氯化氢合成炉的点火装置及其点火方法

摘要

本发明涉及一种氯化氢合成炉的点火装置，其特征在于：包括筒状罩壳，所述筒状罩壳分为炉内段和炉外段，并通过法兰连接；所述筒状罩壳炉外段上设有空气连接口；所述筒状罩壳内设有并行设置电弧点火枪，燃气管，火焰探针，所述火焰探针的长度大于所述燃气管、电弧点火枪，所述火焰探针头部铠装热电偶；所述筒状罩壳的炉内段包括前套筒和后套筒，所述前套筒与后套筒螺纹连接，其间对旋流板压紧固定，所述旋流板呈圆形，内部开孔，孔内等角度均布开设6-10个相同的弧线槽，所述弧线槽的横截面由两段半径不等的弧线构成；所述旋流板的位置与燃气管喷嘴的位置对应；所述旋流板的后方的前套筒内壁上固定设有挡圈。

权利要求

1.一种氯化氢合成炉的点火装置，其特征在于：

包括筒状罩壳，所述筒状罩壳分为炉内段和炉外段，并通过法兰（6）连接；

所述筒状罩壳炉外段上设有空气连接口（5）；

所述筒状罩壳内设有并行设置电弧点火枪（17），燃气管（8），火焰探针（12），所述火焰探针（12）的长度大于所述燃气管（8）、电弧点火枪（17），所述火焰探针头部铠装热电偶；

所述筒状罩壳的炉内段包括前套筒（13）和后套筒（7），所述前套筒（13）与后套筒（7）螺纹连接，其间对旋流板（11）压紧固定，所述旋流板（11）呈圆形，内部开孔，孔内等角度均布开设6-10个相同的弧线槽，所述弧线槽的横截面由两段半径不等的弧线构成；

所述旋流板（11）的位置与燃气管（8）喷嘴（10）的位置对应；

所述旋流板（11）的后方的前套筒（13）内壁上固定设有挡圈（9）。

2.如权利要求1所述的氯化氢合成炉的点火装置，其特征在于：所述弧线槽的槽深

3mm，槽宽3mm。

3.如权利要求2所述的氯化氢合成炉的点火装置，其特征在于：所述弧线槽的数量为8个。

4.一种如权利要求1所述的氯化氢合成炉的点火装置进行点火的方法，其特征在于：压缩空气供气管路上设置电子调节阀；

氢气与小量压缩空气通入所述点火装置内，电弧点火枪（17）将燃气管（8）头部的氢气点燃；

火焰探针（12）探测温度，若达到设定温度，火焰探针反馈控制系统，电子调节阀加大开度，压缩空气加大压力吹入点火装置，火焰向前喷射，完成氯化氢合成炉点火；若未达到设定温度，火焰探针反馈控制系统，切断氢气与压缩空气的供给，从空气连接口（5）通入氮气。

说明书

氯化氢合成炉的点火装置及其点火方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种氯化氢合成炉的点火装置及其点火方法，属于氯化氢制备技术领域。

背景技术

[0002] 氯化氢合成工况极其复杂，具有强腐蚀性。氯化氢合成炉长期来一直采用人工点火的方式。近些年来，也有采用一种推进型的自动点火装置，在合成炉需要点火的时候，电弧点火枪通过气缸推入炉内，点火完成后再退出来，该装置具有诸多缺陷：

[0003] 首先，由于利用到气缸，因此需要提供气缸行程，因此体积较大，尤其裸露在合成炉外部分的体积很大，如附图1所示，它的体积特别庞大，运动行程长，推进式电弧点火枪的内侧点火棒、喷气管、测量管是可运动的，点完火以后在气缸的控制下，必须退至截止球阀左侧，整个行程一般需要650mm。推进式电弧点火枪的运动长度决定了推进式电弧点火枪外部配置气缸的大小，气缸的行程必须大于650mm,所以推进式电弧点火枪的总长度一般在2000mm左右，暴露在设备外部的部分接近1200mm,如此庞大的体积，外部的气缸必须安装托架，才能支撑起推进式电弧点火枪的气缸。

[0004] 第二，推进式电弧点火枪的内侧点火棒、喷气管、测量管在燃烧时已经在腐蚀工况下运行，当完成引火后退出，腐蚀气体已吸附在点火棒、喷气管、测量管上，并且退至大气的环境下吸附水以后变成稀酸，实际上更容易腐蚀点火棒、喷气管、测量管；退出后必须进行清洗，才能减少腐蚀，但大大的增加了劳动强度。推进式电弧点火枪外部有庞大的体积，在合成炉周围存在腐蚀性气体，对推进式电弧点火枪外部同样产生非常严重的腐蚀。

