CN113262734A - 具有温控保护和自动清洗功能的合成炉底座 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有温控保护和自动清洗功能的合成炉底座，包括有蝶形石墨封头，蝶形石墨封头顶部同轴放置有石墨筒体，蝶形石墨封头同心内置石墨人孔套管，蝶形石墨封头和石墨筒体套入至金属筒体中，金属筒体顶部与石墨筒体外壁密封连接，其底部与金属盖板固定连接，金属盖板固定套接在金属筒体外壁上。该合成炉底座具有基础稳定可靠、结构紧凑合理、机械强度高、耐受热冲击能力强、防腐蚀性能好、不污染物料、使用寿命长的特点。同时具有检修出入方便、快捷、安全的功能；具有自动液位保护控温功能；具有自动清洗功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有温控保护和自动清洗功能的合成炉底座，属于化工设备技术领域。
背景技术
氯化氢合成炉是“合成法”制取氯化氢气体的核心设备，工作原理是分别在炉底通入氯气和氢气，经混合燃烧器反应生成氯化氢气体。其反应机理是氢气和氯气在光照或高温的条件下，能迅速的发生化合作用，并放出大量的热能。氯化氢合成为链锁反应，首先是氯气分子吸收光量子后被解离成两个活化的氯原子，这两个活化的氯原子(Cl)再与氢分子作用生成一氯化氢分子和一个活性氢原子(H)，这个活化的氢原子又与一个氯原子作用，生成一个氯化氢分子和一个活性的氯原子。即：(Δ表是一个光量子)
Cl2+Δ＝2Cl(活性氯原子)
Cl+H2＝HCl+H(活性氢原子)
H+Cl2＝HCl+Cl……如此继续下去。
实际生产中，氯与氢通过一种特殊的“管中管”型喷嘴(灯头)进入炉内，沿中心管送氯气，沿外管送氢气。在适当控制条件下，氯气和氢气可保持均衡燃烧，反应放出大量的热，氯化氢合成热为92KJ/mol，化学方程式为：H2+Cl2＝2HCl+184.096KJ/mol。
现有的副产蒸汽氯化氢合成炉底座一般使用循环水将高温辐射段降温到合适温度后，再利用氯化氢合成余热副产蒸汽，由于上部的副产蒸汽段和冷却段，包括整个炉体重量均作用在炉底座上，这就要求石墨制合成炉底座必须足够厚重才能承受所需的支撑强度,但是由于炉底座受到燃烧的高温辐射,温差应力大,因此必须设计好热应力削减措施。常规的做法是在合成炉的底盘上开设液体流道让循环水通过，采取控制温度的方法来降低热冲击损害。但实践中由于操作偏差等各种因素，现有技术的所采用的方法均不能有效避免氯化氢合成炉炉底座的损坏。根据实际生产应用统计，现有氯化氢合成炉石墨炉底座的使用寿命一般不超过2年。氯化氢合成炉多为10几米高，这种大型设备底座损坏后，只能现场分段拆解后返厂维修更换，维修周期一般为3个月左右，给设备使用企业带来巨大的经济损失和安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种具有温控保护和自动清洗功能的合成炉底座。该底座具有基础稳定可靠、结构紧凑合理、机械强度高、耐受热冲击能力强、防腐蚀性能好、不污染物料、使用寿命长的特点。同时具有检修出入方便、快捷、安全的功能；具有自动液位保护控温功能；具有自动清洗功能。
本发明的技术方案：具有温控保护和自动清洗功能的合成炉底座，包括有蝶形石墨封头，蝶形石墨封头顶部同轴放置有石墨筒体，蝶形石墨封头同心内置石墨人孔套管，蝶形石墨封头和石墨筒体套入至金属筒体中，金属筒体顶部与石墨筒体外壁密封连接，其底部与金属盖板固定连接，金属盖板固定套接在金属筒体外壁上。
前述的温控保护和自动清洗功能的合成炉底座中，所述蝶形石墨封头内部设有1个环向过流通道，蝶形石墨封头内部左、右对称径向设置有横向过流孔，横向过流孔的轴线与碟形石墨封头的锥面平行，横向过流孔一端与环向过流通道或相互贯通，另一端与外部连通，横向过流孔由下至上间隔设置有多层，蝶形石墨封头表面设有若干行的纵向沉孔，每一行由若干个纵向沉孔组成，纵向沉孔与横向过流孔交错分布。
前述的温控保护和自动清洗功能的合成炉底座中，所述石墨筒体外周上环形阵列设置有若干个向内伸入的径向沉孔，径向沉孔沿石墨筒体高度方向设置有多层，位于同一竖直连线上的多个径向沉孔内端均与石墨筒体内部的竖向内孔连通。
前述的温控保护和自动清洗功能的合成炉底座中，所述金属筒体内壁与蝶形石墨封头和石墨筒体外壁之间存在间距，金属筒体上方侧壁上设有冷却水进口，金属盖板上设有冷却水出口，所述金属筒体与石墨筒体之间的圆环形空腔内设置有螺旋状的环形折流板，金属筒体、石墨筒体和环形折流板三者之间构成螺旋强制折流通道。
