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实验室制取氯气装置绿色化学的最大特点在于它是在始端就采用实现污染预防的科学手段，因而过程和终端均为零排放或零污染。
基于这点，我们有效地进行了氯气制备和性质实验的绿色化改进。
高中化学课本（人教版·必修）第一册第四章的实验中要用到大量的氯气。
氯气有毒，并有剧烈的刺激性，人吸入少量氯气会使鼻和喉头的黏膜受到刺激，引起胸部疼痛和咳嗽，吸人大量氯气会中毒致死。
因此，本文拟对实验室制取氯气的几种途径从实验原理、反应原料、实验操作以及环境保护等方面进行分析，供同仁们在实验时参考，以期达到最佳的绿色化效果一、改进实验的目的：1. 我们使用课本装置制氯气时，当一个集气瓶收集满之后，要换用另一个集气瓶收集，在这换瓶的时间间隔内，难免有氯气逸散出来2.制取所需的Cl2后,气体发生装置中残余Cl2也会逸散，教室里又无通风设备，往往使老师和学生发生不同程度的中毒。
为此，对实验室制取氯气的装置进行了改进。
二、试验仪器和试剂：分液漏斗蒸馏烧瓶酒精灯带铁夹的铁架台铁圈集气瓶双孔胶塞导气管烧杯三通玻璃导管 10ml注射器 MnO2浓盐酸 NaOH 溶液三、实验仪器装置图及仪器的组装说明：其中，蒸馏烧瓶处的双孔塞中的一孔插入一长约为10厘米的玻璃管，用乳胶管套住，图中玻璃导气管连接处用止水夹Ａ、B、Ｃ将乳胶管夹住。
四、实验操作部分：1. 实验开始时，将A、B 两处止水夹关闭，打开C处止水夹，加热，待烧杯中导气管出口处的气泡连续均匀发出时,将C关闭，打开Ｂ，集气管即可收集到Cl2;2. 当Cl2集满后（可观察黄绿色气体是否充满集气瓶），打开C，关闭B，Cl2可通过导气管进入烧杯中被NaOH溶液吸收。
3.再继续收集时，又可打开B关闭C;4. 所需的Cl2收集好后，关闭B和C，移走酒精灯。
将吸有15% NaOH溶液的注射器插入A处乳胶管内，打开A处止水夹，使 NaOH 溶液进入烧瓶中，以中和没有反应的盐酸和吸收瓶内残留的Cl2 。
氯气的实验室制法改进方案陈淑华一、装置图如下：该装置中有以下几个缺陷：（1）盐酸的用量不好控制，开始加盐酸，气体会从分液漏斗中出来（压强问题没有解决）；（2）收集到的氯气含有水和氯化氢气体等杂质；（3）尾气的处理没有缓冲安全保护措施；（4）收集满氯气的集气瓶在盖玻璃片时，氯气会溢出来；（5）药品浪费较大。
二、绿色化的改进1．实验装置图2.实验步骤⑴检查装置气密性。
按图所示组装好装置，关闭④处的夹子和①处的夹子，向外拉注射器，若不能拉动，说明装置气密性好。
⑵在广口瓶中装满饱和的氯化钠溶液，向⑥中加入约0.5克高锰酸钾，在输液袋中加含FeSO 4的30mL 浓盐酸，并将橡皮塞塞在广口瓶上。
⑶用20mL 注射器吸取约15mL 氢氧化钠饱和溶液；然后将注射器插在橡皮塞上。
⑷打开④处的夹子和①处的夹子，向⑥中加含FeSO 4的30mL 浓盐酸，此时浓盐酸与高锰酸钾立即反应，并很快可以看到有黄绿色的气体产生。
产生的氯气通过排饱和氯化钠溶液，充满广口瓶。
⑸收集满氯气关闭④处的夹子，在④处换上其他集气瓶再打开④处的夹子进行收集。
⑹最后用注射器向广口瓶中注入氢氧化钠溶液，以吸收尾气。
三、改进后优点1、由半封闭装置改进为全封闭装置，完全消除了氯气对环境的污染。
2、所用的仪器简单易得，装置连接容易，操作方便。
溶液⑤ ①带开关的输液袋②广口瓶 ③注射器 ④带有夹子的排水导管⑤排气的导管 ⑥平底试管（经处理的注射器） ⑦广口瓶3、便于控制氮气的产生和停止，现象明显，成功率高，安全可靠。
4、设计精巧，能激发学生学习兴趣，培养了学生的创新思维。
5、本装置还适用于氯化氢、硫化氢、二氧化硫等气体的制备。
ＰｒｏｃｅｓｓｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｏｎｃｈｌｏｒｉｎｅｇａｓｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍＺＨＡＮＧＺｈｏｎｇ－ｈｕａ，ＹＡＯＸｉａｏ－ｙｕａｎ，ＹＡＮＧＹｉ－ｐｉｎｇ（ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｅｎｔｅｒｏｆＨｕｎａｎＺｈｕｚｈｏｕＣｈｅｍｉｃａｌ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｚｈｕｚｈｏｕ４１２００４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓｔａｔｕｓｏｆｃｈｌｏｒｉｎｅｇａｓｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｓｈｏｒｔａｇｅｏｆｏｒｉｇｉｎａｌｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔｗｅｒｅａｖｏｉｄｅｄａｆｔｅｒｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎｃｈｌｏｒｉｎｅａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｏｆｅｑｕｉｐｍｅｎｔｗｅｒｅｒｅｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｃｏｓｔｗｅｒｅｓａｖｅｄｆｏｒｔｈｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｔｉｍｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｕｓｔｉｃｓｏｄａ；ｃｈｌｏｒｉｎｅｇａｓｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎｃｈｌｏｒｉｎｅ；ｐｏｒｃｅｓｓｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ氯气处理系统工艺改造张中华，姚小远，杨益平（湖南株洲化工集团有限责任公司技术中心，湖南株洲４１２００４）摘要：介绍了氯气处理系统的工艺改造情况。
改造后，克服了原工艺设备的缺陷，降低了氯中含水量，减少了设备腐蚀情况，系统停电大修次数由每年２次减少为１次，节约了大量资金。
关键词：烧碱；氯气处理；氯中含水；工艺改造中图分类号：１１４．２６文献标识码：Ｂ文章编号：１００９－１７８５（２００８）０３－００２６－０３２０世纪８０年代末期，株洲化工集团有限责任公司烧碱装置生产规模扩大到１０万ｔ／ａ，产量逐年提高，使得氯气处理系统不堪重负，氯中含水频频超标。
氯气管线、输送设备腐蚀事故时有发生，严重威胁氯产品的正常生产。
对氯气处理系统进行剖析后，找出了引起氯中含水升高的原因，并分步实施技术改造。
第57卷第5期2021年5月氯 碱工业Chlor-Alkali IndustryVol.57, No. 5May, 2021【氯氢处理】废氯气处理装置技术改造刘延安张国奇，张隆刚(陕西北元化工集团股份有限公司，陕西榆林719319)[关键词]废氯气;氯气处理;技术改造[摘要]介绍了废氯气处理装置工艺流程及过程控制。
对运行过程中存在的问题进行分析论证，提出合理 可行的技术方案，进行相应设备改造:改造一级、二级吸收塔连通方式，增加有效氯在线检测仪，更换循环碱泵出口 管道材质，改造循环碱液冷却器温度自动调节装置，改造碱液高位槽出口阀联锁等。
改造后,装置的运行稳定性提 高，实现废氯气处理装置安全、稳定、高效运行。
