一种氯化氢合成炉副产蒸汽装置

技术领域

本发明属于化工设备领域，尤其涉及一种氯化氢合成炉副产蒸汽装置。

背景技术

氯气与氢气反应生成氯化氢时伴随释放出大量反应热。

氯气与氢气在合成炉内以燃烧形式反应生成氯化氢，火焰中心区温度达到2500℃以上，生成的氯化氢气体温度在2000℃以上，这些热量相当可观，完全可以用来副产蒸汽。

对于氯化氢合成中的热能利用，国内主要有二种方法：

一种是使用钢制水夹套氯化氢合成炉副产热水；

另一种是使用石墨制的氯化氢合成炉副产热水或蒸汽。

在现实的生产过程中，发现氯化氢合成产生的热量利用率不高，造成热量的浪费。如公开号为CN207158784U的专利文件中公开了一种副产蒸汽氯化氢合成炉，包括副产蒸汽氯化氢合成炉，所述副产蒸汽氯化氢合成炉的主体结构自下而上分为合成燃烧段、水冷壁蒸汽发生段和氯化氢冷却段，所述氯化氢冷却段上端的出口处安装有氯化氢干燥腔，所述氯化氢干燥腔设为内腔和外腔，所述外腔通过管道与换热气出口相连接。

上述方案中虽然具有水冷壁蒸汽发生段和氯化氢冷却段，但是该装置未能充分利用放热更大的燃烧阶段的热量；该装置在其水冷壁蒸汽发生段虽然设置了水冷壁和环形集箱来收集过热氯化氢蒸汽的热量，但是现有技术中主要通过流动的冷水来带走合成炉的热量，以产生副产蒸汽，但是由于合成炉的温度较高，夹套中的水会发生汽化的现象，导致夹套中的软水变少，需要不断的手动调节软水的供应速度，使用不够方便，不利于设备的可靠运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氯化氢合成炉副产蒸汽装置，旨在解决上述背景技术中所提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案。

一种氯化氢合成炉副产蒸汽装置，所述装置包括具有从下到上依次设置的燃烧段、蒸发段和冷却段；

所述蒸发段上设置有夹套，所述夹套的顶部通过蒸汽连通管与汽包相连，所述夹套的一侧壁上还设置有与所述夹套相通的供水机构；

所述供水机构包括固定设置在所述夹套一侧外壁上的软水供给箱，所述软水供给箱顶部与所述汽包之间通过第一导管相通；

所述装置还包括用于向所述汽包加入软水的注水组件，所述注水组件包括软水罐，所述软水罐顶部具有软水加入口，软水加入口接入软水供水系统，以便于为整个副产蒸汽装置补充软水；

所述软水罐底部还通过第二导管与所述汽包相通，所述第二导管上设置有泵体，启动泵体的时候，软水罐内软水通过第二导管补充加入到汽包内；

所述汽包顶部还具有蒸汽输出管；

所述软水供给箱与所述软水罐之间通过循环管相连，所述循环管上具有流速控制阀。

在本发明提供的一个实施例中，所述燃烧段上具有冷却夹层，所述燃烧段的一侧底部具有与所述夹层相通的冷却进水管，所述燃烧段的另一侧顶部具有与所述夹层相通的冷却出水管，通过冷却进水管向所述夹层内注水，以对石墨炉胆进行冷却，冷却水吸收热量后从冷却出水管流出；

所述合成炉主体底部还具有与所述燃烧段相连接的燃烧器，所述燃烧器包括氢气进口、氯气进口和空气进口；

所述冷却段顶部具有排气口，以使冷却后的气体排出。

在本发明提供的一个实施例中，所述软水供给箱内具有流动腔和供水腔，所述流动腔顶部与所述供水腔顶部通过顶腔相通，所述顶腔内具有布水组件，所述汽包底部引出的第一导管与所述布水组件相连。

在本发明提供的一个实施例中，所述供水腔底部与所述夹套底部之间通过软水进管相通，使得夹套内腔与供水腔之间形成连通器，使得夹套内的液位与供水腔内的液位相等。

在本发明提供的一个实施例中，所述流动腔底部与所述供水腔底部之间通过连通口相通，所述连通口上具有通断阀，所述通断阀包括与所述连通口相配合的堵板，所述堵板上通过支杆连接设置有第二浮球，所述第二浮球位于所述供水腔内，当供水腔的水位高于第二浮球时，浮起的第二浮球拉动堵板上移，以对连通口进行封堵。

