熔盐炉及熔盐加热系统

随着经济的迅速发展，全球铝业市场对氧化铝产品的需求日益增大。

我国氧化铝年需求量为1150万t，由于原料和能源供给严重短缺，50％将来自进口。

在氧化铝生产过程中，管道化溶出系统以其工艺的独特性和技术的先进性改善和优化厂我国氧化铝生产的技术经济指标【1】。

该工艺需要把原矿浆加热到280~C左右，以保证矿浆在停留罐和停留段快速反应，这要求有高温介质进行供热。

一般地，当使用250～550℃的高温时，通常使用熔盐作为载热体，因此熔盐加热系统成了管道化溶出系统中最关键的加热设备【3～4】。

l 熔盐1 ．1 熔盐的组成. 40％，NaNO 3 7％。

其商品名称为希特斯(又称HTS)[3]。

新盐为白色粉状固体，易潮解，属无机氧化剂，是一种危险物品【5】。

熔盐与导热油相比，在相同的压力下可获得更高的使用温度(250～ 550℃)，且熔盐类热载体不爆炸、不燃烧、耐热稳定性能好，其泄漏蒸汽无毒，传热系数是其他有机热载体的2倍。

在600℃以下时，几乎不产生蒸汽。

其主要物理参数如下：熔点142℃。

密度ρ =2000 kg ／m 3 (150℃时)，ρ =1650 kg ／m 3 ，(600℃时)，在此温度区间内线形下降；运动粘度γ =10 ×10 -6 m2 ／s(150℃时)，随温度升高按指数规律下降，在400～550℃接近一稳定值γ v ≈0．8×10 -6 m 2 ／s；比热容c≈1．55 kJ／(kg·K)；导热系数λ ≈1．3 W／(m·K)(500℃时)。

固态盐膨胀系数β =0 ．00159 K -1 ，熔盐膨胀系数：0．0112 K -1 。

热稳定性：① 455℃以下不分解：② 455～ 540℃时，NaNO2缓慢分解5NaNO 2 - → 3NaNO 3 +Na 2 O+N 2↑ ；如果与空气接触，在455～540℃时还会发生NaNO2的氧化反应，2NaNO 2 +O 2 - → 2NaNO 3 ；④ 820℃以上时，NaNO 2 的分解非常强烈，产生的N 2 ↑ 会令熔盐沸腾。

安全系统工程（第三版）模拟试题二一、选择题（每小题1分，共10分）1.系统的特征不包括（）A.整体性B.相关性C.目的性D.复杂性2.预先危险性分析法（PHA）可以用于工程活动的（）A.日常运行阶段B.建造投产阶段C.事故调查期间D.方案设计阶段3.下列不是引导词的是（）A. 否B. 多C. 少D. 并且4.在故障树分析中，某些基本事件都不发生，则导致顶事件不发生，这些基本事件的集合称为（）A. 径集B. 割集C. 最小径集D. 最小割集5. 预先危险性分析是在一个工程项目的设计、施工和投产之前，对系统存在的危险性类别、出现条件、导致事故的后果等做出概略的分析。

通常情况下这种分析方法将系统的危险和危害划分为（）个等级。

A．4 B. 5 C．6 D．76. 以下各种评价方法中不属于定量评价方法的有（）A. 故障类型及影响分析B. 事故树分析C. 作业条件危险性评价法D. 危险指数评价法7. 在事故树分析中，反映基本事件发生概率的增减对顶事件发生概率影响的敏感程度的是（）A．结构重要度B．临界重要度C．概率重要度D．最小径集8. 在火灾爆炸指数法中，物质在由燃烧或其他化学反应引起的火灾和爆炸中其潜在能量释放速率的度量，被称为（）A. 物质系数B. 爆炸系数C. 工艺系数D. 物质危险9. 对现有的设备设施进行安全评价，可以采取的评价方法是（）A. 安全验收评价B. 安全现状评价C.安全预评价D.专项安全评价10.下列评价方法中不能提供评价后果的是（）A.预先危险性分析B.ETAC.FTAD.安全检查表法二、名词解释（每小题4分，共20分）1、系统工程2、预先危险性分析3、最小割集4、故障5、安全决策三、简答题（每小题6分，共30分）1、在作故障类型及影响分析时，划分故障类型和评定故障危险度等级应分别从哪些方面进行考虑？2、安全系统工程的优点有哪些？3、最小割集和最小径集的主要作用有哪些？4、简述事故树分析的步骤5、什么是风险型决策？风险型决策问题一般应具备哪5个条件？四、计算题（20分）已知事故树如图1所示，其中q1=0.01，q2=0.02,q3=0.03,q4=0.04,q5=0.05,试求该事故树的最小割集，最小径集，顶事件发生的概率，结构重要度，概率重要度和关键重要度，并对结果进行分析。

