(云南解化清洁能源开发有限公司解化化工分公司,云南 开远661600)
[摘 要]针对引进加压硝酸装置氨氧化炉原采用的固定式电子点火器存在的问题,云南解化清洁能源开发有限公司解化化工分公司自行设计了氨氧化炉旋转点火装置。与国外氨氧化炉旋转点火装置相比,该点火装置结构简单,操作方便,使用效果好,制造成本低。
[关键词]氧化炉;旋转点火装置;设计;应用
[中图分类号]TQ 052.73[文献标识码]B[文章编号]1004-9932(2013)02-0045-02
云南解化清洁能源开发有限公司解化化工分公司1997年从美国引进了1套二手100 kt/a四合一机组加压硝酸装置,2001年又引进了第2套二手100 kt/a三合一机组加压硝酸装置,2套装置在美国均曾经投入过短暂的生产使用后闲置。2套硝酸装置的氧化炉点火装置都采用的是固定式电子点火器,存在很多问题,为此公司为其设计了旋转点火装置。
1 固定式电子点火器工作原理
点火时管道内的操作压力约0.4 MPa,NH3、空气以一定的比例从管道上部进入,接通电子点火器电源,打开氢气阀,氢气以大于氧化炉操作压力0.05 MPa 的压力进入,电子点火器直流电极放电产生火花引燃氢气,断开电子点火器电源,点燃的氢气火焰在点火枪的前端逐步把铂金网加热,当铂金网的温度达到催化反应温度后, 铂金网靠与氨氧反应放出的热逐步把反应面扩大,直至反应面覆盖整个铂金网,然后断开氢气,点火工作完成。此点火过程需用3~5 min。
2 固定式电子点火器存在的问题及自行设计原因
铂金网是一种很贵重的金属,为避免铂金网烧损,点火过程会增加氧化炉的径向进料,减少初始浓度的停留时间,避免点火过程中铂金网的超温粘接。但在实际运行中,对于采用固定式点火器结构的氧化炉,由于氢焰燃烧速度很快,会造成点火过程中氢焰燃烧范围内的下层铂金网实际温度超过其蠕变温度,从而引起粘接,或局部过热造成破损,其后果是增加了阻力和铂金网局部负荷或漏氨,产生安全隐患,增加铂金网消耗并严重缩短铂金网的使用寿命。
因氢气爆炸范围较宽,原固定式电子点火器配备了复杂的氢、空气配比控制装置,而随设备进口的控制装置实际已报废,故对电子点火器作了重新改进设计。设计时充分分析了氢与空气混合气的特性,在结构上免去了氢和空气的配比控制装置,避免了氢、空气的混合,使火焰在氢-空气界面上燃烧,有效避开了氢气的爆炸范围。
针对第1套四合一机组加压硝酸装置固定式电子点火器存在的缺陷,在安装第2套三合一机组加压硝酸氧化炉点火装置时,除保留原固定式电子点火器(起引燃点火作用)外,决定另新增旋转点火装置(目前国内外较新的加压硝酸装置氧化炉均采用旋转点火装置),并由公司自行设计。
3 设计旋转点火装置时需要考虑的几个问题