在本发明提供的一个实施例中，所述供水腔内还设置有浮动件，所述浮动件与所述流速控制阀联动；

所述流速控制阀包括固定设置在软水供给箱外壁上的阀座，所述阀座内升降式设置有滑块，所述循环管贯穿于阀座设置；所述滑块上设置有伸入到循环管内的阀板，通过调整滑块在阀座内的位置，以推动阀板移动，使得阀板对循环管的截流面积的调节，以实现对循环管流速的控制。

在本发明提供的一个实施例中，所述浮动件包括位于供水腔内的第一浮球，所述第一浮球在供水腔内沿导轨槽进行竖直方向上的位移，所述导轨槽设置在供水腔内壁上；

所述第一浮球与所述滑块之间通过联动件连接。

在本发明提供的一个实施例中，所述联动件包括竖直设置的齿条，所述齿条底端与所述第一浮球连接；所述联动件还包括转动架设在软水供给箱上方的齿环和转盘，所述齿环与所述转盘之间同轴固定连接，当齿环转动时，带动转盘旋转。

在本发明提供的一个实施例中，所述联动件还包括推拉杆，所述推拉杆底端与所述滑块连接，所述推拉杆顶端安装有升降套板，所述转盘的一侧固定安装有导柱，当转盘旋转时，导柱做圆周运动；所述升降套板滑动套设于所述导柱上，当导柱做圆周运动时，推动升降套板在竖直方向上产生位移，即进一步带动滑块在阀座内产生位移，以调整循环管内水的流速。

在本发明提供的一个实施例中，所述布水组件包括转动设于所述顶腔内的布气盘，所述布气盘的一侧设置有布水口，位于所述布气盘上方的软水供给箱内腔为布水腔，所述第一导管延伸至所述布水腔内；所述布水组件还包括用于驱动所述布气盘旋转的伺服电机，所述伺服电机的输出轴上安装有驱动齿轮，所述布气盘上同轴固定设置有旋转套，所述旋转套上安装有与所述驱动齿轮相啮合的从动齿轮，在启动伺服电机时，可带动旋转套旋转。

与现有技术相比，本发明提供的副产蒸汽装置通过向流动腔内加入水，并使得流动腔内部分水溢出至供水腔内，以实现对供水腔内进行补水的效果，避免因软水供水系统出现问题，而导致夹套内快速缺水的问题，此时可通过流动腔内的水进行临时补充至供水腔内，来维系该副产蒸汽装置使用更久；而且本发明还可以实时根据供水腔内的水位高度，自动调整流速控制阀的流速大小，自动调节流动腔向供水腔内溢出供水的速率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1为一种氯化氢合成炉副产蒸汽装置的结构示意图；

图2为一种氯化氢合成炉副产蒸汽装置中软水供给箱的内部结构示意图；

图3为图2中A处的局部放大结构示意图；

图4为本发明提供的流速控制阀的结构示意图；

图5为本发明提供的浮动件的结构示意图；

图6为本发明提供的联动件的主视图；

图7为本发明提供的齿条与旋转套的配合示意图。

在图1-图7中：100、合成炉主体；101、燃烧段；1011、冷却进水管；1012、冷却出水管；102、蒸发段；103、冷却段；1031、排气口；200、夹套；201、蒸汽连通管；202、软水进管；300、燃烧器；301、氢气进口；302、氯气进口；303、空气进口；400、汽包；401、蒸汽输出管；402、第一导管；403、第二导管；404、泵体；500、软水罐；501、软水加入口；502、循环管；600、软水供给箱；601、流动腔；602、供水腔；6021、第一浮球；6022、导轨槽；603、布水腔；604、连通口；605、堵板；606、支杆；607、气压平衡孔；608、第二浮球；700、阀座；701、推拉杆；702、滑块；703、阀板；800、联动件；801、齿环；802、转盘；803、齿条；804、升降套板；805、导柱；900、布气盘；901、布水口；902、伺服电机；903、旋转套；904、从动齿轮；905、驱动齿轮。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

