CN211896034U - 一种氯化氢合成炉系统的氢气输送管路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种氯化氢合成炉系统的氢气输送管路，包括氢气缓冲罐、第一输送管道、换热器和第二输送管道，所述氢气缓冲罐的出气口通过所述第一输送管道与所述换热器连接，所述换热器通过所述第二输送管道与氯化氢合成炉连接，用于将所述氢气缓冲罐内的氢气经所述换热器升温后输送至所述氯化氢合成炉，使经所述换热器升温后的氢气中的水分无法达到饱和状态，所述第二输送管道上设有调节阀和流量计。本实用新型提供的氢气输送管路，利用氢气输送管路中的换热器为氢气升温，使氢气中的水分在氢气输送管路中无法达到饱和状态而冷凝析出，从而大大降低氢气因含水对氢气输送管路中流量计的影响，避免流量计出现显示失真现象。

Description

一种氯化氢合成炉系统的氢气输送管路

技术领域

本实用新型总体涉及化工生产技术领域，更具体地，涉及一种适用于高寒地区的氯化氢合成炉系统的氢气输送管路。

背景技术

青海盐湖海纳化工有限公司氯碱厂的氯化氢合成炉为正压式全自动点火石墨合成炉，该氯化氢合成炉主要利用离子膜法制烧碱电解工序出来的氢气和氯气，分别经过处理工序处理、压缩机加压、两级冷却后，经氯化氢合成炉系统的氢气、氯气输送管路输送至氯化氢合成炉，在合成炉灯头中以氢气与氯气为1.05～1.1：1的配比(理论值)进行燃烧，生成的氯化氢气体经冷却干燥处理后，送往下游工序制取氯乙烯或送往降膜吸收系统制备盐酸。

氯化氢合成炉系统采用分布式控制系统(DCS)实现工艺自动化，由于 DCS控制系统的安全联锁控制点较多，故对氯化氢合成炉系统中各类仪表的依赖性较强，如：氢气输送管路上的氢气流量计与氢气调节阀关联，氯气输送管路上的氯气流量计与氯气调节阀关联，氢气与氯气的配比控制程序会通过DCS控制系统自动调整调节阀开度以达到某一负荷下的预置流量值。但是，当流量计失真时，会形成错误配比，导致氯化氢合成炉中严重过氯或过氢，造成后系统爆炸的可能；当流量计波动较大时，调节阀来不及反应动作，氢气与氯气的配比大于1.4或小于0.9时，会联锁氯化氢合成炉跳停。

近年来，随着我国氯碱行业的不断发展壮大，氯化氢合成炉系统的自控水平不断提升，大大提升了安全性、解放了劳动力，但针对高寒地区的全自动化的氯化氢合成炉系统的运行并不理想，氢气流量计因氢气输送管路中氢气含水导致流量计波动，是影响安全平稳运行的主要制约因素。具体为：来自电解工序约80℃的氢气中含有大量的碱雾及水汽，到氢气处理工序经水洗塔除去碱雾，再进入氢气压缩机将氢气压力升至300KPa左右，再经过循环水、7℃冷冻水两级冷却至10℃左右，最后通过氢气输送管路送至氯化氢合成炉。氢气输送管路上设有氢气缓冲罐、切断阀、压力变送器、温度变送器、调节阀、流量计等，10℃左右的氢气中带有大量的饱和水蒸汽，经过氢气输送管路上的仪表、阀门及管道时容易冷凝析出，尤其是在高海拔及昼夜温差较大地区，大量析出的冷凝水会附着在流量计上，由于该流量计常为孔板流量计，大量析出的冷凝水会附着在孔板流量计的引压管路上影响压差，导致流量计显示失真，进而导致氯化氢合成炉中严重过氯或过氢，严重影响高寒地区氯化氢合成炉的安全生产。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种氯化氢合成炉系统的氢气输送管路，以解决在高海拔及昼夜温差较大地区，氢气中的饱和水蒸汽在氢气输送管路中冷凝析出造成氢气流量计显示失真的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种氯化氢合成炉系统的氢气输送管路，包括氢气缓冲罐、第一输送管道、换热器和第二输送管道，所述氢气缓冲罐上设有进气口和出气口，所述氢气缓冲罐的进气口与氢气源管路连接，用于向所述氢气缓冲罐内输入低温氢气；所述氢气缓冲罐的出气口通过所述第一输送管道与所述换热器连接，所述换热器通过所述第二输送管道与氯化氢合成炉连接，用于将所述氢气缓冲罐内的氢气经所述换热器升温后输送至所述氯化氢合成炉，使经所述换热器升温后的氢气中的水分无法达到饱和状态；所述第二输送管道上设有调节阀和流量计，所述流量计位于所述调节阀和氯化氢合成炉之间，所述调节阀和流量计均与DCS控制系统连接。

