CN205191636U - Hcl合成装置富余氢气与天然气混烧系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及HCL合成装置富余氢气利用技术领域，公开了一种HCL合成装置富余氢气与天然气混烧系统,其包括，熔岩炉（21），与熔岩炉（21）还连通的天然气管路（24），还包括与熔岩炉（21）连通的HCl合成装置氢气总管路（22），在HCl合成装置氢气总管路上设置有压力调节阀（1）、流量调节阀（6）,从而达到回收氢气和降低天然气用量的目的,为企业提高效益、节能减排提供了有力的保障。
Description
技术领域
本实用新型涉及HCL合成装置富余氢气利用技术领域。
背景技术
对于氯碱工业中富余氢气的回收利用，目前主要是作为原料生产其他副产品，如盐酸，PVC，双氧水等。这种利用方法需要氯碱企业设置相应的下游生产设备，而且由于氢气易燃易爆的特性，其运输、管理、安全成本都极为高昂。
除了上述作为原料生产其他副产品的途径之外，还有可以将富余氢气作为燃料为氯碱工业反应过程提供能源。由于不纯氢气在混烧过程中易发生爆燃，所以工业生产中主要以富余氢气放空口加装氢气锅炉的方式对富余氢气进行利用。但是，此装置改进仍存在一定技术问题。第一，目前市场上的氢气锅炉主要为进口设备，价格高昂。第二，氢气锅炉所提供的温度较低，仅能用于蒸发水分，并不能为熔盐反应提供所需的热量。
实用新型内容
本实用新型提供了一种可以提高回收氢气回收利用率同时减少熔岩炉中天然气用量的的HCL合成装置富余氢气与天然气混烧系统。
本实用新型提供如下的技术方案：HCL合成装置富余氢气与天然气混烧系统其包括，熔岩炉，与熔岩炉还连通的天然气管路，还包括与熔岩炉连通的HCl合成装置氢气总管路，在HCl合成装置氢气总管路上设置有压力调节阀、流量调节阀，压力调节阀设定压力范围为75KPa至85KPa，保证了HCl合成装置氢气总管路在维持合成HCL所需压力的同时，能够释放富余氢气，并将氢气通入熔岩炉中；为熔岩炉中的反应提供燃料，同时，通过流量调节阀调节通入熔岩炉中氢气的流量，在确保固碱装置燃烧炉温度在410至450℃之间的前提下，使熔岩炉中的天然气与氢气的含量比例为1:3；其中，在HCl合成装置氢气总管路上压力调节阀与熔岩炉之间依次设置有收集单元、除水单元、调压单元，其中，收集单元包括第一阻火器，第一阻火器隔绝HCl合成装置氢气总管路与后续装置，防止氢气回火后燃烧或爆炸，除水单元包括顺次连接的第一排水罐、第二阻火器、第二排水罐，氢气通过除水装置时，由第一排水罐进行初次除水，再通过与第二阻火器连接的第二排水罐进行二次除水，此处的第二阻火器，是为了在除水的过程中保障整个装置的安全，调压单元包括顺次连接的流量计、减压阀和第三阻火器，所述流量调节阀与第二阻火器连接，流量调节阀可设置为“手动”、“自动”两种状态，根据流量计显示的数值调节氢气的流量，其开度范围为0%至100%，减压阀设定压力范围为5KPa至15KPa，降低了氢气的压力以满足通入熔岩炉中的固碱装置的条件，第三阻火器隔绝了减压阀与固熔岩炉中的固碱装置，防止燃烧固熔岩炉回火引爆管路内的氢气。
在第一排水罐与第一阻火器之间设置有第一氮气置换装置，该第一氮气置换装置包括依次连接的第一氮气置换器、手动阀、第一放空阀，第一氮气置换器与第一排水罐连接，手动阀与第一阻火器连接，本优选装置在开车之前，先将手动阀关闭，然后打开第一氮气置换器和第一放空阀，用不易燃烧的氮气作为保护气置换管路内的空气，防止氢气与过多氧气混合产生危险，当第一氮气置换器内气体的氧气含量经检验连续三次达到2%以下时，证明管路内气体已处于安全状态，不会发生爆炸或燃烧，此时，可关闭第一氮气置换器，将第一放空阀以1%开度/分钟的速率关闭，并打开手动阀，使氢气替换管路内的氮气。由于氮气与氢气不会发生爆炸或燃烧，可提高整个管路的安全性。