本實(shí)用新型屬于化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種副產(chǎn)蒸汽的氯化氫合成系統(tǒng)，尤其是一種鋼制爐筒副產(chǎn)蒸汽的氯化氫合成系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

氯氣與氫氣在合成爐內(nèi)以燃燒形式反應(yīng)生成氯化氫時(shí)會(huì)伴隨釋放出大量的反應(yīng)熱，一般情況下，都是使用循環(huán)水將這些熱量帶走，大大造成了能源的浪費(fèi)，不利于生產(chǎn)的節(jié)約。因此，將上述熱量回收對(duì)節(jié)能減排、提高經(jīng)濟(jì)效益具有非常重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型提出了一種副產(chǎn)蒸汽的氯化氫合成系統(tǒng)，在合成氯化氫的同時(shí)可以利用反應(yīng)熱副產(chǎn)蒸汽，大大節(jié)約了能源，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

本實(shí)用新型主要采用以下技術(shù)方案：一種副產(chǎn)蒸汽的氯化氫合成系統(tǒng)，包括氯化氫合成爐，氯化氫合成爐自下而上依次由石墨合成段、蒸汽發(fā)生段和石墨冷卻段組成，蒸汽發(fā)生段上端部設(shè)置上端環(huán)形集水箱，下端部設(shè)置下端環(huán)形集水箱，所述的合成系統(tǒng)還包括與氯化氫合成爐連接的蒸發(fā)室；所述的蒸汽發(fā)生段包含有外上升管和內(nèi)上升管；外上升管和內(nèi)上升管的上端均與上端環(huán)形集水箱連通，外上升管和內(nèi)上升管的下端均與下端環(huán)形集水箱連通。

所述的蒸發(fā)室上部通過爐外上升管與上端環(huán)形集水箱連通；所述的蒸發(fā)室底部通過爐外下降管與下端環(huán)形集水箱連通。

具體工作時(shí)，氫氣和氯氣在石墨合成段中反應(yīng)生成氯化氫氣體，石墨合成段有冷卻介質(zhì)出入口，對(duì)其實(shí)現(xiàn)冷卻。從石墨合成段冷卻后的氯化氫氣體進(jìn)入蒸汽發(fā)生段，將熱量傳給蒸汽發(fā)生段筒壁內(nèi)的水，水吸收了氯化氫氣體的反應(yīng)熱后在內(nèi)、外上升管內(nèi)上升，經(jīng)上端環(huán)形集水箱匯集后通過爐外上升管進(jìn)入蒸發(fā)室，部分水汽化成蒸汽后經(jīng)蒸汽出口排出，其余的水通過爐外下降管進(jìn)入下端環(huán)形集水箱，再次進(jìn)入蒸汽發(fā)生段筒壁內(nèi)，水在蒸發(fā)室與蒸汽發(fā)生段之間依靠密度差不斷完成自循環(huán)。循環(huán)水在吸收熱量產(chǎn)生蒸汽的同時(shí)也將高溫氯化氫氣體冷卻下來，經(jīng)過初步冷卻的氯化氫氣體繼續(xù)上升，到達(dá)石墨冷卻段，石墨冷卻段有冷卻介質(zhì)出入口，對(duì)其實(shí)現(xiàn)冷卻，經(jīng)冷卻后的氯化氫氣體以低于50℃的溫度由石墨冷卻段下部的氯化氫氣體出口送出。

所述的外上升管為鋼制水冷壁結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述的內(nèi)上升管分為下部、中部和上部，下部以5～15°的傾斜角度上升，上部以45°的傾斜角度接入上端環(huán)形集水箱，下部和中部之間以及中部和上部之間通過合適的弧度進(jìn)行連接即可。這樣的設(shè)計(jì)角度能夠減小阻力，防止管內(nèi)汽化，由于內(nèi)上升管更接近高溫區(qū)，有利于傳熱，可以提高熱效率。

本實(shí)用新型中，內(nèi)上升管和外上升管在蒸汽發(fā)生段內(nèi)均呈圓周分布，內(nèi)上升管的圓周分布直徑為外上升管圓周分布直徑的0.6-0.8倍，避免了內(nèi)上升管過于接近設(shè)備中心導(dǎo)致溫度過高，致使管內(nèi)汽化。

由于內(nèi)外上升管外側(cè)溫度差較大，在內(nèi)上升管中部設(shè)置有膨脹結(jié)構(gòu)，可以防止不同溫差造成的不同應(yīng)力分布，能夠消除結(jié)構(gòu)應(yīng)力及溫差應(yīng)力。

蒸發(fā)室內(nèi)設(shè)有蒸汽出口和鍋爐水補(bǔ)充管路，實(shí)現(xiàn)蒸汽的后續(xù)利用以及鍋爐水的及時(shí)補(bǔ)充。

綜上所述，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，在合成氯化氫的同時(shí)，充分利用了反應(yīng)熱，副產(chǎn)中高壓蒸汽，大大節(jié)約了能源，提高了經(jīng)濟(jì)效益，可以廣泛推廣和使用。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1為石墨合成段，1-1為冷卻介質(zhì)入口，1-2為冷卻介質(zhì)出口；2為蒸汽發(fā)生段，2-1為上端環(huán)形集水箱，2-2為下端環(huán)形集水箱，2-3為外上升管，2-4為內(nèi)上升管，2-5為膨脹結(jié)構(gòu)；3為石墨冷卻段，3-1為冷卻介質(zhì)入口，3-2為冷卻介質(zhì)出口，3-3氯化氫氣體出口；4為蒸發(fā)室，4-1為爐外上升管，4-2為爐外下降管，4-3為蒸汽出口，4-4為鍋爐水補(bǔ)充管路。

圖2為蒸汽發(fā)生段的內(nèi)、外上升管的分布結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

一種副產(chǎn)蒸汽的氯化氫合成系統(tǒng)，包括氯化氫合成爐，氯化氫合成爐自下而上依次由石墨合成段1、蒸汽發(fā)生段2和石墨冷卻段3組成，蒸汽發(fā)生段2上端部設(shè)置上端環(huán)形集水箱2-1，下端部設(shè)置下端環(huán)形集水箱2-2，所述的合成系統(tǒng)還包括與氯化氫合成爐連接的蒸發(fā)室4；所述的蒸汽發(fā)生段2包含有外上升管2-3和內(nèi)上升管2-4；外上升管2-3和內(nèi)上升管2-4的上端均與上端環(huán)形集水箱2-1連通，外上升管2-3和內(nèi)上升管2-4的下端均與下端環(huán)形集水箱2-2連通。

所述的蒸發(fā)室4上部通過爐外上升管4-1與上端環(huán)形集水箱2-1連通；所述的蒸發(fā)室4底部通過爐外下降管4-2與下端環(huán)形集水箱2-2連通。

所述的內(nèi)上升管2-4分為下部、中部和上部，下部以5～15°的傾斜角度上升，上部以45°的傾斜角度接入上端環(huán)形集水箱2-1。

所述的內(nèi)上升管2-4中部設(shè)置有膨脹結(jié)構(gòu)2-5。

所述的蒸發(fā)室4設(shè)有蒸汽出口4-3和鍋爐水補(bǔ)充管路4-4。