[科普中国]-石墨合成炉

石墨合成炉（graphite synthesis furnace）是指以石墨材料为基材制造的化学合成或焚烧设备主要有石墨氯化氢合成炉和石墨盐酸合成炉。石墨氯化氢合成炉是氯气和氢气直接燃烧制取氯化氢气体的设备，1942年由美国首创。与钢制合成炉比较，它具有对原料氯气和氢气含水量无特殊要求，无需前处理设备，因而工艺过程较简单传热效率高，氯化氢气体出口温度较低；产品无Fe3+污染；耐腐蚀性强，正常操作时维修量小和设备寿命长等优点。但其制造较复杂，一次性投资较大。

简介石墨合成炉（graphite synthesis furnace）是指以石墨材料为基材制造的化学合成或焚烧设备主要有石墨氯化氢合成炉和石墨盐酸合成炉1。

石墨氯化氢合成炉石墨氯化氢合成炉是氯气和氢气直接燃烧制取氯化氢气体的设备，1942年由美国首创。与钢制合成炉比较，它具有对原料氯气和氢气含水量无特殊要求，无需前处理设备，因而工艺过程较简单传热效率高，氯化氢气体出口温度较低；产品无Fe3+污染；耐腐蚀性强，正常操作时维修量小和设备寿命长等优点。但其制造较复杂，一次性投资较大2。

石墨氯化氢合成炉的结构石墨氯化氢合成炉由燃烧器、炉筒、冷却装置及安全防爆装置构成。燃烧器位于设备下部，由氯气、氢气输入管和灯头等组成。灯头为一同心套管，内管通氯气，内外管间隙通氢气。灯头有长焰式及短焰式两种结构型式。长焰式火焰瘦长，炉筒受热较少，因而温度低、寿命长，生产能力的调节范围也较大，为常用型式。短焰式火焰离筒壁较近，容易烧坏筒壁，但原料气混合均匀，合成反应较完全。灯头材质可为石英、石墨材料或高铝陶瓷等，以石墨材料为较佳。炉筒一般用微透性石墨材料制作。冷却装置有喷淋式和水夹套式两种型式。喷淋式冷却水沿炉顶布水器周边淋下，冷却效果较好。水夹套式又称浸没式，冷却水在炉筒外水夹套中循环，操作时无喷淋式存在的水雾、潮湿等缺陷，而且更安全可靠。安装防爆装置常用的是石墨防爆膜3。

石墨盐酸合成炉石墨盐酸合成炉将氯化氢气体合成、冷却、吸收3个过程合并在一台石墨炉中，一次成酸。所以，又称为三合一炉。三合一炉具有工艺流程简单、结构紧凑、操作方便、产品酸纯度高和耐腐蚀、使用寿命长等优点。但其结构较复杂，加工及组装精度要求较高，维修较麻烦。石墨盐酸合成炉主要有同心列管式、列管式和块孔式三种类型。同心列管式为下部点火，合成筒在中间，排布于合成筒周围的石墨管为吸收冷却部分，外面是钢外壳，壳程通冷却水。列管式和块孔式都是燃烧器位于设备上部、其下一次为合成筒、列管式（或块孔式）吸收装置及气液分离器。冷却水在壳程中流动。气液分离器底部安有防爆膜。从三合一炉排出的气体中仍含有氯化氢，须经尾气塔吸收后防空。一种将尾气吸收进一步合并到盐酸合成炉中的四合一石墨盐酸合成炉已于20世纪90年代问世1。

石墨合成炉的应用石墨合成炉除用于氯化氢气或盐酸合成外，还可用于含氯废气处理及P2O5生产2。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学