用于氢氟酸生产工艺的反应炉炉尾紧急出口及反应炉论文和设计-李登科

全文摘要

本实用新型公开了一种用于氢氟酸生产工艺的反应炉炉尾紧急出口，包括与反应炉的内腔相连通的炉尾罩，所述炉尾罩的顶部设有用于紧急排放所述反应炉中气体的紧急排放管，所述炉尾罩的底部设有用于将所述反应炉中的石膏排出的排渣管，所述紧急排放管包括水平设置的排放主管和用于将气体引导至所述排放主管的过渡管，所述过渡管的一端与所述炉尾罩的顶部连通，过渡管的另一端与排放主管连通，所述排放主管或过渡管上设有用于控制紧急排放管通断的紧急排放阀。本实用新型还公开了一种用于氢氟酸生产工艺的反应炉，包括炉头、炉体和炉尾，炉尾处设有上述的炉尾紧急出口。本实用新型的炉尾紧急出口及反应炉具有使用可靠、能有效降低维修更换时间和成本等优点。

主设计要求

1.一种用于氢氟酸生产工艺的反应炉炉尾紧急出口，其特征在于：包括与反应炉的内腔相连通的炉尾罩(1)，所述炉尾罩(1)的顶部设有用于紧急排放所述反应炉中气体的紧急排放管(2)，所述炉尾罩(1)的底部设有用于将所述反应炉中的石膏排出的排渣管(3)，所述紧急排放管(2)包括水平设置的排放主管(21)和用于将气体引导至所述排放主管(21)的过渡管(22)，所述过渡管(22)的一端与所述炉尾罩(1)的顶部连通，过渡管(22)的另一端与排放主管(21)连通，所述排放主管(21)或过渡管(22)上设有用于控制紧急排放管(2)通断的紧急排放阀(4)。

设计方案

2.根据权利要求1所述的炉尾紧急出口，其特征在于：所述过渡管(22)包括竖直设置的过渡竖管(221)和倾斜设置的过渡斜管(222)，所述过渡竖管(221)的一端与炉尾罩(1)的顶部直接连通，过渡竖管(221)的另一端密封封闭，所述过渡斜管(222)的一端与过渡竖管(221)连通，过渡斜管(222)的另一端密封封闭，所述排放主管(21)的一端与所述过渡斜管(222)连通。

3.根据权利要求2所述的炉尾紧急出口，其特征在于：所述过渡竖管(221)的侧面开设有竖管开口，所述过渡斜管(222)通过竖管开口与过渡竖管(221)连通，所述过渡斜管(222)的侧面开设有斜管开口，所述排放主管(21)通过斜管开口与过渡斜管(222)连通。

4.根据权利要求2或3所述的炉尾紧急出口，其特征在于：所述紧急排放阀(4)为哈氏合金钟阀，所述哈氏合金钟阀设置在所述过渡竖管(221)与炉尾罩(1)的连通口处。

5.根据权利要求1至3任一项所述的炉尾紧急出口，其特征在于：所述紧急排放阀(4)为碳钢体蝶阀，所述蝶阀设置在所述排放主管(21)上。

6.根据权利要求5所述的炉尾紧急出口，其特征在于：所述蝶阀包括阀体、阀杆和蝶板，所述阀杆靠近所述阀体与蝶板的交界处设置，且阀杆沿蝶板的径向穿过蝶板。

7.根据权利要求6所述的炉尾紧急出口，其特征在于：所述蝶板的打开方向与所述排放主管(21)内的物料流向相同。

8.根据权利要求2所述的炉尾紧急出口，其特征在于：所述过渡竖管(221)和过渡斜管(222)的封闭端均采用盲板密封封闭。

9.一种用于氢氟酸生产工艺的反应炉，其特征在于：包括炉头(a)、炉体(b)和炉尾(c)，所述炉尾(c)处设有根据权利要求1至8任一项所述的炉尾紧急出口。

10.根据权利要求9所述的反应炉，其特征在于：所述炉尾(c)处设有炉尾端盖(b4)，所述炉尾端盖(b4)上设有炉尾石膏排渣装置，所述炉尾石膏排渣装置包括排渣口(b1)、螺旋排料装置(b2)和一个料勺(b3)，所述排渣口(b1)开设于反应炉炉尾端盖(b4)的中心位置，所述螺旋排料装置(b2)与所述排渣口(b1)相连，所述料勺(b3)设置于炉尾端盖(b4)的内侧面上，所述料勺(b3)包括出口端和用于铲起反应炉内石膏渣的入口端，所述料勺(b3)的出口端与所述排渣口(b1)连通，所述料勺(b3)的出口端上设有便于将石膏渣导流排出的导流板(b34)，所述导流板(b34)倾斜设置。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于氢氟酸生产技术领域，尤其涉及一种用于氢氟酸生产工艺的反应炉炉尾紧急出口及反应炉。

