氯气处理工艺
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氯气冷却的工艺流程
氯气冷却的工艺流程如下:
1. 压缩:开始时,氯气通过压缩机被压缩到较高的压力。
这有助于提高冷却效果并减小体积。
2. 冷却:压缩后的氯气通过冷却器,通常是换热器,其中冷却剂对氯气进行冷却。
冷却剂可以是水或其他低温冷液。
在冷却过程中,氯气的温度会下降,从而达到所需的低温。
3. 分离:在一些工艺中,冷却后的氯气可能被分离成液态氯和气态氯。
液态氯被收集并存储在合适的容器中,而气态氯则继续流经后续处理步骤。
4. 除湿:冷却后的氯气通常会带有一些水分。
因此,氯气需要通过除湿装置来去除水分,以提高氯气的纯度和稳定性。
5. 净化:在某些情况下,氯气还需要经过净化步骤来去除其中的杂质,例如氧气、氮气和其他杂质。
这可以通过吸附剂、过滤器或其他吸附材料来实现。
6. 储存:冷却、分离、除湿和净化后的氯气可以被储存在合适的容器中,以备以后使用。
这是氯气冷却的典型工艺流程,具体的流程可能因不同的应用需求而有所变化。
在操作氯气冷却的过程中,需要严格遵守安全操作规程,以确保操作人员的安全性和系统的稳定性。
烧碱装置废氯气处理工序操作规程编制:审核:审定:批准:目录1适用范围 (3)2生产任务 (3)3生产原理 (3)4负责范围 (3)5工艺流程 (3)5.1工艺流程简图(见附图) (3)5.2工艺流程叙述 (3)6控制指标 (4)6.1仪表控制项目 ................................................................................................. 错误!未定义书签。
6.2分析指标 ........................................................................................................ 错误!未定义书签。
7原材料、辅助原料、公用工程规格 (4)8操作方法 (5)8.1开车前的准备工作 (5)8.2开车 (5)8.3正常操作要点 (6)8.4正常停车 (7)8.5紧急停车 (7)9不正常情况及处理方法 (7)10岗位安全卫生 (8)10.1氯气的特性、危害及防护 (8)10.2N A OH特性、危害及防护 (8)10.3次氯酸钠的特性、危害及防护 (10)11工序的设备汇总一览表 (10)废氯气处理工艺操作规程1适用范围本规程适用于盐湖海纳化工有限公司烧碱工序废氯处理工艺。
2生产任务本工序的主要任务是及时处理装置内开、停车产生的不合格氯气、事故氯气及各排放点的废氯气,防止氯气污染环境。
只要氯碱车间有设备在运行,本工序的设备就要求连续不间断运转,不允许有停车的现象发生,因此本工序的碱液循环泵、引风机均配有事故紧急电源。
3生产原理本工序采用烧碱吸收法处理废氯气并生产次氯酸钠产品。
反应原理如下:Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O+105.8kJ/kmol由于反应是放热反应,所以必须及时移走反应热。
氯化工艺流程氯化工艺流程是一种常用的化学工艺,用于生产氯气和氯化物。
本文将详细介绍氯化工艺流程的主要步骤和关键设备。
1. 原料准备:氯化工艺的主要原料是氯盐,如食盐(氯化钠)、海水等。
原料需要进行粉碎和筛分等预处理工序,以确保杂质含量较低。
2. 氯化反应:氯化反应是氯化工艺流程的核心步骤。
将原料氯盐与硫酸等酸性介质进行反应,产生氯气和氯化物。
反应过程需要在一定的温度和压力条件下进行。
常见的氯化反应方程式如下:2NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2HCl3. 氯气分离:将氯化反应产生的气体混合物送入氯气分离设备中进行分离。
常用的分离方法包括冷凝和吸附。
冷凝法通过调节温度,使氯气冷凝成液体,而将其他气体排出。
吸附法则是利用吸附剂对氯气进行吸附,以实现气体的分离。
