氫氰酸制備系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種氫氰酸制備系統(tǒng)，包括氫氰酸生成裝置和將其生產(chǎn)的氫氰酸反應氣體液化提純的氫氰酸液化提純裝置，氫氰酸生成裝置包括容納氫氰酸反應氣體的反應罐；還包括利用氫氰酸反應余熱產(chǎn)生蒸汽的蒸汽發(fā)生裝置，包括位于反應罐內(nèi)的第一蛇形管、位于反應罐外的鍋爐和汽包，第一蛇形管的入口與軟水泵連通，第一蛇形管的出口與汽包的循環(huán)入口連通。氫氰酸反應過程中的余熱可以對第一蛇形管中的液態(tài)水進行熱交換，使其蒸發(fā)變成水蒸氣進行再利用，而高溫氣體均勻分布在第一蛇形管的周圍，使得第一蛇形管受熱均勻、不易開裂。
【專利說明】氫氰酸制備系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種氫氰酸反應制備系統(tǒng)，特別涉及一種可將余熱回收利用的氫氰酸制備系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]氰化氫(HCN)亦名(無水)氫氰酸，是一種劇毒化學品，在常溫常壓下極易擴散。氫氰酸的用途很廣，可用于制造尼龍、殺蟲劑、丙烯腈和丙烯酸樹脂，金銀銅等的電鍍，金銀等的采礦業(yè)，制藥，滅鼠藥等。
[0003]生產(chǎn)HCN的傳統(tǒng)工藝主要是氨氧化法。氨氧化法制備氫氰酸就是在氨氧化催化劑存在下，將氨源和氧源以及可氨氧化的有機物高溫轉(zhuǎn)化為氰化物的方法。采用的主要原料是甲烷、氨氣和氧氣，故又叫甲烷氨氧化法。該法是在常壓、1000°C左右的條件下，將原料混合氣通入由鉬、銠合金催化劑或由鉬銥合金制成的絲網(wǎng)壯催化劑床進行的氨氧化反應，其反應式為:2CH4+2NH3+302 — 2HCN+6H20。為保證產(chǎn)率，生產(chǎn)過程要求較高的溫度和較短的時間使反應速度達到平衡。直接法程序較簡單，這也是現(xiàn)在該法仍為主要生產(chǎn)方法的原因之一。但在這樣的高溫度條件下，有大量的熱量沒有被利用起來，造成了一定程度的浪費。
實用新型內(nèi)容
[0004]有鑒于此，本實用新型要解決的技術問題在于提供一種氫氰酸制備系統(tǒng)，可以充分利用氨氧化法制備氫氰酸過程中的余熱。
[0005]本實用新型的氫氰酸制備系統(tǒng)，包括
[0006]-氫氰酸生成裝置，用于生產(chǎn)氣體氫氰酸，包括括容納氫氰酸反應氣體的反應罐；
[0007]-氫氰酸液化提純裝置，將氫氰酸生成裝置生產(chǎn)的氫氰酸反應氣體液化提純；
[0008]還包括利用氫氰酸反應余熱產(chǎn)生蒸汽的蒸汽發(fā)生裝置，所述蒸汽發(fā)生裝置包括位于反應罐內(nèi)的第一蛇形管、位于反應罐外的鍋爐和汽包，所述第一蛇形管的入口與軟水泵連通，所述第一蛇形管的出口與汽包的循環(huán)入口連通。
[0009]進一步，所述氫氰酸液化提純裝置包括與反應罐氣體出口相連通的急冷器和與急冷器出口連通的壓縮冷卻器。
[0010]進一步，還包括尾氣處理裝置，所述尾氣處理裝置包括位于急冷器和冷卻器之間的氨冷卻吸收塔和與其頂部的氣體出口連接的氫氰酸回收系統(tǒng)。
[0011]進一步，所述汽包的飽和蒸汽進入鍋爐后與汽輪機輸入端連通，所述汽輪機輸輸出端與發(fā)電機連接。
[0012]進一步，所述反應罐內(nèi)設有第二蛇形管，所述第二蛇形管的入口與汽包的飽和蒸汽口連通，出口與汽輪機輸入端連通，所述汽輪機輸出端與發(fā)電機連接。
[0013]進一步，所述氫氰酸回收系統(tǒng)的尾氣出口與鍋爐連接，所述汽包的循環(huán)入口和循環(huán)出口分別與鍋爐連接。
[0014]進一步，所述第一蛇形管和第二蛇形管的直管內(nèi)同軸設有可轉(zhuǎn)動的螺旋紐帶，所述螺旋紐帶的螺旋方向與相應直管內(nèi)流體的流動方向一致。
[0015]進一步，所述反應罐由氣體入口至其內(nèi)部依次設有分布器、分布板和鉬網(wǎng)。
