南通三圣石墨设备科技股份有限公司 江苏南通 226000
摘要：盐酸是一种无机强酸，在工业加工中有着广泛的应用，例如金属的精炼、、石油化工、医药行业及制备有机化合物等。盐酸品质往往能够决定产品的质量。基于此，本篇文章对高效节能全自动化盐酸合成装置的研发及应用进行研究，以供参考。
关键词：高效节能；全自动化；盐酸合成装置；研发及应用
引言
盐酸合成工艺整个生产流程要求连续、紧凑、可控制性强，每一步工艺生产均由自动化系统进行处理，以实现整个工艺过程的自动化控制，对自动控制水平要求高。另因HCl合成炉的高温环境和氯化氢对现场设备的腐蚀性，系统对现场安全联锁和自动控制设备的可靠性要求更高。
1氯化氢生产工艺
工艺流程:氢气、氯气按1.05～1.1：1的比例(体积比)，通过阻火器进入盐酸合成炉燃烧室，其中Cl2进入燃烧室石英灯头内层，H2进入燃烧室石英灯头外层，在燃烧室灯头顶部的点燃进行氯化氢合成反应。反应产生的热量从盐酸合成炉钢夹套中用冷却水和饱和纯水经分孔交换装置内的饱和纯水中带走，冷却的HCl气体输送到氯化氢分配室进入下道工序，当下游工段暂不需要HCl时，HCl气体进入事故吸收系统，HCl气体依次通过一级降膜吸收器、二级降膜吸收器及尾气吸收塔，最后不凝性气体由水力喷射泵抽出排放，吸收液利用泵输送到尾气吸收塔顶部，通过高位差，逆流依次通过尾气吸收塔、二级降膜吸收器、一级降膜吸收器，在一级降膜吸收器底部生成31-33%的高纯盐酸，整个生产过程环保，不产生废水。
2存在问题
(1) 在操作过程中，视镜玻璃内出现黄黑色杂质，影响火焰观测，增加视镜在线清洗，可以在不停车的情况下实现清洗，达到火焰观测的最佳效果。
(2) 火焰颜色发黄，氯和氢的比例可能不稳，使用氯氢自动配比控制流量。
3高效节能全自动化盐酸合成装置的研发及应用
3.1装置介绍
本装置是通过集成自主研发的高性能石墨材料技术、高效节能盐酸合成与余热利用技术、高效氯氢混合燃烧技术、高导热系数的改性石墨复合材料、高换热效率的石墨换热器等技术，研发出一种更高效、节能石墨盐酸合成炉，并能充分利用燃烧反应的热能，副产高温高压蒸汽（175℃、0.8MPaG）。该产品具有高节能、零排放、长寿命、高附加值等特点。
3.2自动控制及联锁保护系统
3.2.1自动点火系统
自动点火系统由在线火焰探测、自动仪表阀门、高压点火装置和程序控制组成。该设备在炉内环境满足点火条件时自动执行点火程序:首先切换管路，然后用点火旁路的氢、压缩空气点燃小火焰，待火焰稳定后，切换管道，家逐步增加氢气、氯气量，最终大奥稳定状态。然后操作者可以根据生产负荷的要求逐步增加负荷，即安全简单。(1)点火阀。(2)主控制阀。(3)关闭阀门氮气。(4)有限冷却板。(5)点火阶段。(6)火分为两班。(7)炉内运行阶段。点火失败。(9)自动启动控制面板。
3.2.2复合停车锁
当现场出现紧急情况或其中一个关键检测控制参数不符合条件时，必须停止事故现场。
3.2.3酸基因转移的在线研究
盐酸吸收通过在线检测DKK-TOA盐酸和自动吸收水流来控制盐酸浓度。对氯与氢的比例进行实时监测是通过盐酸的在线测试实现的。
3.3环境保护
盐酸合成炉生产的氯化氢被盐酸吸收系统吸收，微量未吸收的氯化氢和不凝性气体由水力喷射泵抽出，经过汽、水混合，达到环保要求，可直接排空。该工艺中选择清洁、完善、污染较少的生产工艺，原料消耗较少，采用先进工艺，生产工艺中污染最小。在处置不可避免地产生的废水、废水和建立适当的环境保护设施时，优先考虑原材料和能源的回收或综合利用。
此外，直接向环境排放的污染物的浓度和数量受到严格控制，以达到国家和地方排放标准，尽量减少污染物的排放。