[中图分类号]TQ028.2 [文献标志码]B[文章编号]1008 -133X(2021)05 - 0015 - 03Technical transformation of waste chlorine treatment unitLIU Yan' an, ZHANG Guoqi, ZHANG Longgang(Shaanxi Beiyuan Chemical Group Co. , Ltd. , Yulin 719319, China)Key words ：waste chlorine gas; chlorine treatment ；technical transformationAbstract：The process flow and process control of waste chlorine gas treatment unit are introduced.This paper analyzes and discusses the problems occurred in the operation of the unit, puts forward reasonable and feasible technical schemes, and carries out corresponding equipment transformation.These transformations include improving the connection between the primary and the secondary absorption towers, adding an available chlorine on-line detector, changing the material of the outlet pipe of circulating alkali pump, reforming the automatic temperature regulating device for circulating alkali cooler, and reforming the interlock of the outlet valve of high level alkali tank. After the transformations are carried out, the operation stability of the unit is improved, and the safe, stable and efficient operation of the waste chlorine gas treatment unit is realized.陕西北元化工集团股份有限公司（简称“北元 化工”）拥有80万t/a离子膜烧碱规模，引进意大利 伍德迪诺拉公司复极式自然循环电解槽，系统分为 A、B、C、D4条生产线。
氯气处理装置技术改造摘要：针对氯气处理装置中存在的问题，认真研究、总结和分析，通过一系列的技术改造措施，达到氯气处理装置安全、稳定、连续运行的目标。
关键词：氯气处理；原理；氯水洗涤；氯水换热器一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：表1 温度下饱和湿氯气中的含水量温度/℃11522533544550g （水）kg 湿氯气3.14.35.98.110.814.719.826.234.9温度/℃55665775885995g （水）kg 湿氯气46.261.682.51121152193385711278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Cl2·8H2O结晶，会造成设备、管道的阻塞并损失氯气。