背景技术

氢氟酸的生产工艺中常采用内返渣反应炉作为反应装置制备得到氟化氢气体，运行时将萤石和硫酸作为反应原料按比例连续加入反应炉中实现连续化生产，通常在内返渣反应炉的尾端设有紧急出口，在出现紧急事故或异常工况时，如内返渣反应炉发生堵塞等，紧急出口能够将反应炉内逸出的气体排出，然后送至吸收和净化装置进行处理。

现有的炉尾紧急出口为与炉尾密封罩直接连通的一根紧急排放管，紧急排放管上设有阀门，在正常工况下阀门关闭，紧急排放管处于封闭状态，当出现异常工况时，打开阀门连通紧急排放管，反应炉内的气体可以从紧急排放管内排出。由于炉尾的密封罩是一个存在高腐蚀性气体并夹杂了大量粉尘的环境，阀门在这样的环境下使用寿命短，达到使用寿命后需停料进行更换，且维修更换复杂，影响了正常的生产，同时粉尘还会导致紧急排放管堵塞或阀门结死失效，在需要紧急排放时无法快速有效地将气体排出，存在一定的安全隐患。因此现有的炉尾紧急出口存在使用不可靠、修复困难、维护成本高以及花费时间长等缺点。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种使用可靠、有效降低维修更换时间和成本的用于氢氟酸生产工艺的反应炉炉尾紧急出口及反应炉。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种用于氢氟酸生产工艺的反应炉炉尾紧急出口，包括与反应炉的内腔相连通的炉尾罩，所述炉尾罩的顶部设有用于紧急排放所述反应炉中气体的紧急排放管，所述炉尾罩的底部设有用于将所述反应炉中的石膏排出的排渣管，所述紧急排放管包括水平设置的排放主管和用于将气体引导至所述排放主管的过渡管，所述过渡管的一端与所述炉尾罩的顶部连通，过渡管的另一端与排放主管连通，所述排放主管或过渡管上设有用于控制紧急排放管通断的紧急排放阀。

上述的炉尾紧急出口，优选的，所述过渡管包括竖直设置的过渡竖管和倾斜设置的过渡斜管，所述过渡竖管的一端与炉尾罩的顶部直接连通，过渡竖管的另一端密封封闭，所述过渡斜管的一端与过渡竖管连通，过渡斜管的另一端密封封闭，所述排放主管的一端与所述过渡斜管连通。

上述的炉尾紧急出口，优选的，所述过渡竖管的侧面开设有竖管开口，所述过渡斜管通过竖管开口与过渡竖管连通，所述过渡斜管的侧面开设有斜管开口，所述排放主管通过斜管开口与过渡斜管连通。

上述的炉尾紧急出口，优选的，所述紧急排放阀为哈氏合金钟阀，所述哈氏合金钟阀设置在所述过渡竖管与炉尾罩的连通口处。

上述的炉尾紧急出口，优选的，所述紧急排放阀为碳钢体蝶阀，所述蝶阀设置在所述排放主管上。

上述的炉尾紧急出口，优选的，所述蝶阀包括阀体、阀杆和蝶板，所述阀杆靠近所述阀体与蝶板的交界处设置，且阀杆沿蝶板的径向穿过蝶板。

上述的炉尾紧急出口，优选的，所述蝶板的打开方向与所述排放主管内的物料流向相同。

上述的炉尾紧急出口，优选的，所述过渡竖管和过渡斜管的封闭端均采用盲板密封封闭。

上述的炉尾紧急出口，优选的，所述排渣管垂直设置且与所述炉尾罩的底部直接连通。

作为一个总的技术构思，本实用新型还提供了一种用于氢氟酸生产工艺的反应炉，包括炉头、炉体和炉尾，所述炉尾设有上述的炉尾紧急出口。

上述的反应炉，优选的，所述炉尾处设有炉尾端盖，所述炉尾端盖上设有炉尾石膏排渣装置，所述炉尾石膏排渣装置包括排渣口、螺旋排料装置和一个料勺，所述排渣口开设于反应炉炉尾端盖的中心位置，所述螺旋排料装置与所述排渣口相连，所述料勺设置于炉尾端盖的内侧面上，所述料勺包括出口端和用于铲起反应炉内石膏渣的入口端，所述料勺的出口端与所述排渣口连通，所述料勺的出口端上设有便于将石膏渣导流排出的导流板，所述导流板倾斜设置。