如图1所示，在本发明提供的一个实施例中，一种氯化氢合成炉副产蒸汽装置，所述装置包括具有从下到上依次设置的燃烧段101、蒸发段102和冷却段103；所述燃烧段101上具有冷却夹层，所述燃烧段101的一侧底部具有与所述夹层相通的冷却进水管1011，所述燃烧段101的另一侧顶部具有与所述夹层相通的冷却出水管1012，通过冷却进水管1011向所述夹层内注水，以对石墨炉胆进行冷却，冷却水吸收热量后从冷却出水管1012流出。

进一步的，在本发明实施例中，所述合成炉主体100底部还具有与所述燃烧段101相连接的燃烧器300，所述燃烧器300包括氢气进口301、氯气进口302和空气进口303。

进一步的，在本发明实施例中，所述冷却段103顶部具有排气口1031，以使冷却后的气体排出。

进一步的，如图1和图2所示，在本发明实施例中，所述蒸发段102上设置有夹套200，所述夹套200的顶部通过蒸汽连通管201与汽包400相连，所述夹套200的一侧壁上还设置有与所述夹套200相通的供水机构。

具体的，在本发明实施例中，所述供水机构包括固定设置在所述夹套200一侧外壁上的软水供给箱600，所述软水供给箱600顶部与所述汽包400之间通过第一导管402相通。

进一步的，在本发明实施例中，所述装置还包括用于向所述汽包400加入软水的注水组件，所述注水组件包括软水罐500，所述软水罐500顶部具有软水加入口501，软水加入口501接入软水供水系统，以便于为整个副产蒸汽装置补充软水。

进一步的，所述软水罐500底部还通过第二导管403与所述汽包400相通，所述第二导管403上设置有泵体404，启动泵体404的时候，软水罐500内软水通过第二导管403补充加入到汽包400内。

进一步的，所述汽包400顶部还具有蒸汽输出管401。

进一步的，在本发明实施例中，所述软水供给箱600与所述软水罐500之间通过循环管502相连，所述循环管502上具有流速控制阀。

请继续参阅图1-图4，在本发明实施例中，所述软水供给箱600内具有流动腔601和供水腔602，所述流动腔601顶部与所述供水腔602顶部通过顶腔相通，所述顶腔内具有布水组件，所述汽包400底部引出的第一导管402与所述布水组件相连。

进一步的，在本发明实施例中，所述供水腔602底部与所述夹套200底部之间通过软水进管202相通，使得夹套200内腔与供水腔602之间形成连通器，使得夹套200内的液位与供水腔602内的液位相等。

进一步的，在本发明实施例中，所述流动腔601底部与所述供水腔602底部之间通过连通口604相通，所述连通口604上具有通断阀，所述通断阀包括与所述连通口604相配合的堵板605，所述堵板605上通过支杆606连接设置有第二浮球608，所述第二浮球608位于所述供水腔602内，当供水腔602的水位高于第二浮球608时，浮起的第二浮球608拉动堵板605上移，以对连通口604进行封堵。

进一步的，在本发明实施例中，所述供水腔602内还设置有浮动件，所述浮动件与所述流速控制阀联动。

进一步的，如图4所示，在本发明实施例中，所述流速控制阀包括固定设置在软水供给箱600外壁上的阀座700，所述阀座700内升降式设置有滑块702，所述循环管502贯穿于阀座700设置；所述滑块702上设置有伸入到循环管502内的阀板703，通过调整滑块702在阀座700内的位置，以推动阀板703移动，使得阀板703对循环管502的截流面积的调节，以实现对循环管502流速的控制。

具体的，在本发明提供的优选实施方式中，所述浮动件包括位于供水腔602内的第一浮球6021，所述第一浮球6021在供水腔602内沿导轨槽6022进行竖直方向上的位移，所述导轨槽6022设置在供水腔602内壁上。

进一步的，在本发明实施例中，所述第一浮球6021与所述滑块702之间通过联动件800连接。

具体的，如图1、图2、图3和图5所示，在本发明实施例中，所述联动件800包括竖直设置的齿条803，所述齿条803底端与所述第一浮球6021连接；所述联动件800还包括转动架设在软水供给箱600上方的齿环801和转盘802，所述齿环801与所述转盘802之间同轴固定连接，当齿环801转动时，带动转盘802旋转。