湿氯气冷却后，大部分水被除去，冷凝下来的水，除部分在冷却管壁上流下，但还有许多雾滴颗粒存在氯气中，这些雾滴粒径大约为2.5μm，这部分水如果不除去，将会增加硫酸单耗，最终影响干燥塔出口氯气含水量。
水雾捕集器除水雾效果的好坏直接影响氯气含水量及其挟带的盐雾量，这些都对干燥的负荷和干燥塔的正常操作影响甚大，因此除雾器不仅要效率高、阻力小，且能自净。
二氯气处理工艺流程简述来自电解约85℃湿氯气进入氯水洗涤塔，用氯水直接洗涤冷却，除去氯气中大部分水分和盐雾等杂质，并使氯气温度下降到40℃以下；出洗涤塔氯气依次进入氯气预冷器、氯气冷却器，用8℃冷冻水间接冷却，使氯气温度进一步下降到12～15℃；出氯气冷却器的氯气进入水雾捕集器除水雾和盐雾等杂质，从水雾捕集器出来的氯气含水量降到4g/kg湿氯气以下；再进入到由1#干燥塔、2#干燥塔内，分别用浓度为75%（wt），98%（wt）硫酸为吸收剂吸收氯气中少量水分，使氯气水分含量降到100×10-6左右，出干燥塔的氯气通过酸雾捕集器除去酸雾后进入到氯气压缩机，经过氯压机升压输送至各个用氯气单位，氯气处理工艺流程见图1：1.氯气洗涤塔2.氯水泵3.氯水换热器4.氯气预冷器 5.氯气冷却器 6.氯气水雾捕集器 7.1#干燥塔 8.1#干燥塔循环泵9.1#干燥塔冷却器 10.2#干燥塔11.2#干燥塔循环泵12.2#干燥塔冷却器 13.浓硫酸高位槽 14.氯气酸雾捕集器 15.氯气压缩机图1 氯气处理工艺流程图三氯气处理装置存在的问题和改造措施3.1出氯气洗涤塔氯气温度偏高和改造措施3.1.1湖北兴瑞硅材料公司氯碱分厂投产初期氯气处理工序的氯水洗涤塔运行工艺指标正常，进塔氯气温度约85℃，出塔的氯气温度在40℃以下。
关于氯气处理装置的设计1 装置整体布置方案的确定目前，国内绝大多数氯碱厂的氯气处理装置都是采用三层框架式厂房进行布置，厂房层高多数为5.0~6.0m，厂房的总体高度达到15~18m.该布置方案虽然用地较省，但土建费用较高，设备吊装和配管很不方便，因此，该布置方案并不是最优的，只有在企业用地非常紧张的情况下才宜采用。
针对以上布置方案的缺点，2006年，中盐湖南株洲化工集团科人设计公司在为江西蓝恒达有限公司设计的一套5万t/a氯气处理装置时，首先采用了一种全新的布置模式，即只采用单层厂房来布置设备，并适当地提高楼层高度至7m，将钛冷却器、除水雾器、除酸雾器挂在楼面，氯气干燥塔只需穿过1层楼面，设备吊装、检修及配管均十分方便，并可节约一半左右的土建费用。
该套氯气处理装置已经运行近4年。
之后，该设计公司又将此设计模式用于河南三门峡天成电化有限公司氯气处理装置中，同样取得了十分理想的效果。
2007年，中盐株化集团公司新上1套20万t/a的氯气处理装置，并由该公司主持装置施工图的设计，装置布置在旧厂区内，由于受到用地的限制，因而采用了上述第一种布置方案，但考虑到干燥塔的吊装问题，布置时，将干燥塔放在了靠近装置厂房的室外，利用厂房楼面作为干燥塔的操作与检修平台，该布置也取得了不错的效果。
因此，设计者一定要根据建设单位的具体情况来确定装置的整体布置方案，设计人员通过了解项目用地、建设单位资金投入来调整优化设计，并需要在设计中有所创新。
2 流程的选择要与设备的选型相匹配氯气干燥流程，大致可以分为单塔、双塔和三塔流程，塔型多为填料塔和泡罩塔，最后1个塔一般为填料加泡罩组合塔。
氯气干燥流程的选择主要应根据氯气压缩机的选型来确定。
氯气压缩机主要有3种类型：液环式纳氏泵、国产小透平和进口大透平。
其中纳氏泵一次性投资最省，但运行不节能，维修保养费用较高，且需要浓硫酸作输送介质，对氯气质量有一定影响，通常只在生产规模较小或建设单位资金有限的情况下才采用。