前述的温控保护和自动清洗功能的合成炉底座中，所述石墨人孔套管顶面高于蝶形石墨封头顶面，蝶形石墨封头中竖向设置有与外部连通的排酸孔，排酸孔顶部设置有管状的溢流堰，溢流堰顶端低于石墨人孔套管顶面，溢流堰上端设有锯齿型的溢流槽，溢流堰底部与碟形石墨封头粘接固连，排酸孔底部连接有冷凝酸出口接管，冷凝酸出口接管与碟形石墨封头密封固连，冷凝酸出口接管下端贯穿金属盖板，并通过套接在其上的第二径向密封法兰和第二轴向密封法兰与金属盖板固定连接。
前述的温控保护和自动清洗功能的合成炉底座中，所述蝶形石墨封头与石墨筒体之间粘接固连在一起，蝶形石墨封头端面设置有固定法兰，底面设置有金属支撑法兰，固定法兰与金属支撑法兰之间经紧固螺栓进行连接，金属支撑法兰经若干立筋与金属盖板固定连接。
前述的温控保护和自动清洗功能的合成炉底座中，所述石墨筒体上方外壁上活动套接有密封压兰和金属筒体上法兰，两者之间经紧固螺母进行连接，金属筒体上法兰外缘设有预留螺栓孔，金属筒体的顶端与金属筒体上法兰底部固定连接，金属筒体底部固定支撑在金属筒体下法兰上，金属筒体下法兰经紧固螺栓与金属盖板固定连接，金属盖板底部设置有支腿。
前述的温控保护和自动清洗功能的合成炉底座中，所述石墨人孔套管下方外壁设有凸出的外缘，蝶形石墨封头的内圈底部支撑在凸出的外缘顶面上，金属盖板滑动套接在石墨人孔套管凸出的外缘上，金属盖板两侧的石墨人孔套管外壁上各活动套接有1个金属盖板加强环，金属盖板加强环与金属盖板固定连接，蝶形石墨封头支撑在上方的金属盖板加强环端面上，下方金属盖板加强环下部的石墨人孔套管上还活动套接有第一径向密封法兰，石墨人孔套管底面为台阶形结构，其底面支撑在第一轴向密封法兰上，下方的金属盖板加强环、第一径向密封法兰和第一轴向密封法兰通过紧固螺栓锁紧连接，第一轴向密封法兰上还设有预留螺纹孔。
前述的温控保护和自动清洗功能的合成炉底座中，所述金属盖板底部设置有支腿；所述石墨筒体和金属筒体外周上分别设置有位置一一对应的点火口、视镜口和炉门。
前述的温控保护和自动清洗功能的合成炉底座中，所述点火口包括有设置在石墨筒体的点火口贯通口，点火口贯通口外侧的石墨筒体上固定连接有点火口管口座，点火口管口座另一端固定连接有点火口石墨接管，点火口石墨接管向外延伸穿过金属筒体，位于金属筒体外侧的点火口石墨接管上由内至外依次套接有金属筒体加强环、点火口径向密封法兰和点火口轴向密封法兰，点火口轴向密封法兰的内环面与点火口石墨接管外壁上的斜台阶表面贴合，金属筒体加强环与金属筒体固定连接，金属筒体加强环、点火口径向密封法兰和点火口轴向密封法兰通过紧固螺栓锁紧连接；
所述视镜口包括设置在石墨筒体上的视镜口贯通孔，视镜口贯通孔外侧的石墨筒体上固定连接有视镜口管口座，视镜口管口座另一端固定连接有视镜口石墨接管，视镜口石墨接管向外延伸穿过金属筒体，位于金属筒体外侧的视镜口石墨接管上由内至外依次套接有金属筒体加强环、视镜口径向密封法兰和视镜口轴向密封法兰，视镜口石墨接管外端面设置有视镜片，视镜片外端扣合设置有视镜片密封法兰，视镜片密封法兰中部设有圆孔，视镜口轴向密封法兰的内环面与视镜口石墨接管外壁上的斜台阶表面贴合，金属筒体加强环与金属筒体固定连接，金属筒体加强环、视镜口径向密封法兰、视镜口轴向密封法兰和视镜片密封法兰通过紧固螺栓锁紧连接；
所述炉门包括有设置在石墨筒体上的炉门贯通孔，炉门贯通孔外侧的石墨筒体上固定连接有炉门管口座，炉门管口座另一端固定连接有炉门石墨接管，炉门石墨接管向外延伸穿过金属筒体，位于金属筒体外侧的炉门石墨接管上由内至外依次套接有金属接管法兰、炉门径向密封法兰和炉门轴向密封法兰，其中金属接管法兰与金属筒体固定连接，炉门石墨接管的端面盖合有石墨衬钢炉门盖，炉门轴向密封法兰的内环面与炉门石墨接管外壁上的斜台阶表面贴合，金属接管法兰、炉门径向密封法兰、炉门轴向密封法兰和石墨衬钢炉门盖通过紧固螺栓锁紧连接。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明的合成炉底座具有以下几个方面的优点：
(1)碟形石墨封头整体结构为碟形，整体结构更加轻薄，有效减少了传统圆柱体结构石墨封头过于厚重而引起的应力集中现象；且石墨为脆性材料，碟形石墨封头结构耐受热冲击的能力强，不容易引起应力集中，避免了氯化氢合成炉炉底受热冲击破裂的情况；经过4年多的实验对比，碟形石墨封头使用寿命比传统圆柱体结构石墨封头使用寿命多3倍。
(2)横向过流孔与纵向沉孔、径向沉孔与竖向内孔的设置，形成间壁式换热器结构，有效减少了碟形石墨封头和石墨筒体在热冲击下的应力集中，缓冲了因温度急剧变换引起的二次应力，避免了热冲击对碟形石墨封头和石墨筒体的损伤。