3.4氢气、氯气自动配比控制
该系统实现氢气和氯气的自动配比控制。通过配比控制可以对氢气和氯气的流量精确控制，在生产控制中根据对盐酸的纯度分析及时调整合适的氢气与氯气的比例。如果在生产过程中氢气和氯气的纯度发生了波动，可以及时通过分析氯化氢的纯度，而调整氢气、氯气的比例，该系统实现了两者的自动控制，使得装置安全、节能、环保
4高效节能全自动化盐酸合成装置关键技术
4.1下点火技术
传统石墨盐酸合成炉采用上部点火结构，集合成、冷却及吸收于一体。本装置的盐酸合成炉采用下部点火结构，巧妙地将合成与冷却段结合起来。合成段属于高温区，锅炉给水带走热量并副产水蒸汽。冷却部分预热锅炉给水。外部增加吸收系统，安全性能高，操作弹性大，既可生产氯化氢气体，又能生产高纯盐酸，生产方式灵活，用途更广。
4.2特殊材料加工燃烧器技术
燃烧器采用特殊材料，加工更加方便，使用寿命更长。传统的燃烧器均为石墨材料制作而成，虽能耐高温但很容易破损，尤其是遇到急冷的情况瞬间爆裂。
4.3设备耐高压的研发应用
副产蒸汽段石墨筒体采用细颗粒两浸三焙石墨材料加工而成，并用碳纤维增强的方法加强筒体的耐压强度，钢制外壳选用高强度材料制造，并接收国家监检部门的监督检查，确保了合成炉安全稳的运行。
4.4分布液相水槽技术
液相介质经过每一节吸收块的同心圆分布水槽再次分布，使每个纵向孔形成均匀的液膜，减少液相窜流，进一步提高相同面积石墨块的吸收效率。
4.5进液封头液相分布技术
料液分布质量对盐酸吸收效果尤为重要。采用内旋转环壁液相分布技术，实现介质的一次性均匀分布，有利于保证成品酸的质量。
5效果分析
(1)基本的自动化系统实施。HMI使用安全可靠的控制、大型液晶屏、WindowsXP系统软件和西门子WinCC映像软件。SPS使用西门子S7-400和200米远程I/o系统。该系统用于24VDC的数字信号、0-10VDC或4-20mA的模拟信号，编程语言为STEP7，可以从序列控制结构中设置，时间控制和所有自动控制都可以与西门子标准软件配合使用。通过PROFIBUS-DP网络连接到主机板，该程序软件与西门子STEP7配合使用。PLC和HMI之间的通信通过工业以太网实时进行。(2)过程检测控制系统的实现。根据盐酸生产过程的特点，现场检测器和控制器尽可能选择一种具有磁阻智能测量仪的非电容测量方法。过程控制系统使用过程控制服务器上的SQLServer数据库。数据记录在计算机系统数据库中，并以各种图表形式存储，例如，条形图、历史图表等都会自动实时收集所有工厂信息，并将其存储在服务器的动态内存中。同时，指定的值通过网络发送到SPS以控制相应的设备。技术人员和外勤人员都可以通过访问计算机服务器并实时控制设备来获取相关数据。(3)效果分析。合成炉是盐酸生产的重要设备，包括控制系统中的目标参数进行自动燃烧分析、喷洒量和压力、反应速度、炉内负压、自由燃烧百分比、炉内氧等。燃烧装置燃烧系统的过程包括:风机、燃气管道、燃气管道快速停机阀和空调阀门。
结束语
化工生产的特点是高温、高压、易燃、易爆、有毒、有害、易腐蚀、生产连续性强，工艺要求严格。全自化盐酸合成装置研发及应用以来运行稳定，具有安全、环保、节能等优势，值得推广使用。
参考文献
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[2]谭强,史建锋.自动点火装置技术改造在盐酸合成炉的应用[J].中国氯碱,2019(09):30-31.
[3]谭强,史建锋.自动点火装置技术改造在盐酸合成炉应用的必要性[J].中国氯碱,2019(06):29-30.