4. 氯气净化:经过氯气分离后,需要进行氯气的净化工序。
这是为了去除氯气中的杂质,提高氯气的纯度。
常见的净化方法包括吸附、洗涤和凝结等,常用的吸附剂包括活性炭和分子筛等。
洗涤则是利用氯气溶解性较高的特点,通过在水中溶解氯气来去除杂质。
凝结方法则是利用冷却和压缩气体来将杂质凝结后分离。
5. 氯化物的回收与利用:在氯化反应后,除了产生氯气外,还会产生氯化物。
氯化物可以通过晶体化、溶液蒸发和离子交换等方法进行回收与利用。
这有助于减少废物排放,并提高资源利用率。
以上是氯化工艺的主要步骤和关键设备。
在实际应用中,还需要考虑工艺的自动化程度、能源消耗和环境影响等因素。
通过科学合理的氯化工艺流程,可以实现氯气和氯化物的高效生产和利用。
同时,需要加强安全措施,确保工艺过程的实施安全可靠。
氯气处理生产工艺规程某某有限公司发布编写:校对:审核:复核:审批:目录1、主题内容及适用范围------------------------------------ 12、生产方式 --------------------------------------------- 13、产品说明 --------------------------------------------- 14、原材料质量标准 --------------------------------------- 15、化学反应原理 ----------------------------------------- 26、工艺概况 --------------------------------------------- 37、生产工艺过程 ----------------------------------------- 38、生产工艺条件及生产控制一览表-------------------------- 49、安全生产基本原则-------------------------------------- 510、生产能力 -------------------------------------------- 911、原材料、能量消耗定额--------------------------------- 9附录1、原材料的物理化学性质------------------------------ 10 附录2、设备一览表---------------------------------------- 14氯气处理生产工艺规程1.主题内容及适用范围本标准制定了湿氯气干燥处理的生产工艺规程。
本标准适用于湿氯气干燥处理工艺。
2.生产方式采用洗涤降温,98%浓硫酸吸湿法干燥氯气。
3.产品说明3.1化学名称:氯气分子式:Cl2分子量:71结构式:Cl-Cl3.1性质3.2.1物理性质氯气为黄绿色气体,一个大气压下密度为3.214g/l,熔点-100.98℃,沸点-34.6℃,有毒,有剧烈的刺激臭味,当空气中的浓度超过4OPPm,在30秒钟内就能危及人的生。
氯气处理工艺氯气在人类的生产、生活过程中用途非常广泛,特别是在化工领域它是重要的原材料,但氯气有毒且具有强烈的刺激性,对人的身体健康有严重的影响;含氯废气的治理主要是通过湿法来净化,一般是采用化学中和法、氧化还原法等过程,对氯气进行吸收,做到综合利用;一碱液中和法即以碱液作为吸收液对氯气Cl2进行吸收,常见的有NaOH溶液、Na2CO3溶液、石灰乳溶液等;以NaOH为吸收剂的化学反应如下:2NaOH + Cl2 = NaCl + NaClO + H2O该法所得到的次氯酸钠可以作为商品出售,达到变废为宝的目的;以石灰乳为吸收剂所发生的反应为:2CaOH2 + Cl2= CaCl2+ CaClO2+2H2O这是生产漂白粉的工艺原理,漂白粉的主要成分为ClO,在45℃左右,既可以得到固体溶体的生成物;漂白粉可以用于消毒和漂白;氯气的吸收设备可采用喷淋塔或填料塔,其吸收率可达%,效果非常好;吸收塔经常采用聚氯乙烯或钢板衬橡胶;溶液中PH值低或含有氯酸盐时,应加水或碱液以调控PH值;采用石灰乳吸收液的成本低,但有废渣的问题,一般只简单用于处理低浓度的氯气;采用NaOH溶液吸收生成次氯酸钠的反应是放热反应,所以在生产中要注意及时降温,防止产品的热分解;二硫酸亚铁或氯化铁吸收法该法以氯化亚铁FeCl2或硫酸亚铁作为吸收剂,据氧化还原反应性质对氯气进行回收与净化,例如以氯化亚铁对氯气的吸收化学反应如下;Fe + HCl = FeCl2 + H22FeCl2 + Cl2= 2FeCl32FeCl3 + Fe = 3FeCl2其工艺设备可采用填料塔,并以废铁屑作填料,生产中的FeCl3可作为防水剂,三价铁可被铁屑还原,再次参与反应;该方法设备简单,操作容易,废铁屑来源丰富,技术合理;但反应速度比中和法要慢,效率较低;三四氯化碳吸收法当氯气浓度>1%时,可采用CCl4为吸收剂,其设备可采用喷淋或填充塔,在吸收塔内将氯的吸收液通过加热或吹脱解吸,回收的氯气可以再次利用;四水吸收法当氯气浓度<1%时,有时可用水通过喷淋塔来吸收氯气,其效果不如碱性中和法好,用水蒸气加热解吸时可回收氯气;。
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氯碱生产中废氯气的处理方法摘要:为了保护生态环境、提升废氯气处理效果,对氯碱生产中废氯气的处理方法进行了研究。
首先,对废氯气性质进行了分析,指出了废氯气会对环境造成污染。
然后,结合生产实际,详细分析了用于废氯气处理的碱液吸收法、合成盐酸法、生成液氯法、溶剂吸收法、水吸收法。
关键词:氯碱生产;废氯气;处理方法随着我国化工行业的迅速发展,氯碱工业也得到了发展。
但是,氯碱生产技术、设备仍然比较落后,无法适应新的发展形势。
尤其是废氯气处理技术不成熟,严重影响了我国的生态环境保护。
为了推进氯碱工业的可持续发展、缓解废氯气对生态环境的污染,应继续加大对废氯气处理方法的研究力度,从而为氯碱企业治理废氯气提供可靠的参考。
1 废氯气性质废氯气是指以氯气为主的混合气体,属于有毒物质,不仅会破坏生态环境,还会威胁到人们的身体健康。
例如,车内空气中的氯气质量浓度不能超过 1 mg/m3。
如果超过这一标准,就会造成人体中毒。
氯碱工业是指通过电解氯化钠溶液来制取氢氧化钠溶液、氯气、氢气并以其为原料的工业,在生产中难免会出现废氯气。
若是不能及时处理这些废氯气,直接将其排放到空气中,就會造成大气污染。
当其质量浓度积累到一定值时,有可能引发爆炸事故。
2 废氯气处理方法2.1 碱液吸收方法碱液吸收方法是指用氢氧化钠溶液吸收氯气,使其发生反应,生成稳定的次氯酸钠、氯化钠、水等物质。
其中,次氯酸钠可作漂白剂。
需要注意的是,该反应属于放热反应,会产生大量的热。
所以,要采取合适的方法及时转移热量,并控制反应温度,以免氯发生分解,导致废氯气吸收效果受到影响。
另外,还需控制废氯气的通氯量。
因为通氯量过大会导致生产的次氯酸钠再次发生分解,生成氯气[1]。
一般情况下,要保证氢氧化钠溶液过量不会超过1%。
在实际生产中,需要处理的废氯气不仅有各种极槽开停车带来的废氯气,还有各生产槽溢出的废氯气。
例如,设置二级塔进行废氯气处理,以一级塔为主塔、二级塔为保护塔,配备碱液循环槽、循环泵、冷却器等设备。
浅析氯碱项目氯气处理采用工艺方案氯碱项目作为基础化工的重要组成部分,其氯气处理工艺的合理性直接关系到生产效率和安全环保。
下面我就结合自己多年的方案写作经验,为大家详细解析一下氯碱项目氯气处理采用的工艺方案。
一、项目背景近年来,随着我国经济的快速发展,对氯碱产品的需求逐年增加。
氯碱行业作为重要的基础化工产业,其生产工艺的优化和改进成为行业关注的焦点。
氯气作为氯碱项目的主要产品之一,其处理工艺的合理性对整个项目具有举足轻重的影响。
二、氯气处理工艺方案1.氯气吸收氯气吸收是氯碱项目中氯气处理的第一道工序。
我们采用的是湿法吸收工艺,通过将氯气与水混合,使其溶解于水中,氯化氢气体。
具体步骤如下:(1)将氯气从炉内抽出,经过冷却、除尘处理后,送入吸收塔。
(2)在吸收塔内,氯气与来自循环水池的水充分混合,形成氯化氢气体。
(3)氯化氢气体经过冷却、脱水、压缩等步骤,最终得到氯化氢产品。
2.氯气干燥氯气在吸收过程中会带入一定量的水分,为了确保后续工艺的顺利进行,我们需要对氯气进行干燥处理。
