氯化氢合成炉燃烧废氢气生产蒸汽

李志孟

中图分类号：TQ114.2 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）05-0297-01

河南永银化工实业有限公司烧碱分厂，投运南通星球石墨公司氯化氢石墨合成炉4台，原设计为3台合成炉运行一台备用，由于PVC装置长期停运，烧碱分厂HCl合成系统一直处于低负荷运行状态，大量氢气放空，造成资源浪费，经公司批准将1#合成炉改造为燃氢炉，生产蒸汽，供烧碱装置使用。

一、生产原理

空气中的氧气与氢气燃烧生成水蒸气并产生大量的热。

反应方程式： 2H2 + O2 → 2H2O + 285.83KJ/mol

氢气、空气（含氧21%）的配比通常为1：3～4.5（体积），控制乏气氧含量不低于2.5%，含氢小于0.4%。如比例过大，氢气不能完全燃烧，乏气中含氢高，易发生爆炸危险。如比例过小，乏气量加大，乏气带出的热量增加，降低蒸汽产率。

二、改造工艺说明

1.配风系统：利用新增的罗茨鼓风机提供燃烧配风，采用DN150管道连接到进合成炉前的氯气总管手动截止阀后，通过原氯气进炉流量计、流量自动调节阀、自动切断阀和进炉手阀，根据实际的配比量，通过DCS调节风机电机供电频率改变转速控制空气流量，进入合成炉石英灯头处与氢气充分混合燃烧，燃烧乏气经降膜吸收后排空，产生的蒸汽并入低压管网。

2.冷凝水排放：由于氢氧燃烧生成物为水蒸汽，合成炉的乏气出口会产生大量的冷凝水需要外排，将原合成炉出口排水管道改为DN50，增加排水能力，并连接到新增5m高（密封压力为50KPa）的倒淋水封自动排放，同时把经一级膜吸产生的冷凝水也引入水封外排。

3.氢气系统维持原状不变。

4.安全连锁：考虑生产安全，增加罗茨风机的运行状态与氢气自控切断阀的连锁保护，当风机运行频率低于5Hz时，连锁关闭连锁关闭氢气自控截断阀（HV- 5459A），其它连锁控制方案不变。

三、燃氢HCl合成炉开车点火

1.确认准备工作完毕，1#合成炉汽包水位正常，循环水进、回水阀门打开并供应正常，具备开车条件。

2.确认炉内含氢等分析指标达到开车标准。

3.确认倒淋水封已补水完成，打开1#合成炉出口、一级石墨吸收器下酸管至倒淋水封的排水手阀。

4.确认1#合成炉原氯气总管一道手动截止阀处于关闭状态，空气手动截止阀处于打开状态。

5.联系调度准备点炉，现场检查罗茨风机设备完好，冷却水供应正常，具备开机条件。

6.关闭合成炉去氯化氢缓冲罐（V-701）的阀门HV-5451A，打开去尾气吸收系统的阀门HV-5452A。

7.关闭一、二级石墨吸收器循环水进、回水阀门。关闭一级石墨吸收器T-701A下酸管线去盐酸调整罐（V-707）和高纯盐酸中间罐（V-708A/B）的自控阀（HV-5466A）和所有手动阀。启动水力喷射器（P-701A），打开并调节尾气吸收塔（T-703A）出口放空阀保持炉内处于微负压，关闭吸收水注入调节阀（FICA-5455A）和所有手动阀。

8.一切准备就绪后，炉门打开，进行点炉操作：

8.1确认新增DCS控制连锁切除

8.2点炉前5min关闭合成炉氮气置换。

8.3操作人员将防护用品及氢气管线抱卡准备就绪，确认炉内含氢小于等于0.4%；氢气纯度大于等于99%，含氧小于等于0.2%。

8.4室外操作人员佩戴防火罩将点燃的点火棒，放置在氢气胶管的出口处，不要正面对准氢气胶管出口，点火人员应站在氢气胶管旁的上风口，防止火焰烧伤。

8.5通知室内操作人员开启氢气调节阀（FV-5452A），然后再慢慢开启氢气点火阀（氢气旁路手阀），待氢气胶管点着后调节好火焰， 室外操作人员把点着的氢气胶管插接在灯头上，并用抱箍捆紧氢气胶管。

8.6室内操作人员观察火焰情况，打开空气调节阀（FV-5451A），室内空气阀门（空气旁路手阀关闭），启动罗茨风机最低转速运行，调整风机风量保持炉内火焰正常后封閉炉门。

8.7全部打开尾气吸收塔（T-703A）出口放空阀，停用水力喷射器（P-701A），保持炉内压力低于30KPa。

8.8待进合成炉氢气流量大于等于280Nm3/h时，检查氢气管道是否泄漏，一切正常后，根据生产情况通知调度并按正常负荷调节。

8.9罗茨风机运行频率高于10Hz，合成炉正常运行30分钟后，投入新增保护连锁。

在风机电机频率处于30HZ以下时，由于电机内部产生的热量不能及时移除，为避免电机烧毁状况发生，应启运配备的轴流风机对电机进行散热。

切记：如果一次点火不成功，应立即依次关闭氢气、停运罗茨鼓风机，关闭空气切断阀，充氮气，关尾气吸收器后放空，开水力喷射器抽真空置换炉内的残余气体（时间在20min以上），打开点火孔，直至分析炉内含氢≤0.4%时，再按上述步骤点火。一次点火不成功，第二次点火时，不管时间长短，一定要重新分析炉内含氢。

9.当进合成炉氢气达到一定流量之后，调节风机电机频率提高空气流量，根据乏气氧含量分析结果调节空气、氢气配比（点炉初期按每30min分析乏气氧含量和氢含量一次）。

10.合成炉运行稳定后，调节蒸汽放空阀，待稍高于总管蒸汽压力后并汽，关闭蒸汽放空阀投入正常生产。

四、正常操作要点

1.根据氢气分配台放空阀阀门开度及工艺空气供应量，调节燃氢合成炉生产负荷，满负荷氢气流量不得高于900Nm3/h。

2.正常生产每2小时分析一次乏气氧含量和氢含量，根据分析结果及时调整氢气空气比例。

3.一定要密切注意观察火焰，依据炉内的火焰颜色变化和乏气氧含量指标来严格控制空气和氢气流量配比。仪表显示仅做参考来判断氢气和空气的流量变化趋势，如有变化应及时进行分析和调节，切不可只根据流量计的显示来调节空氢比例而忽视对火焰颜色的观察，防止流量计失灵造成误操作。

4.及时调节、保持汽包液位在规定的范围，经常检查汽包就地液位计与DCS远传信号的对比，发现异常及时处理，防止合成炉石墨夹套缺水而烧坏。

5.经常检查石墨冷却器冷却水回水温度及循环情况，保持冷却水流动畅通，防止冷却器缺水烧坏。

6.经常检查倒淋水封排水情况，保持冷凝水的排放畅通，防止液封造成合成炉超压。