[0016]本實用新型的有益效果:本實用新型的氫氰酸制備系統(tǒng)，包括氫氰酸生成裝置和將其生產(chǎn)的氫氰酸反應氣體液化提純的氫氰酸液化提純裝置，氫氰酸生成裝置包括容納氫氰酸反應氣體的反應罐；還包括利用氫氰酸反應余熱產(chǎn)生蒸汽的蒸汽發(fā)生裝置，所述蒸汽發(fā)生裝置包括位于反應罐內(nèi)的第一蛇形管、位于反應罐外的鍋爐和汽包，所述第一蛇形管的入口與軟水泵連通，所述第一蛇形管的出口與汽包的循環(huán)入口連通。氫氰酸反應過程中的余熱可以對第一蛇形管中的液態(tài)水進行熱交換，使其蒸發(fā)變成水蒸氣進行再利用，由于高溫氣體均勻分布在第一蛇形管的周圍，使得第一蛇形管受熱均勻，相比蛇形管內(nèi)通高溫反應氣體、反應罐內(nèi)加水，第一蛇形管不易開裂。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述。
[0018]圖1為本實用新型的結(jié)構示意圖；
[0019]圖2為圖1中A部分放大視圖。

【具體實施方式】
[0020]以下將結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細說明，如圖所示:本實施例的氫氰酸制備系統(tǒng)包括氫氰酸生成裝置和氫氰酸液化提純裝置。其中，氫氰酸生成裝置用于生產(chǎn)氣體氫氰酸，包括反應罐101，反應罐由氣體入口至其內(nèi)部依次設有使反應氣體分布更均勻的分布器102和分布板103以及作為反應催化用的鉬網(wǎng)104，天然氣、氨氣和空氣作為氫氰酸反應介質(zhì)在反應罐內(nèi)以800-1200°C的條件下發(fā)生化學反應生成氫氰酸氣體；氫氰酸液化提純裝置，用以將氫氰酸生成裝置生產(chǎn)的氫氰酸反應氣體液化提純以滿足氫氰酸儲藏和使用要求。
[0021]由于氫氰酸反應是在800-1200°C的高溫條件進行，反應過程中有大量的余熱，為了將余熱充分利用，特別設置蒸汽發(fā)生裝置，其包括位于反應罐101內(nèi)的第一蛇形管201、位于反應罐外的鍋爐202和汽包203，所述第一蛇形管201的入口與軟水泵205連通，所述第一蛇形管的出口與汽包203的循環(huán)入口連通。氫氰酸反應過程中余熱可以對第一蛇形管201中的液態(tài)水進行熱交換，使其蒸發(fā)成水蒸氣，進而對水蒸氣進行再利用，由于反應中的余熱被利用，使得氫氰酸反應后生成的氫氰酸溫度為200-40(TC，大大降低了其溫度，便于后續(xù)液化提純。同時，由于高溫氣體均勻分布在第一蛇形管的周圍，使得第一蛇形管受熱均勻，相比蛇形管內(nèi)通高溫反應氣體、反應罐內(nèi)加水，第一蛇形管不易開裂。而將第一蛇形管中的水汽通入汽包203內(nèi)，使得從汽包203飽和蒸汽口出來的蒸汽氣壓達到Ι-lOMpa，提高了蒸汽壓力。
[0022]氫氰酸在水中的溶解度低，常需用大量的水來溶解，一般濃度在1_2%，而工業(yè)上氫氰酸水溶液的濃度要求較高，至少會在30%以上(大多數(shù)要求90%以上)，傳統(tǒng)的提高氫氰酸水溶液的濃度的方法是采用精餾方式來濃縮，在這個過程中需要蒸發(fā)大量的水，耗時長，耗能高。為此，本例中的氫氰酸液化提純裝置包括與反應罐101氣體出口相連通的急冷器301和與急冷器301出口連通的壓縮冷卻器302，通過壓縮機將氣體壓縮，然后再通過調(diào)節(jié)溫度使HCN和水冷凝下來，可以使氫氰酸水溶液的濃度達到90%以上。
[0023]作為上述技術方案的進一步改進，還包括尾氣處理裝置，所述尾氣處理裝置包括位于急冷器301和冷卻器302之間的氨冷卻吸收塔401和與其頂部的氣體出口連接的氫氰酸回收系統(tǒng)402，將氫氰酸生成裝置產(chǎn)生的氫氰酸反應氣體尾氣中的氨氣，以及將混在尾氣中的氫氰酸進行回收。
[0024]上述方案中從汽包203的飽和蒸汽出口排出的飽和蒸汽是帶水的，也叫“濕蒸汽”，為了進一步利用蒸汽，在反應罐101內(nèi)設有第二蛇形管501，所述第二蛇形管501的入口與汽包202的飽和蒸汽口連通，出口與汽輪機502輸入端連通，所述汽輪機502出端與發(fā)電機503連接。第二蛇形管501的作用把帶飽和蒸汽進行再加熱，在反應罐內(nèi)通過反應氣體余熱來提高蒸汽溫度，使飽和蒸汽中的水滴二次蒸發(fā)，使飽和蒸汽變成“干蒸汽”，通過第二蛇形管501后的蒸汽就成為過熱蒸汽，1-1OMpa的過熱蒸汽對汽輪機502的輸入葉片進行作功，使發(fā)電機503發(fā)電，將發(fā)電機503的輸出電力再應用到本系統(tǒng)中，可以節(jié)約電量。以生產(chǎn)一噸氫氰酸為例，傳統(tǒng)方法需消耗蒸汽10-12噸，用電1000度；采用該裝置后只需用1000度電，不用額外的購買蒸汽。另外，還可以另一種方式將汽包203的飽和蒸汽變成過熱蒸汽，即汽包203的飽和蒸汽出口的飽和蒸汽引入鍋爐202內(nèi)，在鍋爐內(nèi)高溫加熱，變成過熱蒸汽后再與汽輪機502輸入端連通，汽輪機502輸出端與發(fā)電機503連接。