(3)相较于传统分体结构，本发明的合成炉底座由于碟形石墨封头与上部同轴设置的石墨筒体粘接固连，采用了整体式炉底封头结构，碟形石墨封头对石墨筒体形成了周向抗拉强度和抗压强度补强；石墨筒体对碟形石墨封头形成了径向抗弯强度补强，使得设备整体结构强度更好，避免了分体炉底封头和石墨筒体连接处设置密封件，和由于密封件密封性能降低带来的泄漏问题，长期使用效果更加安全可靠。
(4)区别于传统结构的优势在于，本发明的合成炉底座中，碟形石墨封头与同心内置石墨人孔套管的结构设置，既可以在不拆卸石墨人孔套管状态下，更加方便炉底外接灯头座和灯头的安装；又可以自由单独拆卸石墨人孔套管，从而打开人孔通道，方便进入炉内检修。从而避免了传统氯化氢合成炉炉内检修时必须从炉顶进入的高空作业风险，实现了炉内检修出入方便、快捷、安全的功能。
(5)区别于传统结构的优势在于，通过在在蝶形石墨封头上设置溢流堰，可以保证炉底封头内的液面始终保持在一定高度，由于冷凝酸的沸点一般为106℃左右；从而具有了自动液位保护控温功能，避免了以往由于人工控制液面保护时，疏忽大意或意外事故导致的炉底干烧炸裂风险。
(6)区别于传统结构的优势在于，本发明通过在合成炉底座上设置各种法兰、压兰等构成碟形石墨封头的固定夹紧结构，使得合成炉底更加稳固；对于合成炉这种高塔上部而言，基础的稳定可靠，对设备的整体安装、结构的稳定性和性能提升具有重要的作用，更加安全可靠。
(7)与传统设计结构相比，本发明的合成炉底座冷却循环水采用上进下出，在筒体上设置螺旋强制折流通道，并将冷却水出口设置在盖板上(最低点)，提高了循环水的流速使得的换热效率大大提高；而且高流速的冷却水避免了杂质和结垢物的沉积，使得设备具有了自动清洗功能，使得设备结垢现象大大减缓。实践证明设备使用3年仍无明显结垢，而传统结构的合成炉使用2年即结垢严重，换热效率降到很低，已无法继续使用，必须返厂维修。传统结构的合成炉经常由于结垢严重未及时发现，导致石墨炉底降温效果不好导致热应力炸裂；也有的厂家为避免结构而选用去离子水作为循环冷却水间接冷却石墨炉底，不仅效率低，而且运行费用高。
(8)区别于传统结构的优势在于，本发明的合成炉底座由于设置了碟形石墨封头固定夹紧结构，配合整体式炉底封头结构和接管密封连接结构等，具有了在工厂内一次组装成型和整体运输吊装的功能。传统结构设计无法装配成一个完整的整体，只能在制造厂内预组装，再拆散运输，设备到现场后再重新组装，因受现场组装条件和试验手段制约，装配质量将大打折扣，成本增加，安全隐患增大。本发明的合成炉底座具有设备整体结构强度更好、基础稳定可靠，结构紧凑合理、机械强度高的优点。
综合而言，本发明的合成炉底座具有基础稳定可靠、结构紧凑合理、机械强度高、耐受热冲击能力强、防腐蚀性能好、不污染物料、使用寿命长的特点。同时具有检修出入方便、快捷、安全的功能；具有自动液位保护控温功能；具有自动清洗功能。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图；
附图2为蝶形石墨封头的结构示意图；
附图3为石墨筒体的结构示意图；
附图4为附图3的A-A向结构是有图；
附图5为点火口的结构示意图；
附图6为视镜口的结构示意图；
附图7为炉门的结构示意图。
附图标记：1-蝶形石墨封头，2-石墨筒体，3-石墨人孔套管，4-金属筒体，5-金属盖板，6-环向过流通道，7-横向过流孔，8-纵向沉孔，9-冷却水进口，10-冷却水出口，11-环形折流板，12-排酸孔，13-溢流堰，14-冷凝酸出口接管，15-第二径向密封法兰，16-第二轴向密封法兰，17-固定法兰，18-金属支撑法兰，19-立筋，20-密封压兰，21-金属筒体上法兰，22-金属筒体下法兰，23-金属盖板加强环。24-第一径向密封法兰，25-第一轴向密封法兰，26-支腿，27-点火口，28-视镜口，29-炉门，30-点火口贯通口，31-点火口管口座，32-点火口石墨接管，33-金属筒体加强环，34-点火口径向密封法兰，35-点火口轴向密封法兰，36-视镜口贯通孔，37-视镜口管口座，38-视镜口石墨接管，39-视镜口径向密封法兰，40-视镜口轴向密封法兰，41-视镜片，42-视镜片密封法兰，43-炉门贯通孔，44-炉门管口座，45-炉门石墨接管，46-金属接管法兰，47-炉门径向密封法兰，48-炉门轴向密封法兰，49-石墨衬钢炉门盖，50-径向沉孔，51-竖向内孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