在流量调节阀和第三阻火器之间设置有第二氮气置换装置，该第二氮气置换装置包括依次连接的第二氮气置换器、第二放空管，第二放空阀、切断阀，第二氮气置换器和第二放空管之间依次连接流量计、减压阀，第二放空管和切断阀之间连接第五阻火器，第一放空管安装在稳压阀上，在第二阻火器和流量调节阀之间依次设置有稳压阀、第四阻火器、第一放空管，系统开车前，开启第二氮气置换器和第二放空阀，向装置内输入氮气，使残余空气经第二放空管排空。当装置内当气体的氧气含量经检验连续三次达到2%以下时，证明装置内已处于安全状态。此时关闭第二氮气置换器和第二放空阀。当有氢气通过第二氮气置换装置时，先通过稳压阀稳定氢气的压力，将符合压力范围的氢气再通过减压阀降低至5KPa至15KPa之间，当氢气压力小于5KPa或者大于15KPa时，切断阀切断氢气通入熔岩炉的管路，将这一部分氢气通过第一放空管放空，如此可缓解减压阀的调压负荷，使通入固碱装置燃烧炉的氢气压力、流量更为稳定，而第四阻火器，防止装置内氢气混入空气发生危险，待氢气的压力满足通入熔岩炉的条件时，再开启切断阀，向熔岩炉内通入氢气，当切断阀切断管路后，开启第二氮气置换器和第二放空阀，向装置第二氮气置换器内输入氮气，使残余氢气经第二放空管排空，第一氮气置换装置和第二氮气置换装置的设置，使天然气与氢气的流量调节更为流畅，同时有效地控制通入燃烧炉内氢气的条件。
所述第一阻火器、第二阻火器、第三阻火器、第四阻火器、第五阻火器中至少有一个为具有除水功能的阻火器，使除水单元的除水能力进一步增强。
所述熔岩炉包括固碱装置和燃烧器，在燃烧器的鼓风机与切断阀间设置有安全电气联锁，鼓风机与切断阀同步运行，进一步加强对氢气安全的控制。
本实用新型所达到的有益效果为：
(1)改造成本简单，使用本方法只需将旧有设备用氢气处理装置相连接即可完成，降低了富余氢气利用过程中对其的运输、管理成本。
(2)更好的利用了HCl合成过程中的富余氢气，将它的应用范围拓展到了熔盐反应中。
(3)用清洁的富余氢气取代部分天然气，降低了熔盐反应的成本和污染。
附图说明
图1是本实用新型收集单元和除水单元的示意图。
图2是本实用新型调压单元的示意图。
图2中“流量调节阀”与图1中“稳压阀”的支路连接。
图中标记为：1-压力调节阀，2-第一阻火器，3-第一排水罐，4-第二阻火器，5-第二排水罐，6-流量调节阀，7-流量计，8-减压阀，9-第三阻火器，10-第一放空阀，11-手动阀，12-第一氮气置换器，13-稳压阀，14-第一放空管，15-第四阻火器，16-切断阀，17-第二氮气置换器，18-第二放空管，19-第五阻火器，20-第二放空阀，21-熔岩炉，22-HCl合成装置氢气总管路，23-鼓风机，24-天然气管路。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案、技术效果更加清晰，以下结合具体实施措施，对本实用新型进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施措施，其作用仅用于说明而非限定。
具体实施措施：
（1）开车检查：管线吹扫试漏试压是否合格，系统内阀门、控制系统调试是否正常，氮气、蒸汽是否已送入相应界区。
（2）氮气置换：先将手动阀关闭，打开第一氮气置换器和第一放空阀，用不易燃烧的氮气作为保护气置换管路内的空气，防止氢气与过多氧气混合产生危险。当装置内气体的氧气含量经检验连续三次达到2%以下时，证明管路内内已处于安全状态，此时可关闭第一氮气置换器，将第一放空阀以1%开度/分钟的速率关闭，并打开手动阀，使氢气替换第一氮气置换器内的氮气。
（2）收集除水：将压力自动调节阀压力值设定为85KPa，释放HCl合成装置总管路中的富余氢气。
（3）压力调节：先通过稳压阀对氢气的压力进行稳定，将压力值小于50KPa或大于70KPa的氢气通过第一放空管放空，氢气通过减压阀的压力为15KPa，氢气通过第三阻火器后，测得氢气水分含量为1%。