氯气化学实验改进方案及措施氯气是一种常用的化学试剂，常用于实验室中的化学实验。
然而，由于其具有高度腐蚀性和毒性，使用氯气进行化学实验需要特别小心和谨慎。
因此，为了确保实验室的安全，并且提高实验效率，我们需要不断改进氯气化学实验的方案和措施。
一、改进方案：1. 使用替代试剂，考虑使用氯化铵或次氯酸钠等替代试剂来代替氯气，以减少对实验人员的危害。
2. 采用密闭系统，在进行氯气实验时，可以考虑采用密闭系统，以减少氯气泄漏的可能性，从而降低实验室的危险性。
3. 实验室通风系统的改进，对实验室的通风系统进行改进，确保实验室内气体的及时排放和循环，减少氯气对实验人员的危害。
4. 安全操作规程的制定，制定详细的氯气实验操作规程，包括实验前的准备工作、实验过程中的注意事项以及事故处理措施等，以确保实验的安全进行。
5. 实验人员的培训，对实验人员进行氯气实验的安全操作培训，提高他们对氯气实验的认识和应对突发情况的能力。
二、改进措施：1. 实验室设备的更新，更新实验室的氯气实验设备，确保设备的安全性和稳定性。
2. 安全设施的设置，在实验室内设置氯气泄漏报警器、氯气浓度监测仪等安全设施，及时发现氯气泄漏情况并采取相应措施。
3. 实验室安全标识的设置，在实验室内设置氯气实验的安全标识，提醒实验人员注意氯气实验的危险性，并且设置相应的安全通道和逃生通道。
4. 实验室管理制度的完善，建立健全的实验室管理制度，包括实验室安全管理制度、实验室事故处理制度等，确保实验室的安全运行。
5. 定期安全检查和评估，定期对实验室进行安全检查和评估，发现并及时解决存在的安全隐患，确保实验室的安全运行。
综上所述，氯气化学实验的安全性和效率性是实验室工作中需要重点关注的问题。
通过改进方案和措施，我们可以有效地提高氯气化学实验的安全性和实验效率，为实验室的科研工作提供更好的保障。
希望通过我们的努力，能够让氯气化学实验变得更加安全、可靠，为科学研究和实验室工作提供更好的支持。
氯气尾气处理系统技术改造本文简要介绍了氯气尾气处理工序出现进口管堵塞和氢氧化钠循环液酸化的原因，并给出了切实可行的解决方法，保证了安全生产。
标签：氯气堵塞氢氧化钠循环液0引言邢台矿业集团有限责任公司金牛钾碱分公司(以下简称“金牛钾碱”)是2003年建设的离子膜法生产氢氧化钾企业，现有生产能力5.6万t/a，主导产品是48％氢氧化钾液碱、90％氢氧化钾片碱、液氯、高纯盐酸。
其中氯气尾气处理系统是生产过程中的开车及停车氯气、事故氯气、液氯包装尾气、验瓶尾气、液化不凝气等有毒有害的气体进行无害化处理的装置，也是保证企业安全生产的重要屏障。
1改造前工艺流程及简介1.1改造前工艺流程如下图所示1.2工艺简述金牛钾碱尾气处理系统采用双塔双吸收工艺流程，其处理能力高，安全可靠性强。
从各工序来的氯气自吸收塔的中部氯气入口进入吸收塔，与来自循环槽的氢氧化钠溶液逆流接触，发生下列化学反应：Cl2+2NaOH→NaCl+NaClO+H2O氯气与氢氧化钠发生反应生成氯化钠、次氯酸钠等，通过外置板式换热器进行冷却以移走反应热。
没有反应的氯气从吸收塔上部出来进入尾气塔用氢氧化钠进行二次吸收。
尾气塔顶部设有引风机将二次吸收后的不凝气引入排空口排放。
2改造前存在的问题及原因2.1改造前氯气吸收塔进口氯气管道经常发生堵塞现象，严重影响到了公司的安全生产，经质监部门取样分析堵塞物系氯化钠，形成原因是由于进口部位氯气量较大，氢氧化钠溶液较少，足量的氯气与相对较少的氢氧化钠溶液作用，反应生成氯化钠，又由于氯化钠在氢氧化钠溶液中的溶解度较小，长时间累积造成管道堵塞。
2.2氢氧化钠循环液局部酸化，致使生成次氯酸钠的产率下降，有时甚至使整个氢氧化钠循环液系统酸化，使次氯酸钠溶液失效，其反应如下：Cl2+H2O→HCl+HClO经过分析查找原因，发现是由于有时氯气量较大，而氢氧化钠溶液的循环量较小造成的，而影响循环量的原因是由于板式换热器的面积较小，限制了整个系统的循环。
