向孔折流向右，通过双通道圆弧形折流环到换热块第三排，……，直至到达换热块的最上面一排冷却水从右侧出口，两组4支冷却水经过混合错流后汇合到一根冷却水出口管中流出，该换热块右侧进水口中的冷却水通过双通道圆弧形折流环在换热块横向孔中由下而上进行双通道交错流动；在石墨换热块中，左右两侧两个进水中的冷却水在换热块中不同的横向孔中反方向对流，每侧进水口两组4支冷却水通过双通道圆弧形折流环双通道交错流动，石墨换热块中的冷却水通过左右两个进水口和双通道圆弧形折流环，在换热块横向孔中由下而上进行双通道对流交错流动。