本发明的实施例：一种具有温控保护和自动清洗功能的合成炉底座，如附图1-7所示，包括有蝶形石墨封头1，蝶形石墨封头1顶部同轴放置有石墨筒体2，蝶形石墨封头1同心内置石墨人孔套管3，蝶形石墨封头1和石墨筒体2套入至金属筒体4中，金属筒体4顶部与石墨筒体2上方外壁密封连接，金属筒体4底部与金属盖板5固定连接，金属盖板5固定套接在金属筒体4的外壁上。
使用过程中，喷嘴(灯头)与内置石墨人孔套管3底部连接，石墨筒体2的顶部与其它设备连接。氯气和氢气通过喷嘴(灯头)后进入到内置石墨人孔套管3中，最后进入到合同炉内部进行反应。安装过程中，不需要拆卸石墨人孔套管3，即可进行炉底外接灯头座和灯头的安装。当需要对合成炉底座内部进行检修时，可以自由单独拆卸石墨人孔套管3；从而打开人孔通道，方便人员进入到炉内进行检修，从而避免了传统氯化氢合成炉炉内检修时必须从炉顶进入的高空作业风险，实现了炉内检修出入方便、快捷、安全的功能。
而且碟形石墨封头1整体结构为碟形，较之传统的圆柱体结构石墨封头整体结构更加轻薄，有效减少了传统圆柱体结构石墨封头过于厚重而引起的应力集中现象。石墨为脆性材料使得碟形石墨封头1结构耐受热冲击的能力强，不容易引起应力集中，避免了氯化氢合成炉炉底受热冲击破裂的情况。
所述蝶形石墨封头1内部设有1个环向过流通道6，该环向过流通道6加工时可由蝶形石墨封头1的顶面或底面向内铣出该环向过流通道6，加工完毕后在通过一块环形的石墨盖板将环向过流通道6顶部开口密封，即可得到如图1所示结构。环向过流通道6外侧的蝶形石墨封头1内部左、右对称径向设置有若干条的横向过流孔7，相邻2条横向过流孔7为平行设置结构，横向过流孔7的轴线与碟形石墨封头1的锥面平行，由于碟形石墨封头1为蝶形结构，故其底面为锥面。横向过流孔7的内端与环向过流通道6贯通，或者与其对称设置的另一条横向过流孔7的内端连通，横向过流孔7的外端与外部环境连通，横向过流孔7由下至上间隔设置有多层，每层的设置结构均相同。环向过流通道6外侧的蝶形石墨封头1表面还设有若干行的纵向沉孔8，每一行由若干个纵向沉孔8组成，每一行的纵向沉孔8设置在2条横向过流孔7之间，使得纵向沉孔8与横向过流孔7交错分布，相互不贯通。通过设置有环形过流通道6、横向过流孔7和纵向沉孔8形成形成间壁式换热器结构；横向过流孔7与纵向沉孔8的设置有效减少了碟形石墨封头1在热冲击下的应力集中，缓冲了因温度急剧变换引起的二次应力，避免了热冲击对碟形石墨封头1的损伤。
所述石墨筒体2在筒体厚度范围内上部和下部均设置有若干的径向沉孔；所述沉孔开孔方向指向外周；所述石墨筒体，在筒体厚度范围内还设有若干平行于轴向均匀分布的内孔；所述内孔的加工方式为把筒体分为上下两段，分别加工成沉孔，再将筒体上下两段粘接合拢，形成所述内孔结构；所述内孔分别与所述上部和下部均设置有若干的径向沉孔贯通；形成均匀环布与石墨筒体壁厚范围内的过流通道；所述过流通道结构的优势和作用如下：增加了冷却介质侧的有效换热面积；增加了冷却介质的过流通道，减少了间壁换热的壁厚；降低了壁温差；可有效消除石墨筒体，厚壁管状结构因内部氯化氢合成反应2500度的高温和外部冷却水35度之间高温差的热应力引起的应力集中；规避二次应力破坏；
所述石墨筒体2外壁上环形阵列设有若干个径向沉孔50，径向沉孔50沿石墨筒体2高度方向设置有多层，径向沉孔50向内伸入至石墨筒体2内部，位于同一竖直连线上的多个径向沉孔50内端均与石墨筒体2内部的竖向内孔51连通。
竖向内孔51的加工方式为把石墨筒体2分为上、下两段，分别加工成沉孔，再将石墨筒体2上、下两段粘接合拢，形成竖向内孔51结构。竖向内孔51分别与上部和下部均设置有的径向沉孔50贯通，形成均匀环布于石墨筒体2壁厚范围内的过流通道，过流通道结构的优势和作用如下：增加了冷却介质侧的有效换热面积，增加了冷却介质的过流通道，减少了间壁换热的壁厚，降低了壁温差，可有效消除石墨筒体2厚壁管状结构因内部氯化氢合成反应2500度的高温和外部冷却水35度之间高温差的热应力引起的应力集中，规避二次应力破坏。
所述金属筒体4上方侧壁上设有冷却水进口9，金属盖板5上设有冷却水出口10，金属筒体4内壁与蝶形石墨封头1和石墨筒体2外壁之间存在间距，该间距使得金属筒体4与石墨筒体2之间形成圆环形空腔，该圆环形空腔内设置有螺旋状的环形折流板11，金属筒体4、石墨筒体2和环形折流板11三者之间构成螺旋强制折流通道。
