科创中国

行业领域

高新技术改造传统产业

需求背景

氯化氢，化学式为HCL，是一种无色气体，有刺激性气味，有腐蚀性。氯化氢热稳定性较好，在空气中不燃烧，极易溶于水，水溶液呈强酸性，即为盐酸，可溶于乙醇、醚等多种有机溶剂。氯化氢可用于化工合成领域，用于生产氯乙烯、聚氯乙烯等；可用于纺织印染领域，用于棉布酸洗、染料加工等方面；可用于金属加工领域，可去除电镀、焊接金属表面的油污、锈迹等；还可用于香料、药品生产等方面。但是高纯氯化氢纯度需达到***%以上，技术壁垒高，早期我国不具备生产能力，国内需求依靠进口。在全球市场中，高纯氯化氢生产企业主要有法国液化空气集团、德国林德集团、日本住友化工等。随着我国高纯氯化氢需求不断增长，仅仅依靠进口难以满足需求，进入行业布局的国内企业开始不断增多。现阶段，我国具备高纯氯化氢量产能力，由于市场需求旺盛，普通氯化氢企业仍有向此领域升级的空间。

氯化氢合成炉燃烧系统的氯化氢的主要工业制备方法，是一种用作氯气和氢气混合燃烧反应的设备。氯气和氢气以一定比例在炉内燃烧生成氯化氢气体，化合反应时的温度达2000℃以上，每生成1kg气态氯化氢放出*** kJ的反应热。对合成炉内部燃烧情况进行分析，研究其反应热的分布规律，对合成炉的结构设计以及充分利用反应热具有重要意义。

需解决的主要技术难题

1、合成炉燃烧段在正常工作时火焰温度在800℃左右，其产生的热量被燃烧段中的夹套水带走，而作为冷却介质的夹套水是正常工业用循环水，由于其水质较差，在设备中运行时间过长，会使合成炉石墨块中的换热孔堵塞，并且循环水中的杂物会累积到夹套底部，从而使石墨换热系数变小，石墨块由于温度梯度增加而损坏，需要一个合适的方法进行改进。

2、氯化氢合成炉在实际生产过程中蒸汽产量大、用量少，不但造成大量蒸汽浪费，而且合成炉蒸汽放空时产生噪音超过 85 dB，对一线员工工作环境也产生很大影响，需要对蒸汽系统进行改进。

3、入炉氯气、氢气量采用人工手动操作，无远传流量显示， 全靠人工通过视镜观察反应颜色人工取样测定氯化氢纯度，氯化氢纯度不易控制，需要加装智能监控和控制系统。

期望实现的主要技术目标

1、生产过程实现智能监控和控制，解放人工，有效降低生产成本。

2、加装炉压报警与联锁保护，与设置在炉顶的防爆膜一道使用，能使合成炉在更加安全的情况下运行。

3、所生产氯化氢纯度保持在95%以上。

4、在满负荷生产时单套副产 *** 蒸汽大于***／小时

提高传统氯化氢合成路热量回收率10%，降低生产成本。

需求解析

解析单位：“科创中国”绿色建材产业科技服务团（中国空间科学学会） 解析时间：2023-09-13

陈雪

桂林电子科技大学

副教授

综合评价

1、将“二合一”水套浸没式合成炉改用组合式“三合一”石墨蒸汽合成炉，石墨冷却器在合成炉上 方与合成炉一体，并将反应热输送到蒸发、盐水预热、PVC 干燥、汽提塔及溴化锂制冷机组使用。石墨冷却器在组合式“三合一”蒸汽合成炉上方，有效减少了设备占地面积。 2、尾气在尾气吸收塔排空口经水流泵吸收后，酸性水重新回到循环酸罐，整个吸收系统采用闭路循环，有效降低有害气体排放，符合国家标准。 3、在去蒸汽分配台管线手动阀前增加1条去中压蒸汽网的管线并加手动阀，达到蒸汽回用的目的，减少生产过程的蒸汽损耗，降低生产成本。

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