第57卷第4期2021年4月氯 碱工业Chlor-Alkali IndustryVol.57, No.4Apr.,2021【蒸发与固碱】固碱生产系统熔盐炉运行中的问题及解决措施杨茂勤 '白虎雄，贺永斌，郭磊(陕西北元化工集团股份有限公司，陕西榆林719319)[关键词]固碱生产;熔盐炉;结焦[摘要]熔盐炉是固碱生产工艺中重要的供热设备，以煤为热源对熔盐进行加热。

在运行过程中，熔盐炉频 繁出现结焦、炉排片脱落、供煤系统故障的异常情况，影响固碱生产系统的稳定运行。

对以上异常情况进行详细分 析，并提出相应的整改措施，保证熔盐炉的良好运行。

[中图分类号]TQ114.268;TQ114. 15 [文献标志码]B[文章编号]1008 - 133X(2021 )04-0019-03Solutions to the operational problems ofmolten salt furnace for solid caustic soda productionY A N G M a o q in，B A I H u x io n g,H E Y o n g b in,G U O L e i(S haanxi B eiyu an C h em ical G roup Co. , L td. , Y u lin719319, C h in a)Key words：solid caustic soda p ro d u c tio n；m olten salt fu rn a c e；cokingAbstract：M o lten salt fu rn ace is an im portant heating d evice in the production process o f solid caustic soda. C oal is used as m id iu m to heat m olten salt. In the process o f o p e ra tio n, the m olten salt fu rn ace frequ en tly exp e rie n c e d a b no rm al conditions such as c o k in g, grate plates fa llin g o ff, and coal supply system fa ilu r e, w h ich affected the stable operation o f the solid caustic soda production system. T h e above abnorm al conditions w ere an alyzed in d e ta il, and corresponding re c tific a tio n m easures w ere put fo rw a rd, thus the good operation o f m olten salt furnace was g uaranteed.陕西北元化工集团股份有限公司（以下简称“北元化工”）现配套有2x10万t/a固碱生产装置,分为东、西两条生产线。

目录第1章三胺概述 3 第2章岗位操作规程10 第3章安全操作要点31 第4章设备的保养37 第5章链条炉操作规程 42第6章附录52第一章三胺的概述一、三胺生产的任务及特点以尿素为原料,以氨气为流化载气,使微型硅胶呈流化状态进行气固相催化反应生成三聚氰胺.特点:（1）．工艺流程短，常压操作，设备材质要求不高，投资省；（2）．主流程无水操作，避免了付反应，但整个系统要维持在140℃以上以防止碳铵结晶的出现；（3）．正常生产过程无废液排放，三废量小，仅热气过滤器有少量催化剂细粉及付反应物的混合物残渣；（4）．一次出成品，主要原材料尿素和液氨消耗低；（5）．控温手段高明、精确：气体冷却器用道生控温；液尿洗涤塔用调温水控温；结晶器用冷气控温；（6）．采用集散控制系统（D.C.S.），自控达到一定水平。

二、岗位的反应原理、物料性质1、工作原理：第一步尿素热解为异氰酸和氨：6(NH2)2CO→6HNCO+6NH3+235KCal/mol第二步异氰酸在催化剂作用下环化成三聚氰酸，再脱水与氨加成生成三胺和二氧化碳：6HNCO→C3N3(NH2)3+3CO2--84.8Kcal/mol总反应式为：6(NH2)2CO = C3N3(NH2)3+3CO2+6NH3上述第一步为吸热反应，第二步为放热反应，总反应为吸热反应。

2、物料性质：三胺为弱碱性，分子式为：C3N3(NH2)3；分子量：126.12，白色结晶固体，属有机类，氮杂环，不易分解，略有甜味，难溶于水。

3、主要用途：装饰板、层压板、强化地板；三胺模塑粉——餐具、电器开关；涂料——氨基醇酸烘漆；粘合剂；高强度减水剂——混凝土外加剂；纺织品整理剂——六羟树脂；纸张增强剂；阻燃材料；皮革鞣剂；发泡材料等。