使用过程中冷却水经冷却水进口9进入到金属筒体4与石墨筒体2以及蝶形石墨封头1之间的夹层中，进入到环形折流板11形成的螺旋强制折流通道中螺旋向下流淌，从而带走合成炉产生的热量。冷却水流淌过程中会进入到石墨筒体2外壁上设置的径向沉孔50和竖向内孔51中，增加了冷却介质侧的有效换热面积，增加了冷却介质的过流通道，减少了间壁换热的壁厚，降低了壁温差，可有效消除石墨筒体2厚壁管状结构因内部氯化氢合成反应2500度的高温和外部冷却水35度之间高温差的热应力引起的应力集中，规避二次应力破坏。冷却水向下螺旋流淌至蝶形石墨封头1处时，冷却水会从一侧的横向过流孔7进入到蝶形石墨封头1中，通过环向过流通道6进入到另一侧的横向过流孔7中，或者直接进入到对称设置的横向过流孔7中，最后从另一侧的横向过流孔7流出。因为蝶形石墨封头1整体比较厚，内外温差过大，容易导致蝶形石墨封头1出现损坏，而环向过流通道6和横向过流孔7的设置不仅可以消除应力集中，还可以形成冷却水流通通道，实现对蝶形石墨封头1的冷却，避免其内外温差过大。冷却水最终从金属盖板5上的冷却水出口10流出。通过在夹层内部设置螺旋强制折流通道，并将冷却水出口10设置在金属盖板5上(最低点)，提高了冷却循环水的流速使得的换热效率大大提高，高流速的冷却水避免了杂质和结垢物的沉积，使得设备具有了自动清洗功能，导致设备结垢现象大大减缓。
所述石墨人孔套管3顶面高于蝶形石墨封头1顶面，蝶形石墨封头1中竖向设置有贯穿其厚度方向的排酸孔12，排酸孔12顶部同轴设置有管状的溢流堰13，溢流堰13顶端低于石墨人孔套管3顶面，溢流堰13上端设有锯齿型的溢流槽，溢流堰13底部与碟形石墨封头1粘接固连，粘接固连处使用LX-4型号石墨粘接剂。排酸孔12底部连接有冷凝酸出口接管14，冷凝酸出口接管14与碟形石墨封头1密封固连，密封固连处使用柔性石墨垫片密封，冷凝酸出口接管14下端活动贯穿金属盖板5上的预留孔，并与金属盖板5滑动密封连接，滑动密封连接处使用氟橡胶O型圈密封。金属盖板5下方的冷凝酸出口接管14上由上至下依次活动套接有第二径向密封法兰15和第二轴向密封法兰16，第二轴向密封法兰16的内环面与冷凝酸出口接管14外壁上的斜台阶表面贴合。金属盖板5与第二径向密封法兰15之间设置有氟橡胶O型圈密封，紧固螺栓穿过第二轴向密封法兰16、第二径向密封法兰15后头端伸入至金属盖板5中，通过调节第二轴向密封法兰16下方紧固螺栓上的锁紧螺母，使得第二轴向密封法兰16对冷凝酸出口接管14进行挤压，保证冷凝酸出口接管14头端密封效果良好。通过调节第二径向密封法兰15下方紧固螺栓上的锁紧螺母从而压紧第二径向密封法兰15，,对氟橡胶O型圈密封施加压紧力。紧固螺栓预留一定长度，用于连接固定外接排酸管线。
由于石墨人孔套管3顶面高于蝶形石墨封头1顶面，使得蝶形石墨封头1顶部形成下凹结构，合成氯化氢过程中，冷凝酸沉降至蝶形石墨封头1表面，当冷凝酸的高度高于溢流堰13时，即可通过溢流堰13进入到排酸孔12中，最终通过冷凝酸出口接管14排出。溢流堰13上端设有锯齿型的溢流槽，可以使得冷凝流动过程比较平稳。通过设置有溢流堰13可以保证合成炉炉底封头内的冷凝酸始终保持在一定高度，从而具有了自动液位保护控温功能。
所述蝶形石墨封头1与石墨筒体2之间粘接固连在一起，进而形成整体石墨封头，粘接固连处使用LX-4型号石墨粘接剂，通过碟形石墨封头1对石墨筒体2形成了周向抗拉强度和抗压强度补强，所石墨筒体2对碟形石墨封头1形成了径向抗弯强度补强。
石墨筒体2粘接在蝶形石墨封头1端面上以后，蝶形石墨封头1外缘还预留有部分区域，该预留区域用于放置固定法兰17，固定法兰17底部放置有柔性石墨垫片作为缓冲垫片，蝶形石墨封头1的底面外圈支撑在金属支撑法兰18，支撑点处设置有柔性石墨垫片作为缓冲垫片，固定法兰17与金属支撑法兰18之间经紧固螺栓进行锁紧连接，金属支撑法兰18经若干立筋19与金属盖板5固定连接，立筋19分别与金属支撑法兰18和金属盖板5焊接固定。通过立筋19和金属支撑法兰18对上部的蝶形石墨封头1和石墨筒体2进行支撑。固定法兰17、金属支撑法兰18以及立筋19形成的外碟形石墨封头1外圈固定夹紧结构，使得合成炉底结构更加稳固。
所述石墨筒体2上方外壁上活动套接有密封压兰20和金属筒体上法兰21，两者之间经紧固螺母进行连接，密封压兰20和金属筒体上法兰21之间的石墨筒体2上还滑动套接有氟橡胶O型圈，对该滑动密封连接处进行密封，氟橡胶O型圈的压紧力通过紧固螺母进行调节。金属筒体上法兰21外缘预留一圈螺栓孔，用于连接固定合成炉底座上部的设备。金属筒体4的顶端与金属筒体上法兰21底部焊接连接，金属筒体4底部固定焊接支撑在金属筒体下法兰22上，金属筒体下法兰22经紧固螺栓与金属盖板5固定连接，金属筒体下法兰22与金属盖板5之间设置有柔性石墨垫片作为密封垫片。金属盖板5底部焊接连接有支腿26，通过支腿26支撑住金属盖板5以及其上部结构，保证合成炉底结构稳固。