[0005] 第三，现有的氯化氢合成炉点火装置，点火时，空气与氢气往往混合不够充分，导致点火的成功率不高。

[0006] 第四，现有的氯化氢合成炉点火装置，点火时，电弧点火枪头部的火焰往往呈发散状，容易被气流吹散，从而导致点火的成功率不高。

发明内容

[0007] 本发明需要解决的技术问题是:现有的氯化氢合成炉点火装置体积，采用气缸推进式的结构，体积庞大，而且气缸必须安装托架，结构复杂；容易被腐蚀；点火时，空气与氢气往往混合不够充分，电弧点火枪头部的火焰容易被气流吹散，从而导致点火的成功率不高。

[0008] 本发明采取以下技术方案：

[0009] 一种氯化氢合成炉的点火装置，包括筒状罩壳，所述筒状罩壳分为炉内段和炉外段，并通过法兰6连接；所述筒状罩壳炉外段上设有空气连接口5；所述筒状罩壳内设有并行设置电弧点火枪17，燃气管8，火焰探针12，所述火焰探针12的长度大于所述燃气管8、电弧点火枪17，所述火焰探针头部铠装热电偶；所述筒状罩壳的炉内段包括前套筒13和后套筒7，所述前套筒13与后套筒7螺纹连接，其间对旋流板11压紧固定，所述旋流板11呈圆形，内部开孔，孔内等角度均布开设6-10个相同的弧线槽，所述弧线槽的横截面由两段半径不等的弧线构成；所述旋流板11的位置与燃气管8喷嘴10的位置对应；所述旋流板11的后方的前套筒13内壁上固定设有挡圈9。

[0010] 本氯化氢合成炉的点火装置的特点是，通过设置挡圈9，使得空气经过挡圈9时加速，被加速的空气再向前经过旋流板11，由于旋流板11上的弧线槽的作用，整个气流发生旋转，气流的旋转时内旋的方式，在氢气被点燃后，火焰同样呈内旋的状态，包络线更加清晰，火焰有力，不会被炉内气流吹散，使火焰集中度提高，喷射的更长，可覆盖整个氯化氢合成炉。

[0011] 进一步的，所述弧线槽的槽深3mm，槽宽3mm。

[0012] 更进一步的，所述弧线槽的数量为8个。

[0013] 一种氯化氢合成炉的点火装置进行点火的方法，压缩空气供气管路上设置电子调节阀；氢气与小量压缩空气通入所述点火装置内，电弧点火枪17将燃气管头部的氢气点燃；火焰探针12探测温度，若达到设定温度，火焰探针反馈控制系统，电子调节阀加大开度，压缩空气加大压力吹入点火装置，火焰向前喷射，完成氯化氢合成炉点火；若未达到设定温度，火焰探针反馈控制系统，切断氢气与压缩空气的供给，从空气连接口5通入氮气。

[0014] 本点火方法结合上述氯化氢合成炉结构上的特点，主要特点是，首先通入小量的空气，电弧点火枪17将燃气管8头部喷嘴10的氢气点燃，由于挡圈9和旋流板11的共同作用，空气气流呈内旋的形态向前行进，火焰同样呈内旋的状态，包络线更加清晰，火焰有力，不会被炉内气流吹散，待火焰探针12探测到设定的温度后，反馈给控制系统，空气供气管路上的电子调节阀加大开度，内旋的空气流速大大提升，使火焰向前喷出，由于火焰集中度很高，喷射距离加长，可覆盖整个合成炉装置，点火成功率大大提高。

[0015] 本发明的有益效果在于：

[0016] 1）氯化氢合成炉的点火成功率大大提高。

[0017] 2）耐腐蚀性能佳。

[0018] 3）点火方式及点火控制系统具有明显改善。

[0019] 4）挡圈和旋流板的使用构思巧妙，成本低廉，效果显著。

[0020] 5）整个点火装置结构紧凑，无运动部件，尤其炉外段体积小，节省空间。

附图说明

[0021] 图1是现有技术的采用气缸推进式的点火装置的结构示意图。

[0022] 图2是本发明的氯化氢合成炉点火装置的结构示意图。

[0023] 图3是图2中，筒状罩壳炉内段的前套筒和后套筒的结构示意图。其中，图3-a是后套筒，图3-b是前套筒。

[0024] 图4是图3中的前套筒和后套筒进行螺纹装配，前套筒的凹槽和后套筒的凸台将旋流板压紧固定的结构示意图。

[0025] 图5是旋流板的正面示意图。

[0026] 图6是图5中旋流板的中剖面的剖面图。

[0027] 图7是火焰探针的结构示意图，其前端铠装热电偶，用于测量火焰温度。

[0028] 图8是电弧点火枪的结构示意图。

[0029] 图9是燃气管头部的喷嘴的剖面图。

[0030] 图10是本发明的氯化氢合成炉点火装置的工艺流程示意图，其中，压缩空气通道包括一个电子调节阀，该电子调节阀受到火焰探针检测温度的电信号，能调节开度，控制空气流量，也能完全关闭，停止空气供给。