尿素：分子式：CO(NH2)2，分子量60．06 ，CO(NH2)2无色或白色针状或棒状结晶体，工业或农业品为白色略带微红色固体颗机无臭无味。

密度1．335g/cm3。

总第190期2020年第6期山西化工SHANXI CHEMICAL INDUSTRYTotal190No.6,2020奏题讨谑DOI：10.16525/l4-1109/tq.2020.06.42 SOP制酸工艺中熔盐系统存在问题及解决措施阎波，张庆亮（山西潞安煤基清洁能源有限责任公司，山西长治046200）摘要：介绍了SOP制酸工艺和熔盐系统特点，根据生产实践，讨论了SOP制酸工艺中熔盐系统的设计和运行问题，并进行了技术改造，较好地解决了运行中的一些问题，保证SOP制酸装置平稳运行。

关键词：硫回收；SOP制酸；熔盐系统；存在问题；措施中图分类号.TQ111文献标识码:A文章编号：1004-7050（2020）06-0126-02引言SOP制酸工艺是奥地利P&P公司开发的一种较为新颖的工艺，采用两转两凝的处理工艺，包括一台酸性气燃烧炉及两级转化器和两级冷凝器，适用于处理各种含硫（H2S.CS2.COS.SO2等）废气，可 回收H2S和带有硫的化学物质，可以使用体积分数低至0.5%的H2S废气生产质量分数为92%〜98%的硫酸，硫回收率可达99.9%,该方法工艺操作弹性大，可以适应原料气流量和硫化物浓度的大范围波动皿。

SOP制酸工艺布局简单，操作经济、回收热效率高，同时保证排放的气体远低于国家环保标准。

1熔盐系统介绍熔盐是由硝酸钾（KNOs）.亚硝酸钠（NaNO2）和硝酸钠（NaNOs）按53：40：7比例配制而成，平均相对分子质量89.2,熔点142°C,150°C时密度为1976kg/m3M o熔盐具有较好的热稳定性和流动性,且有无腐蚀性、比热容大、换热效率高、不燃等特点，是高温能量传递的首选介质。

熔盐系统在SOP制酸工艺中起到锅炉水预热和调节反应床层温度的作用，因此熔盐系统的设计和运行至关重要。

熔盐系统包括一台熔盐罐和两台熔盐泵，熔盐在熔盐罐中通过低压蒸汽进行熔化，熔融后的盐通过泵输送至第一反应器和第二反应器中的熔盐换热器，熔盐的压力由控制器控制泵的转速而得，通过调节每一个换热器的控制器来调节流量，进而控制各床层温度，换热完的熔盐通过重力进入熔盐罐。

熔盐加热炉的结构设计和熔盐过热的研究汪琦;俞红啸【摘要】介绍了热载体熔盐的组成和性能,分析了熔盐加热炉的结构和燃烧,并对炉管内熔盐过热的原因进行了研究,探讨了炉体结构设计的准则和防止熔盐过热的方法,最后给出了因熔盐过热造成炉管损坏的修复方法.【期刊名称】《化工装备技术》【年(卷),期】2012(033)005【总页数】4页(P39-42)【关键词】熔盐;加热炉;结构设计;熔盐过热;损坏修复;硝酸盐【作者】汪琦;俞红啸【作者单位】上海热油炉设计开发中心;上海热油炉设计开发中心【正文语种】中文【中图分类】TQ111.2熔盐加热炉选用的热载体是三元无机硝盐，它是由硝酸钾、硝酸钠、亚硝酸钠混合而成，采用53%KNO3、7%NaNO3和40%NaNO2的质量比例进行配制。

该混合盐若是新配制的熔盐在常压下其熔点为142.2℃，若是凝固后的熔盐其再熔化的熔化温度为165℃，使用温度范围为350～530℃，最佳使用温度为400～500℃，危险点为630℃，沸点为680℃。