优选地，所述氢气缓冲罐的进气口和出气口上均安装有止回阀。

优选地，所述氢气缓冲罐上还设有第一温度变送器、第一压力变送器、通大气口和排净口。

优选地，所述第二输送管道上设有第二温度变送器和第二压力变送器。

优选地，所述第二输送管道上设有阻火器、切断阀。

优选地，所述氢气缓冲罐内的氢气温度为7～13℃，经所述换热器升温后的氢气温度达到60～70℃。

优选地，所述换热器为板式换热器，所述换热器的热媒为蒸汽，冷媒为氢气。

优选地，所述换热器包括热媒进口、热媒出口、冷媒进口和冷媒出口，所述热媒进口与蒸汽引入管连接，所述热媒出口与蒸汽冷凝水回收管连接，所述冷媒进口与所述第一输送管道连接，所述冷媒进口与所述第二输送管道连接。

优选地，所述蒸汽引入管和蒸汽冷凝水回收管上设有截止阀。

相对于现有技术，本实用新型提供的一种氯化氢合成炉系统的氢气输送管路，具有以下优势：利用氢气输送管路中的换热器为氢气升温，使氢气中的水分在氢气输送管路中无法达到饱和状态而冷凝析出，有效降低氢气中水分的液态存在，从而大大降低氢气因含水对氢气输送管路中流量计的影响，避免流量计出现显示失真现象。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种氯化氢合成炉系统的氢气输送管路的结构示意图。

附图标记：

1-氢气缓冲罐， 2-第一输送管道，

3-换热器， 4-第二输送管道，

5-氢气源管路， 6-氯化氢合成炉，

11-进气口， 12-出气口，

13-通大气口， 14-排净口，

15-人孔，

71-调节阀， 72-止回阀，

73-切断阀， 74-截止阀，

81-流量计， 82-第一温度变送器，

83-第一压力变送器， 84-第二温度变送器，

85-第二压力变送器， 9-阻火器，

31-热媒进口， 32-热媒出口，

33-冷媒进口， 34-冷媒出口，

35-蒸汽引入管， 36-蒸汽冷凝水回收管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，参考标号是指本实用新型中的组件、技术，以便本实用新型的优点和特征在适合的环境下实现能更易于被理解。下面的描述是对本实用新型权利要求的具体化，并且与权利要求相关的其它没有明确说明的具体实现也属于权利要求的范围。

图1示出了本实用新型提供的一种氯化氢合成炉系统的氢气输送管路的结构示意图。

如图1所示，该氢气输送管路，包括氢气缓冲罐1、第一输送管道2、换热器3和第二输送管道4，所述氢气缓冲罐1上设有进气口11和出气口12，所述氢气缓冲罐1的进气口11与氢气源管路5连接，用于向所述氢气缓冲罐 1内输入低温氢气；所述氢气缓冲罐1的出气口12通过所述第一输送管道2 与所述换热器3连接，所述换热器3通过所述第二输送管道4与氯化氢合成炉6连接，用于将所述氢气缓冲罐1内的氢气经所述换热器3升温后输送至所述氯化氢合成炉，使经所述换热器3升温后的氢气中的水分无法达到饱和状态。

所述第二输送管道4上设有调节阀71和流量计81，所述流量计81位于所述调节阀71和氯化氢合成炉6之间，所述调节阀71和流量计81均与DCS 控制系统连接。DCS控制系统根据流量计81上显示的流量控制调节阀71的开度，从而达到精确控制氢气输送管路中氢气流量的目的。

上述中，氢气源管路5中的氢气是指从离子膜法制烧碱电解工序出来的 80℃的含有大量的碱雾及水汽的氢气到氢气处理工序经水洗塔除去碱雾，再进入氢气压缩机将氢气压力升至300KPa左右，再经过循环水、7℃冷冻水两级冷却至10℃左右后的低温氢气。氢气源管路5将10℃左右的低温氢气输入氢气缓冲罐1内进行缓冲降压处理，这是氢气缓冲罐1内的氢气温度在7～13 ℃之间。

本实用新型中，将换热器3增加至氢气缓冲罐1的出气口12与氯化氢合成炉之间，利用氢气输送管路中的换热器为氢气升温，使氢气中的水分在氢气输送管路中无法达到饱和状态而冷凝析出，有效降低氢气中水分的液态存在，从而大大降低氢气因含水对氢气输送管路中流量计的影响，避免流量计出现显示失真现象。