[0025]作為上述技術方案的進一步改進，所述氫氰酸回收系統(tǒng)402的尾氣出口與鍋爐201連接，所述汽包的循環(huán)入口和循環(huán)出口分別與鍋爐202連接，將尾氣引入鍋爐201內(nèi)進行燃燒反應。
[0026]作為上述技術方案的進一步改進，所述第一蛇形管201和第二蛇形管501的直管內(nèi)同軸設有可轉(zhuǎn)動的螺旋紐帶601，所述螺旋紐帶601的螺旋方向與相應直管內(nèi)流體的流動方向一致。流體以一定壓力沖擊螺旋紐帶使其旋轉(zhuǎn)，而旋轉(zhuǎn)的螺旋紐帶又可以對流體進行作用，使其處于紊流狀態(tài)，增大了熱交換效率，同時可以防止第一交換器和第二交換器內(nèi)壁沾染污垢。
[0027]進一步，在反應罐101內(nèi)沿第一蛇形管201和第二蛇形管501的直管兩側(cè)設有分布網(wǎng)105，使第一蛇形管201和第二蛇形管501周圍的反應氣體分布更均勻，熱交換效率更高，保證第一蛇形管和第二蛇形管受熱均勻、不易開裂。
[0028]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1.一種氫氰酸制備系統(tǒng)，包括 氫氰酸生成裝置，用于生產(chǎn)氣體氫氰酸，包括容納氫氰酸反應氣體的反應罐(101); 氫氰酸液化提純裝置，將氫氰酸生成裝置生產(chǎn)的氫氰酸反應氣體液化提純； 其特征在于:還包括利用氫氰酸反應余熱產(chǎn)生蒸汽的蒸汽發(fā)生裝置，所述蒸汽發(fā)生裝置包括位于反應罐(101)內(nèi)的第一蛇形管(201)、位于反應罐外的鍋爐(202)和汽包(203)，所述第一蛇形管(201)的入口與軟水泵(205)連通，所述第一蛇形管的出口與汽包(203)的循環(huán)入口連通。
2.根據(jù)權利要求1所述的氫氰酸制備系統(tǒng)，其特征在于:所述氫氰酸液化提純裝置包括與反應罐(101)氣體出口相連通的急冷器(301)和與急冷器(301)出口連通的壓縮冷卻器(302)。
3.根據(jù)權利要求2所述的氫氰酸制備系統(tǒng)，其特征在于:還包括尾氣處理裝置，所述尾氣處理裝置包括位于急冷器(301)和冷卻器(302)之間的氨冷卻吸收塔(401)和與其頂部的氣體出口連接的氫氰酸回收系統(tǒng)(402)。
4.根據(jù)權利要求1所述的氫氰酸制備系統(tǒng)，其特征在于:所述汽包(203)的飽和蒸汽進入鍋爐(202 )后與汽輪機(502 )輸入端連通，所述汽輪機(502 )輸出端與發(fā)電機(503 )連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的氫氰酸制備系統(tǒng)，其特征在于:所述反應罐(101)內(nèi)設有第二蛇形管(501);所述第二蛇形管(501)的入口與汽包(203)的飽和蒸汽口連通，出口與汽輪機(502)輸入端連通，所述汽輪機輸(502)輸出端與發(fā)電機(503)連接。
6.根據(jù)權利要求3所述的氫氰酸制備系統(tǒng)，其特征在于:所述氫氰酸回收系統(tǒng)(402)的尾氣出口與鍋爐(201)連接，所述汽包(203)的循環(huán)入口和循環(huán)出口分別與鍋爐(202)連接。
7.根據(jù)權利要求5所述的氫氰酸制備系統(tǒng)，其特征在于:所述第一蛇形管(201)和第二蛇形管(501)的直管內(nèi)同軸設有可轉(zhuǎn)動的螺旋紐帶(601)，所述螺旋紐帶(601)的螺旋方向與相應直管內(nèi)流體的流動方向一致。
8.根據(jù)權利要求7所述的氫氰酸制備系統(tǒng)，其特征在于:所述反應罐由氣體入口至其內(nèi)部依次設有分布器(102)、分布板(103)和鉬網(wǎng)(104)。
【文檔編號】F22B33/18GK204173924SQ201420707793
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權日:2014年11月21日
【發(fā)明者】韋異勇, 幸倫, 萬霞 申請人:重慶紫光化工股份有限公司