我们采用的是分子筛干燥工艺,具体步骤如下:(1)将氯气送入分子筛干燥塔,利用分子筛的吸附性能将水分去除。
(2)干燥后的氯气送入下一个工艺环节。
3.氯气压缩氯气在经过干燥处理后,需要对其进行压缩,以满足后续工艺的需求。
我们采用的是多级压缩工艺,具体步骤如下:(1)将干燥后的氯气送入压缩机,进行一级压缩。
(2)经过一级压缩的氯气,送入二级压缩机进行二级压缩。
(3)依次类推,将氯气压缩至所需压力。
4.氯气输送压缩后的氯气需要输送到各个用氯工序。
我们采用的是管道输送工艺,具体步骤如下:(1)将压缩后的氯气送入输送管道。
(2)通过管道将氯气输送到各个用氯工序。
(3)在输送过程中,设置相应的监控设备,确保输送安全。
三、工艺优势1.生产效率高:采用湿法吸收工艺,氯气吸收效率较高,有利于提高整个项目的生产效率。
2.安全环保:分子筛干燥工艺和管道输送工艺,有效降低了氯气在处理过程中的泄漏风险,确保了生产安全。
氯碱化工生产中的废氯气的处理方法探究摘要:氯碱化工是目前我国化工企业生产的主要产品,是目前我国经济运行多种原材料的重要支撑。
但是在氯碱化工生产的时候会产生很多氯气,面临较大的环境污染问题。
基于国家大力倡导绿色环保、可持续发展理念,指出氯碱化工生产废氯气处理的必要性,通过阐述废氯气处理的工作原理,并详细介绍当前氯碱化工生产中废氯气的处理方法,以期氯碱化工企业能实现高质量、可持续发展。
关键词:氯碱化工;废氯气;处理方法;探究;引言随着我们国家氯碱化工生产的快速发展,以往普遍使用的生产方式以及设施已经无法满足新形势的需求。
尤其是生产过程中大量废氯气的产生,如果不进行一定的处置就直接排入大气,不仅仅对生态环境造成了污染,更是直接威胁到生产员工的人身安全。
因此,在氯碱化工企业生产中进行及时有效的废氯气的处理工作至关重要,尤其是面对国家绿色发展的要求,结合适宜的处理方法进行废氯气处理,能够推动氯碱化工企业高效运转,实现更高的经济效益,同时推动整个氯碱化工行业高质量发展。
1氯碱化工生产废氯气处理的必要性1.1氯碱化工行业概述氯碱化工主要是借助盐与电进行烧碱、氢气等生成的基本化学工业产业,在很多的领域诸如纺织、钢铁、冶金等都有着具体的应用。
但是在实际生产过程中会伴随着大量的废氯气产出,形成严重的生态破坏以及较大的不良影响。
一是由于氯气强烈的毒性,会对人体造成巨大的伤害,如果在生产过程中员工不慎吸入氯气,很可能造成严重的中毒现象,产生严重的后遗症。
二是氯气直接排放到空气中,会严重破坏臭氧层。
溶于水产生的次氯酸物质,对陆地植被有毒害,危害居民安全,破坏生态环境。
因此对氯碱化工中废氯气的处理至关重要。
1.2氯碱化工废氯气处理的必要性氯碱化工作为我国重要化工行业生产原料的供应,对于经济发展具有重要意义。
而鉴于氯气巨大的损害性,为了推进氯碱化工生产顺利进行,就要采取科学、合理的处理方式,进行废氯气的处理。
氯碱工业在生产过程中会生成有毒有害的废弃物,因此化工行业是一个污染较为严重的行业,如果废弃物得不到有效处理,将会造成严重的后果。
液氯气化工艺及计算一、工艺流程:本工艺分为共三部分:液氯储槽进料部分,液氯气化部分,废气处理部分。
现分述如下:(一)、液氯储槽进料部分:1、首先确认槽车泄料口、尾气接口及氮气接口连接完毕,以氮气试压至0.70MPa,确认连接点有无泄漏。
2、在确认连接点无泄漏的情况下,管道泄压。
检查槽车与储罐压力,确保槽车与储罐压力差值在0.15~0.20MPa范围内,如槽车压力低,可采取槽车用氮气加压,或储罐泄压的方式进行处理(注:槽车压力大于储罐压力)。
3、在确认槽车与储罐压力、压差无误的情况下,打开储罐进料阀、槽车泄料阀开始进料。
在进料过程中注意保持槽车与储罐的压差值,如压差过小可暂停进料,按2中所述进行处理后,才可进行过料。
同时在槽车与储罐的打压泄压过程中,槽车与储罐压力不得超过0.65MPa,同时不得低于0.05 MPa。
4、在槽车泄料过程完毕后,关闭槽车泄料阀,以氮气向储罐方向压料,完毕后关闭储罐进料阀,打开槽车进料阀,以氮气向槽车方向压料,完毕后关闭槽车泄料阀。
