论文部分内容阅读
有效回收利用氯化氢合成炉放出的反应热,一直是氯碱企业关心和探究的重要问题。本论文以重庆长寿化工有限公司30t/d氯化氢气体生产装置为研究对象,采用微元段积分方法,基于各微元段的对流传热、辐射传热以及沸腾传热的数学模型,模拟计算炉内各微元段的热量传递、合成气体温度梯度以及内外壁温差等,并利用Fortran语言对整个计算进行编程。模拟计算结果表明,在整个传热过程中,辐射传热占据主导地位,且在高温区尤为明显;合成气体温度沿炉内轴向由剧烈下降逐渐趋于平缓;在蒸汽发生段底部,合成气体温度较高,对于内壁的辐射强烈,使得炉壁内外温度差较大,不易控制。此外,对水蒸汽含量、污垢系数、汽包压力等合成炉的影响因素进行了分析。(1)水蒸汽含量对于传热过程具有较大的影响。当水蒸汽含量低于3.0%时,炉内传热系数偏小,不利于反应热移出和汽包产汽;当水蒸汽含量高于7.1%时,对传热效果的增强作用不明显;综合冷凝酸对设备的腐蚀,建议水蒸汽的含量控制在5.0%左右。(2)污垢系数对于炉壁温度的影响明显。在合成炉底部,当污垢系数达到3.2×10-4(m2·K)/W时,炉内壁的温度达到568K。由于钢板的临界辐射温度为573K,为了合成炉的安全稳定运行,要及时除垢并严格控制合成炉内壁温度。(3)汽包压力对于系统有效能回收具有较大的影响。当汽包压力为0.2MPa时,有效能利用率为28.92%;而当汽包压力增加到1.26MPa时,有效能的利用率达到42.11%。因此,增大汽包压力更有利于对有效能利用率的提高。本文通过采用轴向微元段积分方法,描述了副产蒸汽合成炉内的热量传递过程和温度分布,模拟计算结果与实际工况相符。该模拟结果与分析观点,可为合成炉的优化设计和操作运行,提供新的思路和理论依据。