合成爐的計算部分

1、合成爐的計算合成爐的計算合成鹽酸的最主要的設(shè)備當(dāng)首推合成爐。合成爐從目前國內(nèi)外使用的爐型來看，主要分為兩大內(nèi)：鐵制爐和石墨爐。1鐵制爐鐵制爐鐵制爐又分為夾套爐、翅片爐和光面爐。因為合成HCl是放熱反應(yīng)，所以及時導(dǎo)走反應(yīng)熱可提高合成爐的生產(chǎn)能力。同等容積的鐵制爐其生產(chǎn)能力夾套爐大與翅片爐，翅片爐大與光面爐。2石墨爐石墨爐石墨爐分為二和一石墨爐和三和一石墨爐。所謂二和一石墨爐的將合成和冷卻集為一體的爐子。，而三和一石墨合成爐是將合成、冷卻、

2、吸收集為一體的爐子。一般的石墨合成爐的立式圓桶形石墨設(shè)備，它由爐體、冷卻裝置、燃燒反應(yīng)裝置、安全防爆裝置、吸收裝置、以及物料進(jìn)出口、視鏡等附件組成。石墨合成爐與鐵制合成爐比較，它的優(yōu)點是耐腐蝕性好，使用壽命長（一般可達(dá)20年），生產(chǎn)效率高，制成的氯化氫含鐵低等。由于石墨具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性，爐內(nèi)的燃燒反應(yīng)熱能迅速地傳到爐壁外由冷卻水帶走，因而氯化氫出口溫度較低，在進(jìn)入吸收器前，無需用大量的冷卻器冷卻，又由于沒有高溫爐體的熱輻射，改善了操作環(huán)

3、境。除此之外，其最突出的優(yōu)點是耐腐蝕，因而對進(jìn)入合成爐的原料氫氣和氯氣的含水量無特殊要求（當(dāng)然這僅是對生產(chǎn)普通工業(yè)鹽酸而言），從電解槽來的氯氣個氫氣不必經(jīng)過冷卻和干燥處理，可直接送給石墨爐去合成鹽酸。這對于僅有合成鹽酸作為耗氯產(chǎn)品的小廠來說可大大簡化工藝，減少占地面積。石墨爐的缺點是制造較鐵制爐復(fù)雜，檢修不如鐵制爐方便，工藝操作要求嚴(yán)格，一次投資費(fèi)用大，運(yùn)輸和安裝要仔細(xì)，否則容易損壞等。1）.二和一石墨合成爐根據(jù)冷卻方式的不同可以分為：

4、浸沒式和噴淋式兩種。浸沒式合成爐浸沒式合成爐浸沒式合成爐的整個石墨爐體完全被一個鋼制的冷卻水套套住，故稱為水套式。冷卻水自水套下部進(jìn)入，從上部出口排出。操作時水套中充滿冷卻水，整個石墨爐體浸沒在水中。爐體是圓桶形半透性石墨制成，冷卻水可以微滲進(jìn)爐內(nèi)，潤濕爐內(nèi)表面，所以爐內(nèi)溫度低，一般不會超過100℃。其優(yōu)點是:a.操作環(huán)境好，設(shè)備周圍沒有汽化水霧、不潮濕；b.操作安全可靠，如突然停水，由于爐體浸沒在水中，爐壁溫度在較長時間內(nèi)維持在允許溫

5、度之下，而不至于急驟升高損壞設(shè)備；c.當(dāng)生產(chǎn)能力變化時，其適應(yīng)性較強(qiáng)；d.其余熱可綜合利用，如可利用水套中的熱水作液氯包裝的加熱用。噴淋式合成爐噴淋式合成爐噴淋式合成爐系爐頂蓋上裝設(shè)冷卻水分布器，布水器周邊有鋸齒形溢流堰。冷卻水由爐頂均勻分布到爐子外表面成水膜流下，爐子的中部設(shè)有硬聚氯乙烯制的再分布器，向外飛濺的冷卻水重新匯集到爐外壁上，底部有鋼襯橡膠的集水槽。為了防止噴淋下來的冷卻水濺出，爐子外圍還裝有用硬聚氯乙烯制成的敞口式的圓筒形

6、防護(hù)罩，它與集水槽內(nèi)徑相同并聯(lián)為一體。這種爐型的特點是：a.傳熱效率高，爐外壁的冷卻水膜，由上而下以較高的速度流動，液膜不斷更新，強(qiáng)化傳熱，而且有一部分水被汽化，是相變浸沒式石墨合成爐的主體為爐體，它是多節(jié)石墨圓筒粘接而成的立式筒形設(shè)備，長徑比約為10：1~12：1。在爐體的最上面一節(jié)安裝有氯化氫氣體出口管，最下面一個筒節(jié)的側(cè)面安裝有視鏡，供觀察燃燒的火焰以判斷合成反應(yīng)情況。合成爐爐體的外面設(shè)置冷卻水套，冷卻水漬水套下部進(jìn)入上部出口管排

7、出，操作時水套中充滿冷卻水，使整個石墨爐體完全浸泡在水中。在爐底中心留有一接口管，用以安裝燃燒器。它是由兩根同心的導(dǎo)管粘結(jié)于不透性石墨制的燈頭座上構(gòu)成，內(nèi)管通氯氣、兩導(dǎo)管之間的環(huán)境空間通氫氣，兩股氣體在石英燈頭處噴出后充分混合燃燒，生成的氯化氫氣體沿爐體內(nèi)壁迅速上升，使合成反應(yīng)的生成熱通過爐壁被外壁之冷卻水帶走?？紤]到停、開車時爐內(nèi)的氣體沒有置換干凈（開停車時要往爐內(nèi)從氮氣）或是其他原因造成的氫氣和其它氣體的混合比達(dá)到爆炸范圍時，可能引

8、起爆炸事故，在合成爐的頂部設(shè)置有安全防暴裝置。根據(jù)實際情況，我們小組選取的合成爐為浸沒式石墨二合一合成爐，規(guī)格Ф140012580。合成爐工藝參數(shù)的選?。汉铣蔂t工藝參數(shù)的選?。阂驗槁葰狻錃膺M(jìn)入合成爐的燈頭混合燃燒再噴射至爐體，則合成爐燈頭溫度為合成氣溫度最高點，根據(jù)護(hù)工熱力學(xué)理論，它的溫度可堪稱如下路徑的道：入爐氯、氫氣提在混合氣體溫度t下發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)熱將合成氣溫度升高至t1該溫度也即燈頭溫度。1燈頭的溫度T的確定=11.81981

9、0molhHClG?3=63.2molhOHG2?進(jìn)入合成爐原料氣的溫度為35℃HCl=92.31=－2.94mH??molkJ1pmC?11??kJmolH2O=241.82=－18.00mH??molkJ2pmC?11??kJmolG合=13.252kmolh令=33.82kmolh合pG??根據(jù)下式可以計算)(1ttCGQpr?????反應(yīng)熱包括：Cl2＋H2=HCl2121H2＋O2=H2O21可根據(jù)Kirchhoff公式計算：