上述的反应炉，优选的，所述料勺包括第一侧板、第二侧板和第三侧板，所述第一侧板和第二侧板间隔设置且一侧均固接于所述炉尾端盖上，所述第三侧板的两侧分别与第一侧板和第二侧板的另一侧固接，所述第一侧板、第二侧板和第三侧板靠近所述排渣口的一端均与所述导流板固接，所述第一侧板、第二侧板、第三侧板和导流板围合组成供石膏渣流通排出的空心排料通道。

上述的反应炉，优选的，所述排渣口上设有用于防止石膏渣回流的挡板。

上述的反应炉，优选的，所述导流板的两侧分别与所述第一侧板和第二侧板固接，所述导流板的一端与所述第三侧板固接，所述导流板的另一端与所述挡板固接。

上述的反应炉，优选的，所述导流板与水平面的夹角α为55°～65°。

上述的反应炉，优选的，所述导流板为朝所述空心排料通道的外侧凸出的弧形板。

上述的反应炉，优选的，所述第二侧板和第三侧板的一端延伸至反应炉筒体的内壁处，所述第一侧板的一端与反应炉筒体的内壁之间留有间距。

上述的反应炉，优选的，所述炉尾端盖的直径为D，所述第一侧板和第二侧板之间的距离为(0.14～0.17)D。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的用于氢氟酸生产工艺的反应炉炉尾紧急出口，出现紧急工况时可通过紧急排放管将气体排出，紧急排放管包括连通的排放主管和过渡管，在排放主管或过渡管上设置紧急排放阀均能控制紧急排放管的通断，对于质量较轻的气体，过渡管能够起到引导作用，将其引导至排放主管中进行后续处理，对于炉尾罩中的粉体，由于粉体质量较气体重，其很难穿过过渡管到达排放主管，大部分漂浮的粉体被过渡管拦截然后落回至炉尾罩，有效避免了紧急排放管的堵塞，本实用新型的反应炉在出现紧急工况时，炉尾紧急出口能够有效动作，使用可靠。

附图说明

图1是实施例1的用于氢氟酸生产工艺的反应炉的主视结构示意图。

图2是实施例1的反应炉炉尾紧急出口的主视结构示意图。

图3是实施例1的反应炉炉尾石膏排渣装置的主视结构示意图。

图4是实施例1的反应炉炉尾石膏排渣装置的侧视结构示意图。

图5是实施例2的反应炉炉尾紧急出口的主视结构示意图。

图例说明：

1、炉尾罩；2、紧急排放管；21、排放主管；22、过渡管；221、过渡竖管；222、过渡斜管；3、排渣管；4、紧急排放阀；a、炉头；b、炉体；c、炉尾；b1、排渣口；b11、挡板；b2、螺旋排料装置；b3、料勺；b31、第一侧板；b32、第二侧板；b33、第三侧板；b34、导流板；b4、炉尾端盖。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本实用新型做更全面、细致地描述，但本实用新型的保护范围并不限于以下具体实施例。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供了一种用于氢氟酸生产工艺的反应炉，包括炉头a、炉体b和炉尾c，炉尾c处设有炉尾紧急出口，在异常紧急工况时，炉尾紧急出口便于将反应炉中的氟化氢气体排出处理。

如图2所示，本实施例的反应炉炉尾紧急出口，包括与反应炉的内腔相连通的炉尾罩1，炉尾罩1的顶部设有用于紧急排放反应炉中气体的紧急排放管2，炉尾罩1的底部设有用于将反应炉中的石膏排出的排渣管3，紧急排放管2包括水平设置的排放主管21和用于将气体引导至排放主管21的过渡管22，过渡管22的一端与炉尾罩1的顶部连通，过渡管22的另一端与排放主管21连通，排放主管21或过渡管22上设有用于控制紧急排放管2通断的紧急排放阀4。紧急排放阀4能够控制紧急排放管2的通断，对于气体过渡管22能够将其引导至排放主管21中排出，对于炉尾罩1中漂浮的固态粉体颗粒，过渡管22能够起到拦截作用，避免其进入排放主管21中导致结死堵塞，进入过渡管22的粉体也会下滑回炉尾罩1中，保证紧急排放管2处于通畅状态不被堵塞。