石墨人孔套管3下方外壁设有凸出的外缘，蝶形石墨封头1的内圈底部支撑在凸出的外缘顶面上，两者之间设置有柔性石墨垫片进行密封，金属盖板5滑动套接在石墨人孔套管3凸出的外缘上，金属盖板5两侧的石墨人孔套管3外壁上各活动套接有1个金属盖板加强环23，金属盖板加强环23与金属盖板5焊接固定连接，蝶形石墨封头1的内圈支撑在上方的金属盖板加强环23端面上，两者之间设置有柔性石墨垫片作为密封垫片，下方金属盖板加强环23下部的石墨人孔套管3上还活动套接有第一径向密封法兰24，下部的石墨人孔套管3与第一径向密封法兰24之间的石墨人孔套管3上滑动套接有氟橡胶O型圈进行滑动密封，石墨人孔套管3底面为台阶形结构，台阶形结构的底面支撑在第一轴向密封法兰25上，下方的金属盖板加强环23、第一径向密封法兰24和第一轴向密封法兰25通过紧固螺栓锁紧连接，第一轴向密封法兰25内孔边缘设置有一圈内螺纹孔，用于安装灯头座和灯头。
石墨人孔套管3与碟形石墨封头1密封固连处的压紧力来至于第一轴向密封法兰25和金属盖板5间设置的紧固螺栓。氟橡胶O型圈的压紧力来至于第一径向密封法兰24和金属盖板5间设置的紧固螺栓。紧固螺栓固定设置在金属盖板5的下方金属盖板加强环23上设置的内螺纹孔中。通过第一轴向密封法兰25支撑住石墨人孔套管3，通过石墨人孔套管3和上方的金属盖板加强环23支撑住碟形石墨封头1的内圈。
以上结构构成了碟形石墨封头1的固定夹紧结构，使得合成炉底更加稳固；对于合成炉这种高塔上部来说，基础的稳定可靠，对于设备的整体安装、结构的稳定性和性能提升具有重要的作用。更加安全可靠。
所述金属筒体4外周分别设置有点火口27、视镜口28和炉门29等管口和接管；石墨筒体2外周分别设置有点火口27、视镜口28和炉门29等管口和接管；分别设置的点火口27、视镜口28和炉门29等管口和接管一一对应同轴设置。
所述点火口27包括设置在石墨筒体2上的点火口贯通孔30、点火口管口座31、点火口石墨接管32、金属筒体加强环33、点火口轴向密封法兰35和点火口径向密封法兰34。点火口管口座31与设置在石墨筒体2上的点火口贯通孔30同轴设置，并与石墨筒体2粘接固连。金属筒体加强环33与设置在石墨筒体2上的点火口贯通孔30同轴设置，同时也与设置在金属筒体4上的点火口贯通孔30同轴设置，并与金属筒体4焊接固连。点火口石墨接管32与石墨筒体2上的点火口贯通孔30同轴设置，点火口石墨接管32一端与点火口管口座31密封连接，密封连接处使用柔性石墨垫片密封，密封连接处的压紧力来至于点火口轴向密封法兰35和。金属筒体加强环33间设置的紧固螺栓。紧固螺栓固定设置在金属筒体加强环33上的内螺纹孔中。点火口石墨接管32与金属筒体4上的点火口贯通孔30同轴设置，从右到左依次穿过金属筒体4上的点火口贯通孔30、金属筒体加强环33、点火口径向密封法兰34和点火口轴向密封法兰35，并与金属筒体加强环33滑动密封连接，滑动密封连接处使用氟橡胶O型圈密封，滑动密封连接处的压紧力来至于点火口径向密封法兰34和金属筒体加强环33间设置的紧固螺栓，紧固螺栓固定设置在金属筒体加强环33上的内螺纹孔中。紧固螺栓预留一定长度，用于连接自动点火枪。
所述视镜口28包括设置在石墨筒体2上的视镜口贯通孔36、视镜口管口座37、视镜口石墨接管38、金属筒体加强环33、视镜口径向密封法兰39、视镜口轴向密封法兰40、视镜片41和视镜片密封法兰42。视镜口管口座37与设置在石墨筒体2上的视镜口贯通孔36同轴设置，并与石墨筒体2粘接固连。金属筒体加强环33与设置在石墨筒体2上的视镜口贯通孔36同轴设置，同时也与设置在金属筒体4上的视镜口贯通孔36同轴设置，并与金属筒体4焊接固连。视镜口石墨接管38与石墨筒体2上的视镜口贯通孔36同轴设置，视镜口石墨接管38与视镜口管口座37密封连接，密封连接处使用柔性石墨垫片密封，密封连接处的压紧力来至于视镜口轴向密封法兰40和金属筒体加强环33间设置的紧固螺栓，紧固螺栓固定设置在金属筒体加强环33上的内螺纹孔中。视镜石墨接管38与金属筒体4上的视镜口贯通孔36同轴设置，从右到左依次穿过金属筒体4上的视镜口贯通孔36、金属筒体加强环33、视镜口径向密封法兰39和视镜口轴向密封法兰40，并与金属筒体加强环33滑动密封连接，滑动密封连接处使用氟橡胶O型圈密封，滑动密封连接处的压紧力来至于视镜口径向密封法兰39和金属筒体加强环33环间设置的紧固螺栓，紧固螺栓固定设置在金属筒体加强环33上的内螺纹孔中。紧固螺栓预留一定长度，用于连接密封视镜片41，视镜片41置于视镜石墨接管38左端面，并与视镜石墨接管38左端面密封固连，密封固连处使用柔性石墨垫片密封，密封固连处的压紧力来至于视镜片密封法兰42和金属筒体加强环33间设置的紧固螺栓，所述紧固螺栓固定设置在金属筒体加强环33上的内螺纹孔中。
