法Р以氯气和氢气为原料在合成炉底部燃烧器燃烧,并控制氢气与氯气的摩尔比为1.05:1~1.1:1,其中氯气进入合成炉灯头内管,与外套管中的氢气混合燃烧,燃烧后合成气温度可以升高到2000℃以上。因原料气中含有氧气,此时氢气也会与氧气发生燃烧反应,合成炉内燃烧方程式如下:Р主反应:H2+Cl2=2HCl Р副反应:2H2+O2=2H2O Р机理分析:氯气与氢气在无光照射或光线很弱、低温、常压下,其反应速度很慢,只有在加热氯氢混合气体,或在明亮的光线照射下及触煤的影响作用下,才能迅速的化合,甚至产生爆炸性的化合。其反应为链锁反应。反应式如下:Р(1)链的引发:在合成氯化氢的生产过程中,氯与氢在受光线的作用以后,首先,氯分子吸收光量子而被解离成为两个活化的氯原子。Р(2)链传递:活化的氯原于(C1·)再与氢分子作用生成一个氯化氢分子和一个活性氢原子(H·),这个活化的氢原子又与一个氯分子作用,生成一个氯化氢分子和一个活性的氯原于。如此继续下去则构成一个链锁性的反应。即:Р如此下去则光线的一个光量子可使大量分子迅速化合。Р(3)链的终止:当在链锁反应过程中,如果有外来因素与C1·和H·化合,则反应即被破坏而使活性消失,活性消失的具体条件是:Р①在原料气带入的氧气的存在下可燃破坏H·的活性而使链锁反应中断,如:Р②在反应过程中出于元素的自身结合也可以使链终止。如:Р③在反应过程中由于活性氢原子成活性氯原子与设备内壁碰撞也有时会产生链的终止。但是总起来说,这些反应的可能性都是很小的,因为氯和氢的原于的浓度与分子浓度相比是极其微小的。Р1.1.5.2工艺流程图Р带控制点的总工艺流程图附图Р1.1.5.3主要设备简介Р(1)二合一石墨合成炉Р二合一石墨合成炉是集燃烧与冷却于一体,采用水冷夹套式,由于合成炉内气体燃烧会放出大量的热,用水冷夹套式石墨合成炉可以避免因突然中断冷却水而造成的事故。
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