注意在压料过程中,操作压力不得超过储罐规定压力,同时在操作阀门过程中,一定要缓慢进行。
5、压料完毕后,缓慢开启尾气阀做抽空处理,同时开启氮气阀置换,分析检测合格后方可拆开泄料阀,完成槽车泄料操作。
(二)、液氯气化部分:1、液氯气化器采用热水循环加热,热水槽循环水依靠外接软化水补充,并控制一定液位(2/3)。
循化水依靠外接蒸汽管道加热,并且水温控制在40~45℃范围内。
热水循环罐通过底部排污口定期排污。
2、液氯储槽中的液氯依靠液下泵送至液氯气化器内,液下泵出口压力控制在0.65MPa左右,依靠液位传感器传输信号调节进料量,维持气化器中液位在2/3左右。
气化器通过离心泵送来的循环热水加热使液氯转化为气体,通过气化器上的压力传感器调节进水流量,来调节蒸发量使气化器压力稳定在0.6MPa左右。
气化器通过底部排污口定期排污至废气缓冲罐内,严格控制汽化器中三氯化氮含量不超过50g/l。
氯碱化工氯气废气处理系统安全环保摘要:氯气处理系统是氯碱生产中的重要工序,主要包括氯水洗涤塔、钛冷却器、水雾捕集器、填料塔、泡罩塔、酸雾捕集器、氯压机、废氯气吸收塔、各种离心泵等设备。
氯气处理系统运行质量的好坏直接影响着后序系统的正常生产。
山东鲁泰氯气干燥采用三塔流程,氯气压缩输送采用透平机。
介绍了氯气处理系统的工艺流程及特点。
给出氯压机压缩原理和系统组成。
针对装置运行过程中出现的问题,提出相应的安全环保解决方法。
关键词:填料;填料塔;氯压机;PLC;正压水封1氯碱化工氯气废气处理系统安全环保流程及特点1.1氯气处理工艺流程从电解出来的80℃高温湿氯气,选用钛材管道输送至氯处理,首先进入氯水洗涤塔的底部,高温湿氯气不断产出氯水,再用氯水循环泵由塔底部抽出,通过板式换热器冷却、降温后打至塔上部进行循环冷却,除盐。
过多的氯水达到设定液位的55%时,打至电解脱氯工序。
氯气温度降至45℃左右后,由塔的上部进入两级并联的钛管式冷却器再次降温,冷却介质7℃水沿钛管冷却器壳程与管程的氯气相向流动冷却。
冷却氯气温度至11~15℃,此温度不易过低,低于9.6℃时,容易造成Cl2·8H2O化合成物结晶,堵塞管道。
钛冷却器冷凝下来的氯水由底部进入氯水洗涤塔内。
含水较多的氯气从钛冷的底部进入水雾捕集器底部,通过捕集器内硅油棉滤芯捕集氯气中含有的水分,捕集下来的水也进入氯水洗涤塔内。
温度降低的氯气,含水量却很高,需要进行干燥。
干燥塔采用一、二段填料塔和泡罩塔,干燥介质利用浓硫酸(冬季质量分数不低于93%,夏季不低于98%夏季)作为干燥剂。
由计量泵打至泡罩塔的上部,由浓硫酸循环泵从塔底抽出浓硫酸,经板式换热器打至泡罩层底部。
硫酸不断吸收水分,达到硫酸溢流口时,硫酸就溢流到二段填料塔,在二段填料塔内硫酸不断吸收水分,由溢流管溢流至一段填料塔。
因硫酸循环过程中温度会升高,水蒸气分压相应增高,出塔的温度也会相继增高,浓硫酸的消耗就会增加。
氯气生产安全氯(Cl)是化学元素之一。
通常所说的氯,是指分子氯(Cl2)而言的,分子氯由约76%的氯-35和24%的氯-37构成。
气态氯称为氯气,液态氯称为液氯。
氯是最重要的基本化工原料之一,用途极广。
生产工艺氯的工业生产方法是电解食盐水。
当前流行的工艺是隔膜法电解和离子膜法电解。
原盐经溶解、沉降分离出杂质并制成饱和精盐水,通入隔膜电解槽(或离子膜电解槽),在直流电作用下发生电解,在槽的阳极室生成氯气,阴极室内生成碱液和氢气(见图1隔膜法盐水电解工艺流程图),生产是连续进行的。
图1 隔膜法盐水电解工艺流程由于氯气输送贮存困难,而氯气易于液化,液氯贮存和长程运输又比氯气方便得多,所以液氯常以很大规模生产,有低压、中压、高压三种液化工艺(见图2液氯生产工艺流程图)。
图2 液氯生产工艺流程职业危害液氯的沸点是-33.97℃,氯气的相对密度是2.485(空气=1)。
因此,液氯一旦大量泄漏,会迅速蒸发形成低温氯气云团并低空漂移、扩散,对人和环境产生灾难性的后果。
中毒——中毒是氯气生产最主要的职业危害。
氯气是强烈刺激性气体,属高毒类。
我国卫生标准规定的最高容许浓度为1mg/m3。
氯气对人有急性毒性和慢性影响,但未见致畸、致突变和致癌的报道。