所述炉门29包括设置在石墨筒体2上的炉门贯通孔43、炉门管口座44、炉门石墨接管45、金属接管法兰46、炉门径向密封法兰47、炉门轴向密封法48和石墨衬钢炉门盖49。炉门管口座44与设置在石墨筒体2上的炉门贯通孔43同轴设置，并与石墨筒体2粘接固连，金属接管法兰46与设置在石墨筒体2上的炉门贯通孔43同轴设置，同时也与设置在金属筒体4上的炉门贯通孔43同轴设置，并与金属筒体4焊接固连。炉门口石墨接管45与石墨筒体2上的炉门贯通孔43同轴设置，炉门口石墨接管45一端与炉门管口座44密封连接，密封连接处使用柔性石墨垫片密封，密封连接处的压紧力来至于炉门轴向密封法48和金属接管法兰46间设置的紧固螺栓，紧固螺栓两端分别固定设置在金属接管法兰46和炉门轴向密封法48上的螺栓孔中。炉门石墨接管45与金属筒体4上的炉门贯通孔43同轴设置，从左到右依次穿过金属筒体4上的炉门贯通孔43、金属接管法兰46、炉门径向密封法兰47和炉门轴向密封法48，并与金属接管法兰46滑动密封连接，滑动密封连接处使用氟橡胶O型圈密封，滑动密封连接处的压紧力来至于炉门径向密封法兰47和金属接管法兰46间设置的紧固螺栓，紧固螺栓两端分别固定设置在金属接管法兰46和炉门径向密封法兰47上的螺栓孔中。紧固螺栓预留一定长度，用于密封固连石墨衬钢炉门盖49，石墨衬钢炉门盖49为金属法兰盖内衬不透性石墨，石墨衬钢炉门盖49置于炉门石墨接管45右端面，并与炉门石墨接管45右端面密封固连，密封固连处使用柔性石墨垫片密封，密封固连处的压紧力来至于石墨衬钢炉门盖49和金属接管法兰46间设置的紧固螺栓，紧固螺栓两端分别固定在设置在金属接管法兰46和石墨衬钢炉门盖49上的螺栓孔中。
Claims (10)
1.具有温控保护和自动清洗功能的合成炉底座，其特征在于：包括有蝶形石墨封头(1)，蝶形石墨封头(1)顶部同轴放置有石墨筒体(2)，蝶形石墨封头(1)同心内置石墨人孔套管(3)，蝶形石墨封头(1)和石墨筒体(2)套入至金属筒体(4)中，金属筒体(4)顶部与石墨筒体(2)外壁密封连接，其底部与金属盖板(5)固定连接，金属盖板(5)固定套接在金属筒体(4)外壁上。
2.根据权利要求1所述的温控保护和自动清洗功能的合成炉底座，其特征在于：所述蝶形石墨封头(1)内部设有1个环向过流通道(6)，蝶形石墨封头(1)内部左、右对称径向设置有横向过流孔(7)，横向过流孔(7)的轴线与碟形石墨封头(1)的锥面平行，横向过流孔(7)一端与环向过流通道(6)或相互贯通，另一端与外部连通，横向过流孔(7)由下至上间隔设置有多层，蝶形石墨封头(1)表面设有若干行的纵向沉孔(8)，每一行由若干个纵向沉孔(8)组成，纵向沉孔(8)与横向过流孔(7)交错分布。
3.根据权利要求1所述的温控保护和自动清洗功能的合成炉底座，其特征在于：所述石墨筒体(2)外周上环形阵列设置有若干个向内伸入的径向沉孔(50)，径向沉孔(50)沿石墨筒体(2)高度方向设置有多层，位于同一竖直连线上的多个径向沉孔(50)内端均与石墨筒体(2)内部的竖向内孔(51)连通。
4.根据权利要求1所述的温控保护和自动清洗功能的合成炉底座，其特征在于：所述金属筒体(4)内壁与蝶形石墨封头(1)和石墨筒体(2)外壁之间存在间距，金属筒体(4)上方侧壁上设有冷却水进口(9)，金属盖板(5)上设有冷却水出口(10)，所述金属筒体(4)与石墨筒体(2)之间的圆环形空腔内设置有螺旋状的环形折流板(11)，金属筒体(4)、石墨筒体(2)和环形折流板(11)三者之间构成螺旋强制折流通道。
5.根据权利要求1所述的温控保护和自动清洗功能的合成炉底座，其特征在于：所述石墨人孔套管(3)顶面高于蝶形石墨封头(1)顶面，蝶形石墨封头(1)中竖向设置有与外部连通的排酸孔(12)，排酸孔(12)顶部设置有管状的溢流堰(13)，溢流堰(13)顶端低于石墨人孔套管(3)顶面，溢流堰(13)上端设有锯齿型的溢流槽，溢流堰(13)底部与碟形石墨封头(1)粘接固连，排酸孔(12)底部连接有冷凝酸出口接管(14)，冷凝酸出口接管(14)与碟形石墨封头(1)密封固连，冷凝酸出口接管(14)下端贯穿金属盖板(5)，并通过套接在其上的第二径向密封法兰(15)和第二轴向密封法兰(16)与金属盖板(5)固定连接。
