硝酸生產用氧化爐的製作方法
2023-05-07 09:58:46
專利名稱：硝酸生產用氧化爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及硝酸生產裝置，具體的說是一種硝酸生產用氧化爐。
背景技術：
我國80年代從法國引進的450噸/日氧化爐-廢熱鍋爐是國際上較為先進的。這種氧化爐 -廢熱鍋爐主要包括有氣體分布器、觸媒筐和旋轉燒嘴構成的氧化爐及由蒸汽過熱器、水蒸 發器和金屬箱構成的廢熱鍋爐兩部分。上述氧化爐-廢熱鍋爐存在如下問題
1) 蒸汽過熱器和水蒸發器布置不合理，對於反應熱的吸收利用率低，無法實現對其他 機組所需過熱蒸汽的供給，並且容易由於過熱爆管，影響機組生產。
2) 旋轉燒嘴上噴嘴排列均勻，在燃燒時氣體噴出方向和強度固定，使鉑網受熱不均， 使用較長時期後，容易燒毀鉑網。
3) 由於各換熱管內的流動阻力不同，導致蒸汽過熱器和水蒸發器內各管內的流量分布 不均勻，不易實現總體控制。
發明內容
本實用新型的目的在於針對上述不足提供一種換熱效率高，不易爆管的硝酸生產用氧 化爐。
本實用新型的技術方案是
一種硝酸生產用氧化爐，包括殼體，在殼體頂部的氣體進口，在殼體底部的氣體出口， 在殼體內從上到下依次安裝有分布器，旋轉燒嘴，鉑網，換熱部分，爐壁盤管的熱保護裝置 ，出口調溫裝置，其特徵在於，換熱部分包括上、中、下三部分盤管，上部盤管進口端連接 至殼體上的循環水進口，出口端連接至殼體上的蒸發器出口；中部盤管進口端連接至殼體上 的蒸汽進口，出口端連接至殼體上的過熱器出口；下部盤管進口端連接至殼體上的循環水進 口，出口端連接至殼體上的蒸發器出口，下部盤管中心設有調整氧化爐出口溫度的出口調溫 裝置。
一種優選的技術方案是
在上述技術方案的基礎上，旋轉燒嘴上各噴孔的角度和間距分布不完全相同。 本實用新型的有益效果是氧化爐的換熱效率高，可以有效的提供其他機組使用的過熱 蒸汽，並且整套裝置內換熱分布均勻，機組使用壽命長。
圖1是本實用新型的硝酸生產用氧化爐示意圖。 圖2是圖1所示硝酸生產用氧化爐的俯視剖視圖。
其中，附圖標記l為反應氣入口， 2為氫氣入口， 3為殼體，4為分布器，5為旋轉燒嘴 ，6為鉑網，7為上部盤管，8為中部盤管，9為下部盤管，IO為循環水進口， ll為爐壁盤管， 12為氣體出口， 13為蒸發器出口， 14為蒸汽進口， 15為過熱器出口， 16為換熱部分。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
本實用新型的具體實施例l，如圖1所示， 一種硝酸生產用氧化爐，包括氧化爐的殼體3 ，在殼體3頂部的氣體進口，氣體進口包括反應氣入口1和旋轉燒嘴的氫氣入口2，在殼體3底 部設有成品氣體出口12，在殼體3內從上到下依次安裝有分布器4，旋轉燒嘴5，鉑網6，換熱 部分16。其中，換熱部分16包括上、中、下三部分盤管，上部盤管7進口端連接至殼體3上的 循環水進口IO，出口端連接至殼體上的蒸發器出口13;中部盤管8進口端連接至殼體3上的蒸 汽進口14，出口端連接至殼體3上的過熱器出口15;下部盤管9進口端連接至殼體3上的循環 水進口IO，出口端連接至殼體3上的蒸發器出口13，下部盤管9中心設有調整氧化爐出口溫度 的出口調溫裝置。
氣體在硝酸生產用氧化爐內的反應過程如下空氣和氨的混合氣體經反應氣入口l進入 氧化爐內部，經分布器4均勻分布在鉑網6上方；氫氣由旋轉燒嘴5中噴出，經過旋轉燒嘴5的 布滿小孔的水平臂，均噴射在鉑網6上，經點燃對鉑網6進行加熱和還原；在鉑網6的催化作 用下，空氣和氨的混合氣體反應生產氮氧化物，作為生成硝酸的主要原料，所述的反應為放 熱反應；反應後的氣體經過換熱部分16，用於回收熱量，並製造過熱蒸汽，提供給其他設備 使用，換熱部分上部盤管7中通冷卻水，用於迅速吸收反應後氣體的熱量，產生水蒸汽，並 避免盤管燒爆，中部盤管8中通蒸汽，與反應後氣體進行熱量交換，吸收熱量產生過熱蒸汽 ，提供給其他設備，下部盤管9中通冷卻水，用於吸收餘熱，降低反應後氣體的溫度，並產 生蒸汽。經過本硝酸生產用氧化爐換熱部分的處理，可以產生充足的過熱蒸汽提供給其他機 組使用，不需要另行補充過熱蒸汽，並且上部盤管可以較為迅速的帶走部分反應熱量，避免 了過高的溫度使盤管損傷。
本實用新型的具體實施例2，與實施例l的結構類似，不同之處在於，氧化爐上段殼體頂 部採用多層折板式多孔分布器，可使氨和空氣混合氣流在鉑網上分布均勻，分布器系採用多 塊活動連接，並選用抗蠕變性能較強的0Cr25Ni20材料，能有效地防止熱變形，爐中設有電動旋轉的開工點火裝置。為了使旋轉燒嘴5噴出的可燃燒氣體在鉑網6上的加熱更為均勻，在 旋轉燒嘴5上各噴孔的角度和間距不均勻分布。
在上述實施例的基礎上，為了使得上部盤管7和下部盤管9內的冷卻水流量均勻，避免由 於盤管進口端至冷卻水入口距離的不同和盤管長度不同造成流動阻力不同，在個盤管進口端 設置有截流板，使得個盤管的流動阻力基本相同，流量分布基本均勻。
為了降低氧化爐對其周圍環境溫度的影響，可以在鉑網6外側的殼體3至殼體3底部的殼 體3內側固定安裝有通冷卻水的爐壁盤管11。更為優選的，除在鉑網6外側的殼體3至殼體3底 部的殼體3內側固定安裝有爐壁冷卻盤管外，還在中段殼體3內側設有過熱保護裝置。
本實用新型的一個最佳實施例，在上述實施例的基礎上，將各部盤管按以下方式設置 上部盤管為3層，各層盤管分別為14進14出、9進9出、8進8出；中部盤管為4層，每層盤管均 為7進7出；下部盤管為3層，各層盤管分別為6進6出、5進5出、4進4出，優化的盤管設置可 以使得換熱更為充分，並且延長了盤管的使用壽命。在下部盤管中心和下部還設有調溫分布 裝置，可根據生產情況調整氧化爐工藝氣出口溫度。
權利要求1.一種硝酸生產用氧化爐，包括殼體，在殼體頂部的氣體進口，在殼體底部的氣體出口，在殼體內從上到下依次安裝有分布器，旋轉燒嘴，鉑網，換熱部分，爐壁盤管的熱保護裝置，出口調溫裝置，其特徵在於，換熱部分包括上、中、下三部分盤管，上部盤管進口端連接至殼體上的循環水進口，出口端連接至殼體上的蒸發器出口；中部盤管進口端連接至殼體上的蒸汽進口，出口端連接至殼體上的過熱器出口；下部盤管進口端連接至殼體上的循環水進口，出口端連接至殼體上的蒸發器出口，下部盤管中心設有調整氧化爐出口溫度的出口調溫裝置。
2 根據權利要求l所述的硝酸生產用氧化爐，其特徵在於，所述的旋 轉燒嘴上各噴孔的角度和間距為不均勻分布。
3 根據權利要求1或2所述的硝酸生產用氧化爐，其特徵在於，在蒸 發層盤管和水冷壁盤管的進口端處設置有截流板。
4 根據權利要求3所述的硝酸生產用氧化爐，其特徵在於，在鉑網外 側的殼體至殼體底部的殼體內側固定安裝有爐壁冷卻盤管。
5 根據權利要求3所述的硝酸生產用氧化爐，其特徵在於中段殼體內 側設有過熱保護裝置。
6 根據權利要求3所述的硝酸生產用氧化爐，其特徵在於，上部盤管 為3層，各層盤管分別為14進14出、9進9出、8進8出；中部盤管為4層，每層盤管均為7進7出 ;下部盤管為3層，各層盤管分別為6進6出、5進5出、4進4出。
7 根據權利要求3所述的硝酸生產用氧化爐，其特徵在於，在下部盤 管中心和下部還設有調溫分布裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種硝酸生產用氧化爐，包括殼體，在殼體頂部的氣體進口，在殼體底部的氣體出口，在殼體內從上到下依次安裝有分布器，旋轉燒嘴，鉑網，換熱部分，爐壁盤管的熱保護裝置，出口調溫裝置，其中換熱部分包括上、中、下三部分盤管，上部盤管進口端連接至殼體上的循環水進口，出口端連接至殼體上的蒸發器出口；中部盤管進口端連接至殼體上的蒸汽進口，出口端連接至殼體上的過熱器出口；下部盤管進口端連接至殼體上的循環水進口，出口端連接至殼體上的蒸發器出口，下部盤管中心設有調整氧化爐出口溫度的出口調溫裝置。本實用新型氧化爐的換熱效率高，可以有效的提供其他機組使用的過熱蒸汽，科學合理地使用了氧化反應的化學熱。
文檔編號C01B21/00GK201301227SQ20082030297
公開日2009年9月2日 申請日期2008年11月28日 優先權日2008年11月28日
發明者李國慶, 李旭初, 炎 楊, 肖華忠, 郭志強, 俊 陳 申請人:四川金象化工產業集團股份有限公司;四川金聖賽瑞化工有限責任公司