进一步的，如图2和图6所示，所述联动件800还包括推拉杆701，所述推拉杆701底端与所述滑块702连接，所述推拉杆701顶端安装有升降套板804，所述转盘802的一侧固定安装有导柱805，当转盘802旋转时，导柱805做圆周运动；所述升降套板804滑动套设于所述导柱805上，当导柱805做圆周运动时，推动升降套板804在竖直方向上产生位移，即进一步带动滑块702在阀座700内产生位移，以调整循环管502内水的流速。

本发明提供的副产蒸汽装置的实现中，起初供水腔602内没有水时，在第一浮球6021自身重力的作用下，使得齿环801发生转动，进而使得转盘802旋转，这样可以在推拉杆701的联动作用下，将滑块702在阀座700下压，以对循环管502进行封堵；然后，软水加入口501接入软水供水系统，使得软水通过进入软水罐500内，且利用同步运行的泵体404，使得软水罐500内的软水持续加入到汽包400内，本发明中的第一导管402为下降管，汽包400内的软水通过第一导管402循环进入到软水供给箱600内，本发明通过布水组件，使得通过第一导管402进入到软水供给箱600内的软水先补充到供水腔602内，此时，由于设置的通断阀，使得流动腔601内也存有软水，待供水腔602内水漫过第二浮球608之后，通断阀关闭，然后继续调整布水组件，使得通过第一导管402引入的软水加入到流动腔601内，随着流动腔601内水满后，使得流动腔601内的软水不断溢出至通过顶腔进入到供水腔602内，随着供水腔602内水位的增高，流速控制阀逐渐打开；使得流动腔601内的水一部分继续溢出至进入供水腔602内，一部分通过循环管502进入到软水罐500内，并循环送至汽包400内。

此时同步运转的合成炉主体100，使得夹套200内的水不断蒸发，形成蒸汽，蒸汽通过蒸汽连通管201进入到汽包400内进行分离。

进一步的，当夹套200内水位下降到预警水位时，下移的第一浮球6021使得流速控制阀的流速降低，使得流动腔601内的水更多的进入到供水腔602内，当供水腔602内的水继续持续下降至低于第二浮球608时，则此时，通断阀导通，流动腔601与供水腔602之间形成连通器，使得流动腔601内的水快速进入到供水腔602内，以对供水腔602进行及时且快速的布水，避免因软水供水系统短暂停止供水时影响该副产蒸汽装置的继续运行，给予工作人员以充足时间去发现缺水问题，避免因缺水导致的合成炉主体100的烧坏。

可以理解的是，本发明通过向流动腔601内加入水，并使得流动腔601内部分水溢出至供水腔602内，以实现对供水腔602内进行补水的效果，避免因软水供水系统出现问题，而导致夹套200内快速缺水的问题，此时可通过流动腔601内的水进行临时补充至供水腔602内，来维系该副产蒸汽装置使用更久；而且本发明还可以实时根据供水腔602内的水位高度，自动调整流速控制阀的流速大小，自动调节流动腔601向供水腔602内溢出供水的速率。

进一步的，如图1-图3所示，在本发明实施例中，所述布水组件包括转动设于所述顶腔内的布气盘900，所述布气盘900的一侧设置有布水口901，位于所述布气盘900上方的软水供给箱600内腔为布水腔603，所述第一导管402延伸至所述布水腔603内。

进一步的，在本发明实施例中，所述布水组件还包括用于驱动所述布气盘900旋转的伺服电机902，所述伺服电机902的输出轴上安装有驱动齿轮905，所述布气盘900上同轴固定设置有旋转套903，所述旋转套903上安装有与所述驱动齿轮905相啮合的从动齿轮904，在启动伺服电机902时，可带动旋转套903旋转。

进一步的，如图7所示，在本发明提供的优选实施例中，所述齿条803同轴贯穿于旋转套903内。

进一步的，在本发明提供的优选实施方式中，所述软水供给箱600顶部还具有与所述顶腔相通的气压平衡孔607。

以上各方案均只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本发明时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。