6.根据权利要求1所述的温控保护和自动清洗功能的合成炉底座，其特征在于：所述蝶形石墨封头(1)与石墨筒体(2)之间粘接固连在一起，蝶形石墨封头(1)端面设置有固定法兰(17)，底面设置有金属支撑法兰(18)，固定法兰(17)与金属支撑法兰(18)之间经紧固螺栓进行连接，金属支撑法兰(18)经若干立筋(19)与金属盖板(5)固定连接。
7.根据权利要求1所述的温控保护和自动清洗功能的合成炉底座，其特征在于：所述石墨筒体(2)上方外壁上活动套接有密封压兰(20)和金属筒体上法兰(21)，两者之间经紧固螺母进行连接，金属筒体上法兰(21)外缘设有预留螺栓孔，金属筒体(4)的顶端与金属筒体上法兰(21)底部固定连接，金属筒体(4)底部固定支撑在金属筒体下法兰(22)上，金属筒体下法兰(22)经紧固螺栓与金属盖板(5)固定连接，金属盖板(5)底部设置有支腿(26)。
8.根据权利要求1所述的温控保护和自动清洗功能的合成炉底座，其特征在于：所述石墨人孔套管(3)下方外壁设有凸出的外缘，蝶形石墨封头(1)的内圈底部支撑在凸出的外缘顶面上，金属盖板(5)滑动套接在石墨人孔套管(3)凸出的外缘上，金属盖板(5)两侧的石墨人孔套管(3)外壁上各活动套接有1个金属盖板加强环(23)，金属盖板加强环(23)与金属盖板(5)固定连接，蝶形石墨封头(1)支撑在上方的金属盖板加强环(23)端面上，下方金属盖板加强环(23)下部的石墨人孔套管(3)上还活动套接有第一径向密封法兰(24)，石墨人孔套管(3)底面为台阶形结构，其底面支撑在第一轴向密封法兰(25)上，下方的金属盖板加强环(23)、第一径向密封法兰(24)和第一轴向密封法兰(25)通过紧固螺栓锁紧连接，第一轴向密封法兰(25)上还设有预留螺纹孔。
9.根据权利要求1所述的温控保护和自动清洗功能的合成炉底座，其特征在于：所述石墨筒体(2)和金属筒体(4)外周上分别设置有位置一一对应的点火口(27)、视镜口(28)和炉门(29)。
10.根据权利要求9所述的温控保护和自动清洗功能的合成炉底座，其特征在于：所述点火口包括有设置在石墨筒体(2)的点火口贯通口(30)，点火口贯通口(30)外侧的石墨筒体(2)上固定连接有点火口管口座(31)，点火口管口座(31)另一端固定连接有点火口石墨接管(32)，点火口石墨接管(32)向外延伸穿过金属筒体(4)，位于金属筒体(4)外侧的点火口石墨接管(32)上由内至外依次套接有金属筒体加强环(33)、点火口径向密封法兰(34)和点火口轴向密封法兰(35)，点火口轴向密封法兰(35)的内环面与点火口石墨接管(32)外壁上的斜台阶表面贴合，金属筒体加强环(33)与金属筒体(4)固定连接，金属筒体加强环(33)、点火口径向密封法兰(34)和点火口轴向密封法兰(35)通过紧固螺栓锁紧连接；
所述视镜口(28)包括设置在石墨筒体(2)上的视镜口贯通孔(36)，视镜口贯通孔(36)外侧的石墨筒体(2)上固定连接有视镜口管口座(37)，视镜口管口座(37)另一端固定连接有视镜口石墨接管(38)，视镜口石墨接管(38)向外延伸穿过金属筒体(4)，位于金属筒体(4)外侧的视镜口石墨接管(38)上由内至外依次套接有金属筒体加强环(33)、视镜口径向密封法兰(39)和视镜口轴向密封法兰(40)，视镜口石墨接管(38)外端面设置有视镜片(41)，视镜片(41)外端扣合设置有视镜片密封法兰(42)，视镜片密封法兰(42)中部设有圆孔，视镜口轴向密封法兰(40)的内环面与视镜口石墨接管(38)外壁上的斜台阶表面贴合，金属筒体加强环(33)与金属筒体(4)固定连接，金属筒体加强环(33)、视镜口径向密封法兰(39)、视镜口轴向密封法兰(40)和视镜片密封法兰(42)通过紧固螺栓锁紧连接；
所述炉门(29)包括有设置在石墨筒体(2)上的炉门贯通孔(43)，炉门贯通孔(43)外侧的石墨筒体(2)上固定连接有炉门管口座(44)，炉门管口座(44)另一端固定连接有炉门石墨接管(45)，炉门石墨接管(45)向外延伸穿过金属筒体(4)，位于金属筒体(4)外侧的炉门石墨接管(45)上由内至外依次套接有金属接管法兰(46)、炉门径向密封法兰(47)和炉门轴向密封法兰(48)，其中金属接管法兰(46)与金属筒体(4)固定连接，炉门石墨接管(45)的端面盖合有石墨衬钢炉门盖(49)，炉门轴向密封法兰(48)的内环面与炉门石墨接管(45)外壁上的斜台阶表面贴合，金属接管法兰(46)、炉门径向密封法兰(47)、炉门轴向密封法兰(48)和石墨衬钢炉门盖(49)通过紧固螺栓锁紧连接。
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