所述氢气缓冲罐1的进气口11和出气口12上均安装有止回阀72，以防止氢气回流。

所述氢气缓冲罐1上还设有第一温度变送器82、第一压力变送器83、通大气口13和排净口14。温度变送器是将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表，主要用于工业过程温度参数的测量和控制。压力变送器用于测量液体、气体或蒸汽的压力，然后将压力信号转变成4-20mADC信号输出。通大气口13用于排气，排净口14用于将氢气缓冲罐1内的残留水排净，多用于检修，顶部的人孔15用于人工检修。

所述第二输送管道4上设有第二温度变送器84和第二压力变送器85。

所述第二输送管道4上设有阻火器9、切断阀73。阻火器是用来阻止易燃气体、液体的火焰蔓延或回火而引起爆炸的安全装置，在第二输送管道4 上安装阻火器能够避免回火而造成氢气爆炸。

氢气缓冲罐1内的氢气温度为7～13℃，经所述换热器3升温后的氢气温度达到60～70℃。

所述换热器3为板式换热器，可以为不锈钢材质的板式换热器，所述换热器3的热媒为蒸汽，冷媒为氢气。如利用装置区内0.4MPa的低压蒸汽将氢气温度由7～13℃升高到60-70℃。

所述换热器3包括热媒进口31、热媒出口32、冷媒进口33和冷媒出口 34，所述热媒进口31与蒸汽引入管35连接，所述热媒出口32与蒸汽冷凝水回收管36连接，所述冷媒进口33与所述第一输送管道2连接，所述冷媒出口34与所述第二输送管道4连接。氢气通过第一输送管道2从冷媒进口33 进入换热器3，经过换热升温后，从冷媒出口34通过第二输送管道4输送至氯化氢合成炉。作为热媒的蒸汽通过蒸汽引入管35从热媒进口31进入换热器3，与进入换热器3的氢气进行热交换后，从热媒出口32通过蒸汽冷凝水回收管36输出至回收池。

所述蒸汽引入管35可以为碳钢材质DN100管径；所述蒸汽冷凝水回收管36可以为碳钢材质DN80管径；所述蒸汽引入管35和蒸汽冷凝水回收管 36上均设有截止阀74。

应该注意的是，上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

Claims (9)

1.一种氯化氢合成炉系统的氢气输送管路，其特征在于，包括氢气缓冲罐(1)、第一输送管道(2)、换热器(3)和第二输送管道(4)，

所述氢气缓冲罐(1)上设有进气口(11)和出气口(12)，所述氢气缓冲罐(1)的进气口(11)与氢气源管路(5)连接，用于向所述氢气缓冲罐(1)内输入低温氢气；

所述氢气缓冲罐(1)的出气口(12)通过所述第一输送管道(2)与所述换热器(3)连接，所述换热器(3)通过所述第二输送管道(4)与氯化氢合成炉(6)连接，用于将所述氢气缓冲罐(1)内的氢气经所述换热器(3)升温后输送至所述氯化氢合成炉(6)，使经所述换热器(3)升温后的氢气中的水分无法达到饱和状态；

所述第二输送管道(4)上设有调节阀(71)和流量计(81)，所述流量计(81)位于所述调节阀(71)和氯化氢合成炉(6)之间，所述调节阀(71)和流量计(81)均与DCS控制系统连接。

2.根据权利要求1所述的氢气输送管路，其特征在于，所述氢气缓冲罐(1)的进气口(11)和出气口(12)上均安装有止回阀(72)。

3.根据权利要求2所述的氢气输送管路，其特征在于，所述氢气缓冲罐(1)上还设有第一温度变送器(82)、第一压力变送器(83)、通大气口(13)和排净口(14)。

4.根据权利要求1所述的氢气输送管路，其特征在于，所述第二输送管道(4)上设有第二温度变送器(84)和第二压力变送器(85)。

5.根据权利要求4所述的氢气输送管路，其特征在于，所述第二输送管道(4)上设有阻火器(9)、切断阀(73)。

6.根据权利要求1所述的氢气输送管路，其特征在于，所述氢气缓冲罐(1)内的氢气温度为7～13℃，经所述换热器(3)升温后的氢气温度达到60～70℃。

7.根据权利要求6所述的氢气输送管路，其特征在于，所述换热器(3)为板式换热器，所述换热器(3)的热媒为蒸汽，冷媒为氢气。

8.根据权利要求7所述的氢气输送管路，其特征在于，所述换热器(3)包括热媒进口(31)、热媒出口(32)、冷媒进口(33)和冷媒出口(34)，所述热媒进口(31)与蒸汽引入管(35)连接，所述热媒出口(32)与蒸汽冷凝水回收管(36)连接，所述冷媒进口(33)与所述第一输送管道(2)连接，所述冷媒出口(34)与所述第二输送管道(4)连接。

9.根据权利要求8所述的氢气输送管路，其特征在于，所述蒸汽引入管(35)和蒸汽冷凝水回收管(36)上设有截止阀(74)。

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