本实施例中，过渡管22包括竖直设置的过渡竖管221和倾斜设置的过渡斜管222，过渡竖管221的一端与炉尾罩1的顶部直接连通，过渡竖管221的另一端密封封闭，过渡斜管222的一端与过渡竖管221连通，过渡斜管222的另一端密封封闭，排放主管21的一端与过渡斜管222连通。过渡竖管221竖直设置在炉尾罩1的顶部，不仅便于气体排出，竖直设置还能截断大部分漂浮的粉体，且粉体难以附着在壁上只能滑落回炉尾罩1中，即便存在少量粉体能进入过渡斜管222，倾斜设置的过渡斜管222也能有效阻拦这部分粉体，落下的粉体会沿倾斜的壁滑落回炉尾罩1中，采用过渡竖管221和过渡斜管222的结构基本能够避免粉体进入排放主管21而造成结死或堵塞，保证紧急排放管2的畅通。

本实施例中，过渡竖管221的侧面开设有竖管开口，过渡斜管222通过竖管开口与过渡竖管221连通，过渡斜管222的侧面开设有斜管开口，排放主管21通过斜管开口与过渡斜管222连通。过渡竖管221的顶端封闭，采用侧面开口的形式与过渡斜管222连通，封闭的顶端能够起到拦截粉体的作用，同样过渡斜管222的顶端封闭，采用侧面开口的形式与排放主管21连通，也能提高对粉体的拦截效果。

本实施例中，紧急排放阀4为碳钢体蝶阀，蝶阀设置在排放主管21上。碳钢体蝶阀能够有效隔断封闭紧急排放管，具有成本低，维护更换方便容易等优点，由于碳钢体蝶阀安装设置在水平设置的排放主管21上，过渡竖管221和过渡斜管222能够拦截大部分粉体，避免了粉体过多结死在碳钢体蝶阀上导致阀门失灵，大幅减小了炉尾罩内的粉尘对紧急排放阀的影响，提高了碳钢体蝶阀的使用寿命，且将紧急排放阀设置在水平的排放主管上便于更换维护，缩短了维修的时间，提高了有效生产时间，有利于增加产量提高效益。

本实施例中，蝶阀包括阀体、阀杆和蝶板，阀杆靠近阀体与蝶板的交界处设置，且阀杆沿蝶板的径向穿过蝶板。采用偏心结构的蝶阀，阀杆设置在靠近排放主管21管壁处的位置，相比于设置在中心位置的蝶阀，粉体等杂质不易结死在位于两侧的阀杆处，可靠性更好。

本实施例中，蝶板的打开方向与排放主管21内的物料流向相同。流向相同设置在物料流过时会对碟板处的物料有一个冲洗作用，将粉体物料向后冲走避免结在碟板上导致密封不严或动作不灵活。

本实施例中，过渡竖管221和过渡斜管222的封闭端均采用盲板密封封闭。过渡竖管221和过渡斜管222的封闭端的盲板能够起到提高阻隔粉体效果的作用，当需要清洗或检修时，也能快速拆除盲板对过渡竖管221和过渡斜管222的内部进行处理。

本实施例中，过渡斜管222上位于过渡斜管222与过渡竖管221连接端和斜管开口之间的位置上设有盲板。具体的，可以通过此盲板将排放主管21以及部分过渡斜管222与炉尾罩1隔断，进而对后端的管路进行临时的检维修。

本实施例中，排渣管4垂直设置且与炉尾罩2的底部直接连通。这样设置便于将石膏渣排出。

如图3和图4所示，本实施例的反应炉在炉尾c处还设有炉尾端盖b4，炉尾端盖b4上设有炉尾石膏排渣装置，炉尾石膏排渣装置包括排渣口b1、螺旋排料装置b2和一个料勺b3，排渣口b1开设于反应炉炉尾端盖b4的中心位置，螺旋排料装置b2与排渣口b1相连，料勺b3设置于炉尾端盖b4的内侧面上，料勺b3包括出口端和用于铲起反应炉内石膏渣的入口端，料勺b3的出口端与排渣口b1连通，料勺b3的出口端上设有便于将石膏渣导流排出的导流板b34，导流板b34倾斜设置。具体的，螺旋排料装置b2的出口端与炉尾罩1的入口端连通。反应炉运行时会绕反应炉的轴线360度旋转，同时反应产生的石膏渣被推送至反应炉的炉尾c处，反应炉旋转时会带动炉尾石膏排渣装置旋转，当料勺b3旋转至下部时，料勺b3的入口端将沉在反应炉底部的石膏渣铲入料勺b3中，随着反应炉的继续旋转，料勺b3旋转至上部，铲入料勺b3中的石膏渣在重力的作用下从料勺b3的入口端滑至料勺b3的出口端，在导流板b34的引导下，石膏渣能快速滑入排渣口b1然后进螺旋排料装置b2排出，不会在排渣口b1聚集导致结堵卡死等问题，尽管料勺b3的数量只有一个能铲起的石膏渣量有限，但彻底解决了石膏渣从其余料勺b3漏出的问题，提高了排料效率。