对实验室制取氯气装置的改进实验室通常使用浓盐酸和二氧化锰在加热的条件下制取氯气。
然而，这个实验中存在一些问题，如氯气的污染以及氯气和氢气的比例不易控制。
为了解决这些问题，可以对实验室制取氯气的装置进行以下改进。
一、实验设备1.U型管使用U型管作为反应容器可以使得实验装置更为简洁，方便实验操作。
U型管通常由聚丙烯或不锈钢制成，耐强酸强碱，适用于实验室环境。
2.填料使用二氧化锰作为催化剂，并填充在U型管的底部。
这种填料可以有效提高氯气的产生速率。
3.浓盐酸使用浓盐酸作为反应物，浓盐酸在实验室中容易获取，并且反应速率较快。
4.加热装置为了确保反应能够顺利进行，需要使用加热装置对U型管进行加热。
可以使用电热恒温浴槽进行加热，恒温浴槽能够维持一定的温度，使得实验条件稳定。
二、实验过程1.将浓盐酸倒入U型管的左侧，并加入适量的二氧化锰。
2.开始加热，并维持温度在70-80℃。
3.当反应开始后，U型管的右侧会出现氯气。
可以使用干燥的碱石灰对氯气进行干燥，以便后续的实验操作。
4.当氯气的产生速率开始下降时，可以通过对反应物进行微调，如增加盐酸或者二氧化锰的用量来控制氯气的产量。
三、改进点1.污染控制在氯气产生过程中，使用碱石灰对氯气进行干燥可以减少氯气对环境的污染。
同时，使用密闭的U型管也可以减少氯气的泄漏，进一步保护实验人员和环境的安全。
2.氢气控制在传统的实验方法中，氯气和氢气的比例不易控制。
而在改进的实验装置中，可以通过控制浓盐酸和二氧化锰的比例以及反应温度来精确调节氯气和氢气的比例。
此外，使用U型管还可以将氢气和氯气分离开来，避免了氢气对实验结果的影响。
3.实验操作简便使用U型管作为反应容器使得实验装置更为简洁，实验操作也更加方便。
同时，使用电热恒温浴槽进行加热也简化了实验过程，使得实验条件更加稳定。
四、实验效果通过以上改进，实验室制取氯气的装置能够更加环保、安全、高效且精确控制氯气和氢气的比例。
实验效果明显提高，实验过程也更加便捷。
氯气的收集装置改进一、实验目的：氯气性质实验是高中化学知识的重点，但由于是有刺激性气味的有毒气体，在收集气体时利用普通水槽易发生泄露，导致实验人员中毒和空气污染。
为解决这个问题，设计了这套气体收集装置，利用本装置可加快安装实验装置的速度，且易操作，并连接气体吸收装置，防止中毒和污染。
二、实验仪器：氯气发生装置，普通水槽，集气瓶，尾气吸收装置，玻璃导管，控制开关A（塑料制品）三、实验仪器装置图及仪器的组装1.设计的装置中饱和食盐水的液面高度低于导气管的最高高度，并且开关A转向左边，可防止液压导致食盐水从b管口倒流。
2.导管沿着水槽的底部边缘安装，容易固定，可节省空间，b管口偏靠后，为集气瓶装饱和食盐水留出空间。
3.控制开关安装密封垫。
四、实验操作：1.仪器组装：将氯气发生装置组装好，水槽中装满饱和食盐水，产生氯气的导气管与水槽的a管连接，水槽另一端c管处连接尾气处理装置B，集气瓶装满饱和食盐水倒置于b管上方。
2.气体收集：由于最初产生的气体浓度较小，不利于收集，可先将水槽开关A转向左边，气体通过导管通入B中吸收，当气体浓度较大时，将开关A转向右边，气体沿另一导管从b导管口收集，集气瓶中氯气收集满时，将开关A转向左边进行尾气处理，准备好下一个集气瓶，再次转动开关A进行收集。
整套装置易于操作，快速收集多瓶气体，不会将气体排放到空气中。
五、改进的意义：1.该装置可快速组装，节省时间，让平时老师觉得麻烦的气体收集变得有条不紊，易于操作，在课堂上给学生演示氯气的收集也很方便。