因此，熔盐是加热温度为350℃以上时的最好的热载体。

熔盐的耐热稳定性好，其传热系数是其他有机热载体的两倍，而且温度在600℃以下时，几乎不产生蒸气，但它与有机化合物接触易发生剧烈的反应。

熔盐的密度随温度上升而减小，液体熔盐平均密度为1860 kg/m3。

熔盐的黏度随温度上升而减小，液体熔盐平均运动黏度为1.72 mm2/s，当温度上升到420℃时，其黏度为1.0 mm2/s，相当于常温水的黏度。

固态熔盐的比热容为1.34 kJ/（kgK），液态熔盐的比热容为1.56 kJ/（kgK）。

熔盐的熔解热为83.736 kJ/kg，当液体熔盐温度每增加1℃时，熔盐的热膨胀率β为0.04%℃-1。

硝盐系属氧化剂，使用时为了防止空气进入熔盐系统，减缓熔盐由亚硝酸盐氧化成硝酸盐的速度，应尽可能将熔盐系统密封好，并在熔盐槽内充氮进行氮气保护，以免熔盐的熔点升高。

浅析片碱生产系统熔盐炉的控制摘要：熔盐炉作为片碱生产系统的核心组成部分，扮演着至关重要的角色。

它是化学反应的关键场所，负责将原料进行高温高压处理，将其转化为片碱等有价值的产物。

熔盐炉的控制直接影响到生产过程的效率、产品质量和安全性。

精确而可靠的熔盐炉控制不仅能够提高片碱生产的产量和质量，还可以降低能源消耗和环境排放，从而在化工生产中具有重要的经济和环保价值。

因此，深入研究和理解熔盐炉的控制问题，以及寻找先进的控制策略和技术，对于优化片碱生产系统的运行至关重要。

本论文旨在探讨熔盐炉控制面临的挑战和未来的改进途径，以推动片碱生产领域的技术进步和可持续发展。

关键词：片碱生产；熔盐炉；控制引言熔盐炉是片碱生产的核心工序，其控制对产品质量和生产效率至关重要。

然而，熔盐炉的复杂性和工作环境带来了一系列挑战，包括温度波动、反应不稳定性等问题。

本引言将引出本论文的核心问题，即如何优化熔盐炉的控制，提高生产效率，同时确保产品质量和安全性。

通过深入研究和探讨先进的控制策略和技术，本研究旨在为片碱生产系统的持续改进提供有价值的见解和解决方案。

1熔盐炉控制的基本原理熔盐炉是片碱生产系统中的高温高压反应器，其基本工作原理是利用熔融盐的高温高压环境，将原料进行化学反应，产生所需的碱性产物。

在熔盐炉内，熔融盐起着热媒和催化剂的作用，使反应达到所需的温度和速率。

关键的化学反应通常涉及氧化、还原和中和等步骤，以生产碱性物质。

熔盐炉控制的关键参数包括温度、压力、流量和反应物料的浓度。

温度是最关键的参数之一，因为它直接影响到反应速率和产物选择。

高温有助于加速反应，但也会增加能源消耗和炉内材料的腐蚀风险。

压力控制则影响熔融盐的相态和气体溶解度，进而影响反应的平衡和速率。

流量和反应物料浓度控制是确保反应物料充分混合和供应的关键，以避免局部过饱和或稀释。

熔盐炉的控制目标是维持稳定的工作条件，以实现高产量、高产物纯度和低能源消耗。

为了达到这些目标，控制系统必须能够实时监测和调整关键参数。

熔盐电加热器标准Molten salt electric heaters are widely used in various industrial applications due to their high efficiency and ability to operate at high temperatures. These heaters consist of a series of heating elements immersed in molten salt, which serves as the heat transfer medium. One of the key advantages of using molten salt as a heat transfer medium is its high thermal stability and heat retention properties. This allows for precise temperature control and uniform heat distribution, making it ideal for applications where consistency is critical.熔盐电加热器广泛应用于各种工业领域，因其高效率和能够在高温下运行的特点而备受青睐。

这些加热器由一系列浸入熔盐中的加热元件组成，熔盐作为热传输介质。

使用熔盐作为热传输介质的一个关键优势是其高热稳定性和保温性能。

这使得可以实现精确的温度控制和均匀的热分布，使其成为对一致性要求高的应用领域的理想选择。

In addition to their thermal properties, molten salt electric heaters are also known for their high corrosion resistance and long service life. The molten salt acts as a barrier between the heating elementsand the surrounding environment, protecting the components from oxidation and other forms of degradation. This results in a more durable and reliable heating system that requires less maintenance over time. For industries where downtime is costly and production continuity is crucial, molten salt electric heaters offer a dependable solution.除了其热学性质外，熔盐电加热器还以其高耐腐蚀性和长寿命而闻名。