本实施例中，料勺b3包括第一侧板b31、第二侧板b32和第三侧板b33，第一侧板b31和第二侧板b32间隔设置且一侧均固接于炉尾端盖b4上，第三侧板b33的两侧分别与第一侧板b31和第二侧板b32的另一侧固接，第一侧板b31、第二侧板b32和第三侧板b33靠近排渣口b1的一端均与导流板b34固接，第一侧板b31、第二侧板b32、第三侧板b33和导流板b34围合组成供石膏渣流通排出的空心排料通道。具体的，第一侧板b31和第二侧板b32相互平行设置，第一侧板b31和第二侧板b32之间的间距大于排渣口b1的宽度，将排渣口b1完全覆盖在料勺b3中，第一侧板b31、第二侧板b32、第三侧板b33和导流板b34围合构成一个长方体状的空心排料通道，石膏渣从料勺b3的入口端被铲起进入空心排料通道，然后流至料勺b3的出口端再从排渣口b1排出，空心排料通道能有效防止被铲起的石膏渣回落至反应炉底部，提高了排料的效率。

本实施例中，排渣口b1上设有用于防止石膏渣回流的挡板b11。具体的，挡板b11为覆盖在部分排渣口b1上的平板。若不设置挡板，当排渣口b1处聚集了过多的石膏渣时，螺旋排料装置b2来不及将全部石膏渣排出，推送料时会将部分石膏渣后压导致结死堵塞，挡板b11能防止排渣口b1聚集过多的石膏渣，避免料勺结死堵塞，提高了排料效率。

本实施例中，导流板b34的两侧分别与第一侧板b31和第二侧板b32固接，导流板b34的一端与第三侧板b33固接，导流板b34的另一端与挡板b11固接。导流板b34与第一侧板b31、第二侧板b32、第三侧板b33密封连接，防止料勺b3内的石膏渣漏回至反应炉中，同时导流板b34配合挡板b11避免料勺的出口端被结死堵塞，提高了排料效率。

本实施例中，导流板b34与水平面的夹角α为60°。夹角α过大会导致料勺b3空心排料通道的体积减小，减少了铲起的石膏渣的量，夹角α过小导流板b34的导流效果差，不能有效将石膏渣导流至排渣口b1处，会导致石膏渣在导流板b34处积料。

本实施例中，导流板b34为朝空心排料通道的外侧凸出的弧形板。具体的，当料勺b3旋转至反应炉上方时，向外侧凸出的弧形板呈两边高中间低的形状，且弧形板的两边关于中间最低处对称。采用弧形板结构导流效果更好，不仅能将料勺b3中的石膏渣引导至排渣口b1处，相比于平板而言，弧形板结构的导流板b34还能将两边高处的石膏渣向中间聚集，使石膏渣尽可能处于流动的状态，避免长时间停留造成结死的问题。

本实施例中，第二侧板b32和第三侧板b33的一端延伸至反应炉筒体的内壁处，第一侧板b31的一端与反应炉筒体的内壁之间留有间距。第一侧板b31较短，从而在第一侧板b31与反应炉筒体的内壁之间的间距形成了将石膏渣铲入空心排料通道的进料口，第二侧板b32和第三侧板b33较长，保证每旋转一周能铲起更多的石膏渣。

本实施例中，炉尾端盖b4的直径为3.5m，第一侧板b31和第二侧板b32之间的距离为0.55m，即空心排料通道的宽度为0.55m。第一侧板b31和第二侧板b32之间的距离过大会导致石膏渣来不及从排渣口b1排出，石膏长时间积在料勺b3中产生结死堵塞，距离过小导致每次能铲起并排出的石膏渣量有限，第一侧板b31和第二侧板b32之间的距离控制在这一范围内保证物料能够充分及时地排出。

实施例2：

本实施例的用于氢氟酸生产工艺的反应炉，与实施例1基本相同，主要不同之处在于反应炉的炉尾紧急出口的紧急排放阀4，如图5所示，本实施例中，紧急排放阀4为哈氏合金钟阀，哈氏合金钟阀设置在过渡竖管221与炉尾罩1的连通口处。具体的，紧急排放阀4为C-4哈氏合金钟阀。钟阀设置在过渡竖管221与炉尾罩1的连通口处，能避免粉体进入紧急排放管2，能有效保证紧急排放管2的通畅，出现紧急异常工况时，钟阀的阀体下落打开紧急排放管2，气体从紧急排放管2排出，在紧急排放气体的时，过渡竖管221和过渡斜管222也能起到拦截粉体进入排放主管21的作用。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。

设计图

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