人对氯耐受的个体差异主要反映在低浓度阶段,高浓度长时间接触无一例外地会造成严重伤亡。
氯气的急性毒性:眼及上呼吸道刺激反应一般于24小时内消退;轻度中毒主要表现为支气管炎或支气管周围炎;中度中毒可有支气管肺炎、间质性肺水肿或局限的肺泡性肺水肿;重度中毒则引起广泛、弥漫性肺炎或肺泡性肺水肿、咯大量白色或粉红色泡沫痰、呼吸困难、明显紫绀、窒息、昏迷可出现气胸、纵膈气肿等并发症,甚至猝死。
氯气对人的急性毒性见下表。
氯气的慢性影响:在含氯不高于7.5mg/m3的大气环境中长期工作,一部分人中可有早期气道阻塞性病变倾向,慢性支气管炎发病增加;个别人中可有哮喘发作、肺气肿、神经衰弱综合征或伴有胃炎症状,但无生命危险,也不会因而升高死亡率;皮肤暴露部位可有灼热发痒感,往往发生氯痤疮;有的还可发生牙齿酸蚀症。
氯气处理工艺的问题和解决方案银艳媚,覃治海(广西柳化氯碱有限公司,广西柳州545600)摘要:通过描述氯气处理工艺原理和流程,对氯气处理运行中所发现的工艺问题给予解决,确保氯气处理工艺正常运行。
关键词:氯气处理工艺;氯水洗涤塔;换热器中图分类号:TQ114.4+1文献标识码:B文章编号:1009-1785(2017)06-0010-03广西柳化氯碱有限公司的氯碱项目为年产20万t 烧碱和20万t PVC 。
一期工程年产10万t 烧碱和10万t PVC,于2010年初建成并顺利投产;2012年初又增加5万t/a 烧碱,形成年产15万t/a 烧碱和10万t/a PVC 生产规模。
氯气处理采用氯水洗涤塔以氯水直接洗涤冷却,通过换热器以循环冷却水带走热量,冷凝下来的氯水送往电解真空脱氯,基本实现了氯水不外排生产工艺。
1氯气处理的基本原理根据道尔顿分压定律,氯气含水量与某一状态下饱和蒸气分压有关,而饱和蒸气分压与温度有密切关系,即氯气温度越高,氯含水越多;氯气温度越低,氯含水则越少。
从电解槽出来的湿氯气一般温度在85℃左右,所夹带的水蒸气量见表1[1]。
从表1可以看出,饱和湿氯气中水蒸气含量与温度有密切联系,温度下降10℃湿氯气含水蒸气量降低近一半,由此可见,湿氯气处理首先需进行冷却,这不仅可除去湿氯气中99.5%左右的水蒸气,而且可大大降低后面硫酸干燥的负荷,减少硫酸与水反应生成的热量,大幅度降低硫酸的单耗。
一般情况下湿氯气温度控制在12~15℃,因为在9.6℃时,湿氯气中的水蒸气与氯气生成Cl 2·8H 2O温度/℃101520253035404550g (水)/kg 湿氯气 3.1 4.3 5.98.110.814.719.826.234.9温度/℃556065707580859095g (水)/kg 湿氯气46.261.682.51121152193385711278表1不同温度下饱和湿氯气中的含水量Chlorine treatment process and solve problemsYIN Yan-mei ,QIN Zhi-hai(Guangxi Liuhua Chlor-alkali Co.,Ltd.,Liuzhou 545600,China )Abstract :By describing the principle and process flow ,chlorine treatment process of chlorine gas treatment process problems found in operation and solutions ,to ensure normal operation of chlorine gas treatment process.Key words :chlorine treatment process ;chlorine water washing tower ;heat transfer中国氯碱China Chlor-Alkali第6期2017年6月No.6Jun.,201710结晶,会造成设备、管道的阻塞并损失氯气。
氯气处理工艺
氯气处理是电解槽稳定操作,安全生产的重要环节。
从电解槽出来的湿氯气温度较高(约90℃),并伴有大量的水蒸气及夹带盐雾等杂质。
