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两段取热型二合一合成炉的产汽率已达领先水平

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两段取热型二合一合成炉的产汽率已达领先水平

发布日期:2018-04-28 作者: 点击:

一、由防腐蚀协会聘请成达工程公司(原八院)、环球工程公司、江苏省氯碱协会、香港浸会大学研究院、东岳、梅兰、金岭、安邦、及久信石墨……等十一家企业的知名专家组成科技成果鉴定委员会,四月二十日在江苏理文化工应用现场考察、讨论、评定,得出了如下“鉴定意见”:

  1、该项目具有如下创新点:① 采用翅片式石墨炉筒和组合式折流板专利技术,强化了对高温HCl气的传热效率;两段(炉筒和换热块)取热技术保证了热能回收率(产汽率)得到新的突破;② 炉筒采用复合树脂浸渍、有效地提高了设备的耐热性和安全性;③ 设备结构紧凑,生产强度高。

  2、本项目经29个月连续运行,技术性能先进性如下:

   (1)产汽率平均达到0.824tSTA/tHCl,达到国际领先水平;

   (2)炉膛截面产能达75.2t/m2·d(折100%HCl),属国内先进水平;

   (3)副产蒸汽压力0.3MPa(G)下,生产正常、安全可靠。

   (4)节能减排效果明显,经济和社会效益良好。

    3、鉴定委员会认为本项目工艺成熟,技术先进,达到国内领先水平,可推广应用。”

    二、上述“产汽率国际领先”已得到与会氯碱行业专家、国内多家石墨设备制造厂的工程师的认同、以及江苏省科技查新咨询中心的确认:“国内外已见每生产1t HCl可副产<0.75t蒸汽的报导。”(其中0.75仅是专利申请书中数据而非实测值)。而更重要的是,这个性能的突破,是建立在多项创新性的自主专利技术和诀窍的基础上的:

    1、两段取热型副产蒸汽石墨合成炉专利(ZL201220097167.X)──将仅由炉筒段取热(德国及国产其它合成炉)或仅由石墨换热块段取热(法国炉)拓展为换热块与炉筒(石墨制或钢制)两段同时取热。集中了换热块段换(取)热面积大、传热壁厚小、和炉筒段燃气温度高、辐射热量大的两大优势组合一起利用,这是本型(SRL(Q)型)二合一炉产汽率得到突破的关键技术创新。

    2、翅片式合成炉筒专利(ZL200720042815.1)──将原先国内外石墨炉筒内、外壁均为圆筒形光壁改为纵向加环向的组合式翅片,加大了传热面积(翅片效率可达1.4以上)并增加了紊流效应而强化了传热,在有效降低炉筒壁温保护了炉筒的同时提高了取热率。

    3、组合折流板专利(ZL200920292175.9)──由于将原先国内外一片刚性折流板改为钢性加塑性组合折流板,有效切断了冷却水(或循环热水)折流过程中原有的短路通道,清除了传热死区,从而有效地提高了换热块段的传热效果,降低了换热块石墨材料的温度,这是本型炉炉膛直径小(表现为上述截面产能高)、炉膛高度低且去消了下点火合成炉中换热块中心烟囱
状的大空洞的技术基础之一,也是提高产汽率的有效技术保证。

    4、复合树脂的技术诀窍──已可使其浸渍石墨试块由室温扔进380℃马沸炉内而不爆裂,远超过普通的、或改性浸渍石墨的耐热性。这是山剑公司的产汽二合一炉产汽率高、炉膛直径小且高度低(理文用二合一炉石墨炉筒内径920可产HCl 50t/d,炉膛高度6735mm)、而产量(包括HCl产量及产汽率)高的根本技术保障。

    三、经济及社会效益良好

    1、理文化工合成盐酸生产系统(由二合一炉、闪蒸罐、降膜吸收器、尾气塔及配套设备构成)于2010年11月2日点炉,至2013年3月底连续运行29个月的统计,共产盐酸(折31%)89223t,副产0.3MPa左右蒸汽22792t,即产汽率平均0.824tSTA/tHCl。而且蒸汽产量一直以压力变送远传自控液位计计量闪蒸罐的补充水量,并多次经常熟市技术监督局检测以确保准确。

    连续运行29个月(至2013.5已31个月)停炉及维修率很低,主要是换石英灯管及初期使用钢衬防腐涂层的灯头座腐蚀损坏,后改为石墨灯头座后很少维修。而且系统通过DCS控制,设有35个温度、压力、液位等监测点,15个安全停炉连锁,因而确保了安全运行,从未发生炉内爆鸣、炉膛爆裂、超压、超温等问题,运行一直安全、稳定、可靠。合成炉产出HCl及系统产出盐酸质量、温度均符合要求,这除了自控系统先进,也得益于理文现场管理与控制的严谨。

    2、理文化工实用29个月的经济效益

    副产蒸汽22792t按120元/t计合增收273.5万元,减少冷却水循环量的节电、节水减支43.52万元,增加锅炉循环水泵、补水泵增电耗18.3万元,合计经济效益298.7万元。即装置运行9个月即回收投资。

    3、社会效益

    按理文化工实用29个月副产蒸汽22792吨,则相当于节标煤2074吨、减排CO2 5289吨。

    如果推广应用本型产汽二合一炉,仅按下述两个产品分析,其社会效益估计为:

    离子膜法烧碱2012年全国产量为2294万t,仅为调整精盐水PH值用盐酸需合成HCl 66.5万t。电石法聚氯乙烯去年全国产量981万t,需HCl700万t。两项合计需合成HCl766万t,即使按比国内现行先进指标提高产汽率0.1 tSTA/tHCl计,也可增产副产蒸汽76.6万t,相当节标煤7万t,减排CO2 17.8万t。何况现还有一些装置未改造或产汽(热水)能力较低。

    四、继续创新,并扩大应用范围

    扩大应用范围

    1、按鉴定会建议“提高副产蒸汽压力”,例如石墨炉筒时副产蒸汽压力到0.8MPa。并逐步完善产品系列化。

    2、两段取热技术不仅可应用于上述二合一炉,而且可扩大应用到三合一炉、四合一炉,并已分别获得专利授权(ZL201220363691.8和201220363690.3)。现行国内外产汽三合一、四合一炉除仅由炉筒一段取热外,还有下述缺陷:① 位于炉筒顶上的气液分离器的石墨底面和内侧面接触高温HCl气冲击而无冷却水冷却,不仅造成安全隐患,而且提高了出酸温度(即减小产量),② 石墨换热块段中心留有换热块外径一半左右的空洞形成烟囱状HCl通道,虽然减小了换热块底面的热冲击,但大大减小了石墨材料的利用率。新开发的两段取热型三合一、四合一炉完全克服了上述缺点,而且是在上述已完全成熟的两段取热二合一炉的基础上创新开发的,它们包含了上述二合一炉的全部技术优势,尤其是将仅由炉筒段取热延伸到炉筒与换热块两段取热,以及对进吸收段的HCl气进行换热块水冷,因此可以取得比原三合一炉、四合一炉更好的增效、节能减排效果,使其技术、性能包括节能效果达到国际领先水平。


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