[0031] 其中，1、接线盒，2、盒盖，3、燃气室，4、空气室法兰，5、空气连接口，6、法兰，7、后套筒，8、燃气管，10、喷嘴，11、旋流板，12、火焰探针，13、前套筒，17、电弧点火枪。

具体实施方式

[0032] 下面结合具体实施例对本发明进一步说明。

[0033] 参见图2，该点火装置没有运动部件。图中可以看到，该氯化氢合成炉的点火装置，包括筒状罩壳，所述筒状罩壳分为炉内段和炉外段，并通过法兰6连接；所述筒状罩壳炉外段上设有空气连接口5；所述筒状罩壳内设有并行设置电弧点火枪17，燃气管8，火焰探针12，所述火焰探针12的长度大于所述燃气管8、电弧点火枪17，所述火焰探针头部铠装热电偶；

[0034] 参见图3、4，所述筒状罩壳的炉内段包括前套筒13和后套筒7，所述前套筒13与后套筒7螺纹连接，其间对旋流板11压紧固定。

[0035] 参见图5、6，所述旋流板11呈圆形，内部开孔，孔内等角度均布开设8个形状相同的弧线槽，所述弧线槽的横截面由两段半径不等的弧线构成，两端弧线的半径分别为3.48mm和1.28mm。

[0036] 参见图2，所述旋流板11的位置与燃气管8喷嘴10的位置对应；所述旋流板11的后方的前套筒13内壁上固定设有挡圈9。

[0037] 点火装置右侧是伸进炉膛的部分，它的长度相当于现有技术推进式点火装置的右侧长度，但右侧筒状罩壳内径仅为40mm,并且使用了耐腐蚀的合金材料；电弧点火枪17利用半导体具有的雪崩特性，瞬间产生能量，它是能量式的放电装置，该放点装置放电时的能量达到5J，足以完成固态煤粉或雾化柴油的点燃。

[0038] 旋流板11在起到内旋与加速气流的作用，在安装旋流板的前段100mm处安装一片收缩的挡圈9，空气在此处加速，在加速空气的推动下气流经过旋流板，旋流板360°开有8个相同形状的上述的弧线槽，槽深3mm，槽宽3mm；整个气流发生旋转，气流的旋转是内旋方式，在燃气点燃后，火焰同样成内旋状态，火包络线更加清晰，火焰有力，不会被炉内气流吹散，使火焰集中度提高，喷射的更长，此枪火焰的有效距离为800mm，可覆盖整个合成炉内部。

[0039] 参见图7，火焰探针为离子探针，利用其前端铠装的热电偶，采用不同种材料探测产生的电势差来判断火焰的燃烧点，采用耐腐蚀材料，长期远行不腐蚀。

[0040] 参见图8，采用低压高能半导体发火技术，电压约2500v，固化封装，所谓固化封装是指在点火棒的二极除了半导体材料以外，还有用于固定与密封的材料，确保点火棒中心极牢固与二极间密封，此材料必须是耐高温的，并且它的热膨胀系数相当好，或者说它的热膨胀系数等于合金材料的热膨胀系数；耐高温1000度，发火能量5J，是一般高压变压器发火能量的50倍；所以在此工况下自设计新型点火枪的点火成功率为100%，

[0041] 参见图9，喷嘴与图8所示的燃气管的头部连接。氢气流加速，在点燃的氢气火焰下，和旋转式空气混合下，火焰可以喷射的更远。同样采用耐腐蚀材料，长期运行不腐蚀。

[0042] 参见图10，图10表示了本点火装置进行点火的工艺流程，首先通入小量的空气，电弧点火枪17将燃气管8头部喷嘴10的氢气点燃，由于挡圈9和旋流板11的共同作用，空气气流呈内旋的形态向前行进，火焰同样呈内旋的状态，包络线更加清晰，火焰有力，不会被炉内气流吹散，待火焰探针12探测到设定的温度后，反馈给控制系统，空气供气管路上的电子调节阀加大开度，内旋的空气流速大大提升，使火焰向前喷出，由于火焰集中度很高，喷射距离加长，可覆盖整个合成炉装置，点火成功率大大提高。