2.有效的防止了有毒有害气体的泄露，减少伤害，防止污染3.此装置不仅能用排饱和食盐水法收集Cl2 ，也可以用排水法收集NO、O2、H2等，也可用此装置进行向下排空气法收集NH3,收集NH3时，加长b处导管，以便伸入到集气瓶底部，多余的氨气可用同样的方法在c处吸收。
ʌ氯氢处理ɔ事故氯处理装置改造王艳超∗ꎬ范慧春(中国石油吉林石化公司ꎬ吉林吉林１３２０００)㊀㊀[关键词]事故氯ꎻ氯处理ꎻ装置改造[摘㊀要]介绍了一种适用于小型氯碱生产企业的事故氯处理装置ꎮ在氯碱装置突然停电㊁氯氢处理泵跳闸等意外情况发生时ꎬ采用２０％碱液喷淋系统ꎬ对冲破水封的泄漏氯气进行双塔串联二次吸收的紧急处理ꎬ达到保护环境㊁避免人员中毒的目的ꎮ该系统能满足烧碱装置的需要ꎮ[中图分类号]ＴＱ０２８.２㊀㊀[文献标志码]Ｂ㊀㊀[文章编号]１００８－１３３Ｘ(２０１８)０７－００２４－０４ＭｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｒｅａｔｍｅｎｔｄｅｖｉｃｅｆｏｒａｃｃｉｄｅｎｔａｌｌｙｒｅｌｅａｓｅｄｃｈｌｏｒｉｎｅＷＡＮＧＹａｎｃｈａｏꎬＦＡＮＨｕｉｃｈｕｎ(ＣＮＰＣＪｉｌｉｎＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＣｏ.ꎬＪｉｌｉｎ１３２０００ꎬＣｈｉｎａ)Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ａｃｃｉｄｅｎｔａｌｌｙｒｅｌｅａｓｅｄｃｈｌｏｒｉｎｅꎻｃｈｌｏｒｉｎｅｔｒｅａｔｍｅｎｔꎻｄｅｖｉｃｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎＡｂｓｔｒａｃｔ:Ａｔｒｅａｔｍｅｎｔｄｅｖｉｃｅｆｏｒａｃｃｉｄｅｎｔａｌｌｙｒｅｌｅａｓｅｄｃｈｌｏｒｉｎｅｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｓｍａｌｌ￣ｓｃａｌｅｃｈｌｏｒ－ａｌｋａｌｉｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ.Ｉｎｔｈｅｃａｓｅｏｆｓｕｄｄｅｎｏｕｔａｇｅｉｎｃｈｌｏｒ－ａｌｋａｌｉｐｌａｎｔａｎｄｔｈｅｔｒｉｐｏｆｃｈｌｏｒｉｎｅａｎｄｈｙｄｒｏｇｅｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｕｍｐｓꎬｔｈｅｃｈｌｏｒｉｎｅｂｒｅａｋｉｎｇｔｈｒｏｕｇｈｗａｔｅｒｓｅａｌｉｓｕｒｇｅｎｔｌｙｔｒｅａｔｅｄｂｙｔｗｏｓｔａｇｅａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｉｎｔｗｏｓｅｒｉｅｓｃｏｌｕｍｎｓｗｉｔｈ２０％ａｌｋａｌｉｌｉｑｕｉｄｓｐｒａｙｓｙｓｔｅｍ.Ｔｈｕｓꎬｔｈｅｇｏａｌｏｆｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄａｖｏｉｄｉｎｇｐｏｉｓｏｎｉｎｇｉｓａｃｈｉｅｖｅｄ.Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｎｅｅｄｓｏｆｔｈｅｃａｕｓｔｉｃｓｏｄａｄｅｖｉｃｅ.㊀㊀中国石油吉林石化公司电石厂(以下简称 吉化电石厂 )的离子膜法烧碱生产规模为３万ｔ/ａꎮ原事故氯处理装置为吉化电石厂５万ｔ/ａ隔膜法烧碱配套装置ꎬ该装置间断运行ꎮ２０１４年ꎬ吉化电石厂烧碱装置进行了氯碱装置节能技术改造ꎬ拆除原来的７０台改性金属阳极隔膜电解槽ꎬ新上２台蓝星(北京)化工机械有限公司的ＮＢＺ－２.７型高电流密度自然循环复极式膜极距电解槽ꎬ事故氯处理装置须连续运行ꎮ吉化电石厂烧碱装置为解决事故氯处理装置与离子膜电解槽不配套的问题ꎬ决定对原有事故氯处理装置进行改造ꎮ１㊀原工艺流程及存在的问题１.