[發(fā)明專利]一種高溫氣體急速冷卻的裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910967461.9
• 申請日: 2019-10-12
• 公開（公告）號: CN112648625B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設計）人: 宋明焱;陳毅峰;喬小飛;柯長顥;王京奎;賈海兵;趙楠;姜進科;劉鵬;于天勇;宋艷;楊在剛;羅務習;徐長寶;劉俊賢;國建茂
• 申請（專利權）人: 萬華化學集團股份有限公司;萬華化學（寧波）有限公司
• 主分類號: F23G5/44
• 分類號: F23G5/44;F23G5/46;F23J15/06
• 代理公司: 北京卓恒知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 唐曙暉

本發(fā)明涉及一種高溫氣體急速冷卻的裝置和方法，包括一個或多個相互連接在一起的圓筒狀外殼，外殼外側的夾套，至少位于第一外殼內(nèi)部的內(nèi)筒體，密封第一圓筒狀外殼及第一圓筒狀外殼內(nèi)的內(nèi)筒體頂部的隔熱墊片，沿外殼的壁分布、連通夾套內(nèi)腔與外殼內(nèi)部的用于將夾套內(nèi)液體分布到外殼內(nèi)的內(nèi)構件，設于隔熱墊片上的高溫氣體入口，位于外殼底部或最后一個外殼底部的氣液兩相出口，與夾套內(nèi)部連接的冷卻液進出口。該方法可以取代過濾器及冷卻器，有效降低含固體氣體冷卻堵塞的風險，使腐蝕氣體的冷卻能夠更加安全可靠，使得裝置能夠長周期運行，同時提高了特殊材質(zhì)的應用范圍，其可以廣泛應用于HCl氧化、裂解氣及焚燒系統(tǒng)廢氣處理領域。

技術領域

本發(fā)明涉及一種高溫氣體急速冷卻的裝置和方法，可以適用于含固體的、強腐蝕性的氣體，屬于化工設備應用領域，尤其涉及一種急冷裝置及流程，其可以廣泛應用于HCl氧化、裂解氣及焚燒系統(tǒng)廢氣處理領域。

背景技術

在異氰酸酯工藝中，氯平衡是影響產(chǎn)品成本的重要指標，目前處理HCl最常用的方法有：1)直接用堿液吸收，造成了氯資源的大量浪費；2)制造氯乙烯等產(chǎn)品，利潤較低，產(chǎn)品沒有競爭力；3)Deacon催化氧化方法，將HCl直接氧化成氯氣，可以實現(xiàn)氯循環(huán)使用。CN101511728B介紹了這種方法。通過對此專利中的工藝及設備分析，高溫反應氣中含有HCl、Cl₂、O₂及水，需使用鎳材及鉭材換熱器，才能滿足高溫腐蝕氣體從400℃冷卻到150℃的要求。因為鎳基材質(zhì)可以耐受高溫HCl及Cl₂，但是不能耐受水析出，含酸液體對于鎳基材質(zhì)腐蝕嚴重，鉭材可能耐受任意濃度的鹽酸溶液，但是使用溫度不能超過260℃。同時反應氣中夾帶的催化劑顆粒也容易造成管殼式換熱器的堵塞，使得裝置不能穩(wěn)定運行。

針對以上的工藝難點，需尋求一種新的HCl氧化高溫氣體的冷卻方法，替代目前傳統(tǒng)的冷卻方法，減少裝置投資，增加裝置運行的穩(wěn)定性，以避免目前工藝中存在的設備投資高及換熱器堵塞問題。

焚燒含氯等鹵素的危險廢物時，出焚燒爐的煙氣溫度為1100℃，有害物質(zhì)基本被分解，但是在200-500℃的范圍內(nèi)微量有害物質(zhì)可以重新合成，所以需要對煙氣進行急速冷卻，專利CN206234834U提供了一種急冷塔用于快速冷卻高溫強腐蝕性煙氣，為延長塔使用壽命，急冷塔采用噴嘴在塔內(nèi)壁上形成水膜，隔離高溫煙氣與塔體內(nèi)壁，對塔體形成保護。此保護方法無法保證水膜的穩(wěn)定性，因為水膜的厚度也受到高溫氣體速度的影響，一旦局部出現(xiàn)干壁，就會造成塔體不可逆的損壞，如不能及時發(fā)現(xiàn)可能會造成嚴重的安全事故。傳統(tǒng)的內(nèi)襯耐熱膠泥的方法，在高低溫不停切換的工藝條件下，開裂現(xiàn)象嚴重，且處于裝置內(nèi)部，不易被發(fā)現(xiàn)。CN208269684U公布了一種高溫煙氣急冷的設備，但是材質(zhì)為石墨，許多工藝場合的應用受限。

針對以上的工藝難點，需尋求一種新的高溫煙氣的急冷方法，替代目前傳統(tǒng)的冷卻方法，避免目前工藝中存在的塔器干壁損壞及耐熱膠泥開裂問題，保障裝置安全運行，避免安全事故的發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種高溫氣體急速冷卻的裝置和方法，可以適用于含固體的、強腐蝕性的氣體，包括急冷裝置及急冷裝置應用所需要的流程。該方法可以克服換熱器堵塞、取代過濾器及冷卻器，有效降低含固體氣體冷卻堵塞的風險，使腐蝕氣體的冷卻能夠更加安全可靠，使得裝置能夠長周期運行，同時克服特殊材質(zhì)的應用受限問題，其可以廣泛應用于HCl氧化、裂解氣及焚燒系統(tǒng)廢氣處理領域。

為達到上述目的，本發(fā)明提出的技術方案如下：一種高溫氣體急速冷卻的裝置，可以適用于含固體的、強腐蝕性的氣體，包括：一個或多個相互連接在一起的圓筒狀外殼(即第一至第n圓筒狀外殼，n例如可以為1-6，優(yōu)選2-3)，圓筒狀外殼外側的夾套，至少位于第一圓筒狀外殼內(nèi)部的內(nèi)筒體，密封第一圓筒狀外殼及第一圓筒狀外殼內(nèi)的內(nèi)筒體頂部的隔熱墊片，沿外殼的壁分布、連通夾套內(nèi)腔與圓筒狀外殼內(nèi)部的用于將夾套內(nèi)液體分布到圓筒狀外殼內(nèi)的內(nèi)構件，設于隔熱墊片上的高溫氣體入口，位于圓筒狀外殼底部或最后一個圓筒狀外殼底部(在多個圓筒狀外殼連接在一起的情況下)的氣液兩相出口，與夾套內(nèi)部連接的冷卻液進出口。