湿氯气对钢材及大多数金属有强烈的腐蚀作用,生产及输送极不方便,但干燥氯气对钢材等常用材料的腐蚀在通常条件下是较小的。
氯气处理工序的主要任务是将高温湿氯气进行冷却、干燥和加压输送。
1 氯气处理的基本原理
饱和湿氯气中水蒸气含量与温度有密切联系,温度每下降10℃,湿氯气含水蒸气量降低近一半,例如90℃时水蒸气含量为571g/kg 湿氯气,80℃时则为219g/kg,10℃时水蒸气含量仅为3.1g/kg,只相当为90℃时的1/184。
由此可见,湿氯气首先需进行冷却,这不仅可除去湿氯气中99.5%左右的水蒸气,而且可大大降低后面硫酸干燥的负荷,减少硫酸与水反应生成的热量,大幅降低硫酸的单耗。
干燥氯气的干燥剂是浓硫酸,浓硫酸具有较高的脱水效率、不与氯气反应、氯气在其中的溶解度低、对钢铁设备和管道腐蚀小、稀硫酸可回收利用及硫酸价廉、易得等优点。
氯气的干燥是以硫酸与湿氯气接触后,氯气中的水分被硫酸吸收而实现的。
吸收过程是水分以扩散作用从气相转移到液相硫酸中的过程。
这个过程的推动力决定于气膜扩散的速率,而被处理气体—氯气中的水含量决定于硫酸水溶液面上方的水蒸气分压。
当温度一定时,硫酸浓度愈高,水蒸气分压愈低,而硫酸浓度一定时,温度降低,则水蒸气分压随之降低,从而加大了传质过程的推动力。
所以,在操作中选择适当的硫酸浓度和操作温度,会提高氯气干燥效果,并可降低硫酸的消耗。
2 湿氯气的冷却工艺过程
湿氯气经氯水洗涤塔以氯水喷洗后,再进入第2钛冷却器以冷冻盐水或冷冻水冷却至12~15℃,然后,经除雾器去除水雾后进入干燥塔。
氯水洗涤塔底的氯水经氯水泵输送至氯水热交换器以工业水冷却后,进入氯水洗涤塔顶循环喷洗冷却进塔湿氯气,洗涤塔底部分氯水(氯中冷凝液)送去真空脱氯回收部分氯气。
直接间接冷却流程既能洗涤氯气,又不增加废液(除氯中冷凝液外),不多消耗氯气,湿氯气直接间接冷却流程见图1。
图1 氯气冷却工艺
3 湿氯气的干燥工艺过程
由于湿氯气中含有大量水汽,容易生成盐酸和次氯酸,使得湿氯气具有较强的腐蚀性,因此必须设法尽量将氯气中水分除去,一般氯中含水率在0.040%以下,方能满足要求。
氯气干燥工艺比较常见的有:①三段填料塔串联工艺;②一段填料塔加一段填料泡罩塔工艺。
1)三段填料塔串联工艺
在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级填料塔内逆流接触不同浓度的硫酸,使得水体积分数降至0.010%。
图2 三段填料塔串联工艺
如图2所示,湿氯气冷却后进入Ⅰ填料塔与塔顶喷淋的75%~78%的硫酸逆流接触,除去部分水分后进入Ⅱ填料塔,与比Ⅰ填料塔中浓度略高的硫酸逆流接触,再除去部分水分后进入Ⅲ填料塔塔底,与浓硫酸逆流接触,再除去部分水分,经酸雾捕集器后去氯气压缩机。
96%~98%的浓硫酸进入Ⅲ填料塔塔底,塔底部分的硫酸溢流到Ⅱ填料塔塔底,再用硫酸循环泵输送经冷却器进入塔顶喷淋,吸水后回至塔底,部分的硫酸溢流到Ⅰ填料塔,Ⅰ填料塔内硫酸循环方式与Ⅱ、Ⅲ填料塔相同,Ⅰ填料塔多余的硫酸则溢流到废硫酸贮槽。
此流程塔结构简单,设备多,但投资大,操作费用高,干燥氯气质量稳定,阻力小,并受填料影响。
2)一段填料塔加一段填料泡罩塔串联工艺
一段填料塔加一段填料泡罩塔串联工艺如图3所示,湿氯气冷却后进入填料塔与塔顶喷淋的72%~78%的硫酸逆流接触,除去部分水分后进入填料泡罩组合塔底部,至下而上经过填料段和泡罩段的塔板,与硫酸接触除去水分,经除雾和氯气压缩机送往液氯冷冻岗位。
在最上层的泡罩段加入98%浓硫酸,浓硫酸逐级溢流到各泡罩层和填料段,并至塔底,塔底硫酸部分经硫酸循环泵对塔内填料段进行循环喷淋,部分溢流到与填料泡罩塔串联的填料塔。
用硫酸循环泵对填料塔进行循环喷淋,待浓度小于72%时,排至废硫酸贮槽。
一段填料塔加一段填料泡罩塔串联工艺流程处理湿氯气,投资少,操作弹性大,占地面积少,干燥氯气质量稳定。
缺点:塔结构复杂,系统阻力大。
其投资相比三段填料塔流程而言要节约65%左右,运行成本节约15%左右。
图3 填料塔+泡罩塔串联工艺
4 氯气的压缩输送
氯碱厂常用的是纳氏泵和透平压缩机2种。
1)纳氏泵系统
纳氏泵流程的最大特点是利用硫酸进行冷却循环,以排除氯气受压时产生的热量。