（4）通入氢气：固碱装置燃烧炉单独使用天然气作为供热燃料燃烧，将氢气流量控制阀设置为手动操作，并将其开度设为“0”。当固碱装置中60%碱进降膜管流量为7m3/h，汇集管液相温度为400℃，产品NaOH含量为98%时，此时通入氢气，并将氢气流量控制阀设置为自动操作，依靠控制程序对氢气流量进行控制。
（5）比例调节：将富余氢气通入燃烧炉后，在确保固碱装置燃烧炉温度在410至450℃之间的前提下，按照流量计测算的氢气流量数值的三分之一，确定天然气的流量，此过程中，氢气控制流量为0至2020m3/h，天然气控制流量为50至660m3/h。
（6）切断保护：切断阀设定切断条件为小于5KPa或者大于15KPa。当氢气不符合进入燃烧炉内进行燃烧的压力条件时，切断阀切断氢气的输入通道，不符合条件的氢气由第一放空管排空。待氢气满足条件时，再开启切断阀，向燃烧炉内通入合格氢气。固碱装置燃烧炉鼓风机与切断阀间设置安全电气联锁，当切断阀切断管路时，鼓风机停止运行，同时开启第二氮气置换器和第二放空阀，向装置内输入氮气，使残余氢气经第二放空管排空。待切断阀接通管路后，关闭第二氮气置换器和第二放空阀；当系统开车前，开启第二氮气置换器和第二放空阀，向装置内输入氮气，使残余空气经第二放空管排空。当装置内当气体的氧气含量经检验连续三次达到2%以下时，证明管路内气体已处于安全状态，此时关闭第二氮气置换器和第二放空阀。
Claims (4)
1.HCL合成装置富余氢气与天然气混烧系统,其包括，熔岩炉（21），与熔岩炉（21）还连通的天然气管路（24），其特征在于：还包括与熔岩炉（21）连通的HCl合成装置氢气总管路（22），在HCl合成装置氢气总管路上设置有压力调节阀（1）、流量调节阀（6）；
其中，在HCl合成装置氢气总管路上压力调节阀（1）与熔岩炉（21）之间依次设置有收集单元、除水单元、调压单元，其中，收集单元包括第一阻火器（2），除水单元包括顺次连接的第一排水罐（3）、第二阻火器（4）、第二排水罐（5），调压单元包括顺次连接的流量计（7）、减压阀（8）和第三阻火器（9），所述流量调节阀（6）与第二阻火器（4）连接。
2.根据权利要求1所述的HCL合成装置富余氢气与天然气混烧系统，其特征在于：在第一排水罐（3）与第一阻火器（2）之间设置有第一氮气置换装置，该第一氮气置换装置包括依次连接的第一氮气置换器（12）、手动阀（11）、第一放空阀（10），第一氮气置换器（12）与第一排水罐连接，手动阀（11）与第一阻火器连接；在流量调节阀（6）和第三阻火器（9）之间设置有第二氮气置换装置，该第二氮气置换装置包括依次连接的第二氮气置换器（17）、第二放空管（18），第二放空阀（20）、切断阀（16），第二氮气置换器（17）和第二放空管（18）之间依次连接流量计（7）、减压阀（8），第二放空管（18）和切断阀（16）之间连接第五阻火器（19），在第二阻火器（4）和流量调节阀（6）之间依次设置有稳压阀（13）、第四阻火器（15）、第一放空管（14）。
3.根据权利要求1或2所述的HCL合成装置富余氢气与天然气混烧系统，其特征在于：所述第一阻火器（2）、第二阻火器（4）、第三阻火器（9）、第四阻火器（15）、第五阻火器（19）中至少有一个为具有除水功能的阻火器。
4.根据权利要求1所述的HCL合成装置富余氢气与天然气混烧系统，其特征在于：所述熔岩炉（21）包括固碱装置和燃烧器，在燃烧器的鼓风机（23）与切断阀间设置有安全电气联锁。
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| CN112856824A (zh) * | 2021-01-20 | 2021-05-28 | 山东滨化东瑞化工有限责任公司 | 一种导热油炉天然气或氢气的点火及单混烧dcs控制方法 |
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