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1、氯化氫合成爐的腐蝕機(jī)理與設(shè)計(jì)對(duì)策熊潔羽王國(guó)軍文穎頻(江蘇技術(shù)師范學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系，江蘇常州213001)摘要本文在分析氯化氫合成爐腐蝕機(jī)理的基礎(chǔ)上提出了合成爐設(shè)計(jì)對(duì)策，包括根據(jù)爐體壁溫約束條件確定適宜的合成爐氣體出口溫度和燈頭中氯氣噴射速度、進(jìn)水口處爐體防腐及合成爐開車防腐技術(shù)方案。經(jīng)生產(chǎn)檢驗(yàn)合成爐設(shè)計(jì)合理，操作穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)。關(guān)鍵詞氯化氫合成爐；腐蝕機(jī)理；設(shè)計(jì)對(duì)策TheCorrosionMechanismandDesignStrategyofHydrogenChlorideSynthesizerXIONGJie-yuWANGGuo-junWENYing-pin(Departmento
2、fAppliedChemistry,JiangsuTeachersCollegeofTechnology,JicingsuChangzhou213001)AbstractThispaperprovidedesignstrategyofthesynthesizerinanalysedcorrosionmechanismofhydrogenchloridesynthesize匚Itisincludeddeterminingadaptivegasexittemperatureandthechlorineinjectionvelocityinlampadapterwithbondagecond
3、itionofsynthesizerwalltemperature,providedthemothballingtechnologyschemeininletopeningandwhenonstream.Thepracticeproductionhasprovedthatthesynthesizerdesignwasreasonableandtheoperationwasstable.Keywordshydrogenchloridesynthesizer,corrosionmechanism,designstrategy以海湖鹽為原料的氯堿廠普遍采用燃燒合成法生產(chǎn)鹽酸，鑒于鋼制合成爐較
4、石墨制三合一、二合一合成爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易清理結(jié)垢和檢修，且對(duì)原料氯氣濃度、壓力波動(dòng)和氣量無(wú)特殊要求，故多采用鋼制水夾套式合成爐⑴，其生產(chǎn)工藝流程見圖1。該工藝中氯化氫合成爐設(shè)計(jì)直接影響鹽酸的質(zhì)量與合成爐使用壽命，本文通過(guò)合成爐腐蝕機(jī)理分析提岀設(shè)計(jì)對(duì)策，經(jīng)海拉爾化工廠生產(chǎn)實(shí)踐證明：該設(shè)計(jì)對(duì)策合理，操作效果理想。1鋼制水夾套合成爐結(jié)構(gòu)及其腐蝕原因鋼制水夾套式氯化氫合成爐殼體由上下雙錐形頂?shù)缀椭虚g圓柱筒體構(gòu)成，外殼設(shè)置冷卻水夾套，爐底裝有石英燈頭。氯氣和氫氣按一定體積比進(jìn)入爐底石英燈頭混合燃燒生成氯化氫合成氣體，由于放熱反應(yīng)燈頭溫度約2500~3000°C,合成氣通過(guò)水冷夾套換熱后經(jīng)空冷管、石
5、墨冷卻器送至降膜吸收器。爐體材料20g鋼，夾套材料235-A鋼，其結(jié)構(gòu)見圖2。?次水冷卻水1?合成爐2?空冷管3?石墨冷卻器4?降膜吸收器5?填料吸收塔6?水流泵7?循環(huán)水槽8?循環(huán)水泵圖1合成鹽酸工藝流程示意圖1?防爆膜2?爐體3?點(diǎn)火口4?套管式燈頭5?視鏡6?支座7?水冷夾套圖2鋼制水夾發(fā)式合成爐結(jié)構(gòu)圖通常鋼制氯化氫合成爐的使用壽命為0.5?3年，影響爐體使用壽命主要有以下因素：（1）.設(shè)計(jì)不當(dāng)使?fàn)t壁溫度低于氯化氫氣體露點(diǎn)，爐內(nèi)壁局部的凝結(jié)鹽酸導(dǎo)致快速腐蝕穿孔；由于冷卻水進(jìn)水口的冷水直沖爐內(nèi)壁，致使該處爐壁溫度長(zhǎng)期低于露點(diǎn)，因而最先腐蝕損壞。（2）.冷卻水水質(zhì)硬度高，易結(jié)垢，冷卻
6、效果不佳，導(dǎo)致爐內(nèi)溫度過(guò)高，產(chǎn)生高溫氯化氫氣體對(duì)爐體的強(qiáng)烈腐蝕，以至爐體壽命縮短。⑶.氯氣和氫氣中含水、含氧量過(guò)高及合成過(guò)程中過(guò)氫量大，燈頭氯氣噴射氣速選擇不當(dāng)?shù)龋矔?huì)影響爐體使用壽命。2腐蝕機(jī)理氯化氫合成爐的腐蝕主要表現(xiàn)為兩種機(jī)理⑵：一是因合成爐溫度過(guò)高造成的高溫腐蝕。由于合成氣體中仍殘留部分未反應(yīng)完全的游離氯，在高溫下與合成爐材質(zhì)反應(yīng)生成氯化鐵或氯化亞鐵：2Fe+3C12=2FeCl3Fe+CH=FeCh此腐蝕反應(yīng)在300°C以下速率很慢，但超過(guò)此溫度腐蝕反應(yīng)速率明顯加快。二是因合成爐溫度過(guò)低造成的氫去極化腐蝕。因原料氯氣、氫氣中含有少量水蒸氣和氧氣，在合成過(guò)程氧和氫反應(yīng)生成水蒸汽
7、，當(dāng)合成爐壁溫低于氯化氫氣體的露點(diǎn)時(shí)，爐壁形成凝酸。由于凝酸（鹽酸）是一種典型的非氧化性酸，金屬鐵在鹽酸屮腐蝕的陽(yáng)極過(guò)程是金屬鐵的溶解，即：Fe?Fe*+3eFe?Fe2++2e陰極過(guò)程是氫離子的還原，即：2H++2e>H2總反應(yīng)式為：2Fe+6HC1二2FeCl3+3H2Fe+2HC1=FeCl2+H2市此可見，為減輕鋼制水夾套式氯化氫合成爐的腐蝕，合成爐設(shè)計(jì)壁溫應(yīng)控制在合成氣體的露點(diǎn)以上，高溫臨界腐蝕溫度3（）0°C以下。3設(shè)計(jì)對(duì)策3.1確