因纳氏泵工作压力不高,压缩产生的热量大部分被硫酸带走,而硫酸又有冷却器进行冷却,一般氯气出口温度不超过80℃,对碳钢材质的使用是安全的,所以,纳氏泵流程中不设氯气冷却器。
纳氏泵压缩流程如图4所示,干燥氯气进入纳氏泵,压缩并依次经过硫酸分离器、硫酸除雾器,将夹带的硫酸及酸雾分离掉,然后送往各需氯部门。
98%硫酸经硫酸高位槽在启动泵前由其进口加到纳氏泵中,泵启动后,硫酸随氯气一起压出进入硫酸分离器,在分离器内,硫酸与氯气分离,然后在硫酸冷却器中进行冷却,经冷却的硫酸返回纳氏泵入口。
图4 纳氏泵系统
在纳氏泵中,要求硫酸中的H2SO4质量分数为92%以上,以减少泵在高温下的腐蚀。
由于氯气经干燥塔后尚含少量水,在泵内部分被硫酸吸收,硫酸浓度会降低,需要用98%硫酸
取代被稀释了的泵内硫酸。
2)透平压缩机系统
透平压缩机是一种具有蜗轮的离心式压缩机,借叶轮高速旋转产生的离心力使气体压缩,其作用与液体输送所用的离心泵或离心式风机相似。
因为气体的压缩消耗机械能并转化为热能,所以,在透平机的每一段压缩比不能过大,并在级间设有中间冷却器以移去热量,使气体体积减小,以利于压缩过程的逐级进行。
如图5所示,不含盐雾、硫酸液滴、有机杂质,含氯约95%(体积分数)的干燥氯气,压力不低于0.085MPa(绝压),进入氯气透平压缩机一级入口,经一级叶轮压缩后,氯气进入中间冷却器,冷却后,氯气进入压缩机二级入口,经二级叶轮压缩后,再由后冷却器冷却,出后冷却器的氯气压力达到0.17MPa(表压)左右,通过分配台至各用氯工段。
为防止压缩机发生喘振及倒吸现象,将压缩后的部分氯气回流到压缩机一级入口或干燥塔进口,以保证氯气连续压送,也可以通过调节回流量来控制干燥塔进口或氯气总管的压力。
图5 透平压缩机系统
纳氏泵是中小型氯碱厂最为常用的氯气压缩机,其优点是结构简单,强度大又实用,但效率不高。
另外,它不但压缩氯气还输送浓硫酸,因而,消耗功率高。
又由于用硫酸作介质,酸雾较多,会污染液化器和液氯。
透平压缩机是大型氯碱厂最为适宜的氯气输送设备,其能耗低,按每年10万t氢氧化钠规模,透平压缩机比纳氏泵每年可节电400kW·h以上。
它的检修周期长,一般在1a以上,运行费用也低。
但因为在压缩过程中氯气温度较高,机械精度也比较高,所以,对氯气含水及其他杂质的含量要求相应提高,一般要求氯气含水量在100×10-6以下,还要有高效的除沫器等装置。
5 氯气处理工艺流程
湿氯气经过水封后进入氯气洗涤塔,与来自氯水冷却器的氯水逆向直接接触冷却、洗涤,氯气中85%~90%的水分得到冷凝,并除去了氯气中夹带的杂质(盐雾等)。
出塔氯气经喷水饱和后,由氯气风机加压至100Pa以上。
氯气进入前用循环上水将冷却器冷却到约42℃,氯气进入后用冷冻上水将冷却器冷却至12~15℃进入水雾捕集器。
在此冷却过程中,氯气中大部分水分又被冷凝下来,这样可节约干燥氯气的硫酸用量;也有一部分冷凝水成雾滴状存在于氯气气流中,因此冷却后的氯气须经水雾分离器过滤后才进入干燥系统。
洗涤、冷却冷凝下来的溶解有氯气的氯水在氯气洗涤塔液位控制系统的自动控制下,由氯水循环泵送至离子膜脱氯装置,脱氯后送一次盐水化盐使用。
经过水雾分离器除雾后的氯气进入填料干燥塔下部,循环酸由硫酸循环泵送出,经循环酸冷却器冷却后进入填料干燥塔上部,与氯气逆流接触除去氯气中的水分。
塔底出酸质量分
数控制在75%以上。
出填料干燥塔的氯气再进入泡罩干燥塔下部,与由98%硫酸高位槽流入的98%浓硫酸经泡罩接触,进一步得到干燥。
干燥后的氯气进入氯气压缩机。
为了保证在电解低负荷运行时,电解和氯气洗涤冷却干燥系统的氯气总管压力稳定,在氯气压缩系统出口引一股氯气回流到氯气压缩机前的氯气总管。
当系统氯气压力降低时,氯气回流管的自动调节阀自动开大;反之调节阀自动关小:以达到控制和稳定整个系统氯气压力的目的。
氯气压缩系统设有液环冷却器,用循环冷却水冷却循环硫酸,以保证出压缩机系统的氯气温度不大于50℃。
经压缩并冷却的氯气进入酸捕沫器除去99%以上的酸雾后再经氯气分配台送往下游氯气用户。
完整的氯气处理工艺如图6所示。
图6 氯气处理工艺流程图。