１㊀隔膜电解槽工艺流程及存在的问题１.１.１㊀工艺流程隔膜法电解槽事故氯处理工艺流程如图１所示ꎮ如图１所示:在电解槽氯气出口总管至钛冷却器管线上设置１台氯气水封ꎬ在烧碱装置突然停电㊁氯氢气泵跳闸等意外情况发生时ꎬ氯气出口总管压力超过３００Ｐａ时ꎬ碱液循环泵连锁启动ꎬ将２０％碱液送入事故氯处理塔ꎬ对冲破水封的泄漏氯气进行紧急吸收处理ꎮ事故氯吸收装置的碱液循环泵为事故状态下连锁启动ꎬ间断运行[１]ꎮ２０１４年吉化电石厂进行了氯碱系统节能技术改造ꎮ离子膜法电解槽事故氯处理工艺流程如图２所示ꎮ４２第５４卷㊀第７期２０１８年７月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀氯碱工业Ｃｈｌｏｒ－ＡｌｋａｌｉＩｎｄｕｓｔｒｙ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｖｏｌ.５４ꎬＮｏ.７Ｊｕｌ.ꎬ２０１８∗[作者简介]王艳超(１９８２ )ꎬ男ꎬ工程师ꎬ２００６年６月毕业于成都理工大学应用化学专业ꎬ现任中国石油吉林石化公司电石厂工艺工程师ꎬ从事氯碱专业技术工作１１年ꎬ曾发表专业技术论文数篇ꎮ[收稿日期]２０１７－１１－１５１ 氯气水封ꎻ２ 事故氯处理塔ꎻ３ 碱液循环槽ꎻ４ 碱液循环泵ꎻ５ 尾气风机图１㊀隔膜法电解槽事故氯处理工艺流程简图Ｆｉｇ.１㊀Ｐｒｏｃｅｓｓｆｌｏｗｄｉａｇｒａｍｏｆｔｒｅａｔｉｎｇｃｈｌｏｒｉｎｅａｃｃｉｄｅｎｔａｌｌｙｒｅｌｅａｓｉｎｇｆｒｏｍｄｉａｐｈｒａｇｍｅｌｅｃｔｒｏｌｙｚｅｒｓ１ 氯气水封ꎻ２ 事故氯处理塔ꎻ３ 碱液循环槽ꎻ４ 碱液循环泵ꎻ５ 尾气风机ꎻ６ 阳极液排放槽图２㊀离子膜法电解槽事故氯处理工艺流程简图Ｆｉｇ.２㊀Ｐｒｏｃｅｓｓｆｌｏｗｄｉａｇｒａｍｏｆｔｒｅａｔｉｎｇｃｈｌｏｒｉｎｅａｃｃｉｄｅｎｔａｌｌｙｒｅｌｅａｓｉｎｇｆｒｏｍｉｏｎ￣ｅｘｃｈａｎｇｅｍｅｍｂｒａｎｅｅｌｅｃｔｒｏｌｙｚｅｒｓ㊀㊀如图２所示:在原氯气水封逸出氯气的基础上ꎬ改造后事故氯处理塔气相入口增加了阳极液排放槽ꎬ吸收淡盐水逸出的氯气ꎮ正常生产过程中ꎬ阳极液排放槽中淡盐水温度为８０ħꎬ该氯气连续稳定逸出ꎮ事故氯吸收装置的碱液循环泵由原间断连锁运行改为连续运行ꎬ吸收阳极液排放槽逸出的氯气[２]ꎮ１.１.２㊀存在的问题吉化电石厂电解装置事故氯处理装置是配套原隔膜电解槽使用ꎬ共有４台设备:处理塔㊁碱罐㊁碱液循环泵㊁风机ꎮ采用碱液循环泵使质量分数２０％的碱液在处理塔中通过碱液分配器进行喷淋ꎬ塔顶风机产生负压ꎬ使处理塔下部的氯气逆向接触２０％碱液ꎮ经２０％碱液吸收后ꎬ风机出口尾气氯体积浓度达到６５ｍｇ/ｍ３以下ꎬ事故氯装置在氯气压力波动情况下间断使用ꎮ碱液循环泵已使用１６年ꎬ仅有１台ꎬ无备机ꎮ当吸收２０％碱液失效时ꎬ只能停车换碱ꎬ这时会有氯气泄漏到环境中ꎻ尾气风机也只有１台ꎬ一旦出现故障ꎬ更换不方便ꎬ会造成氯气处理不及时[３]ꎻ排气筒高度为１５ｍꎮ２０１４年ꎬ吉化电石厂氯碱装置节能技术改造因改造范围㊁工期等原因ꎬ未对原事故氯处理装置进行改造ꎬ改造项目建成投产５２第７期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀王艳超等:事故氯处理装置改造㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀氯氢处理开车后ꎬ事故氯处理装置须连续运行ꎬ吸收阳极液排放槽逸出的８~１０ｋｇ/ｈ的氯气ꎮ国家最新的«烧碱㊁聚氯乙烯工业污染物排放标准»(ＧＢ１５５８１ ２０１６代替ＧＢ１５５８１－９５)[４]第４.２.２条的表３(大气污染物排放浓度限值)中要求ꎬ烧碱企业排放物中氯气的体积度不大于５ｍｇ/ｍ３ꎬ自２０１８年７月１日起ꎬ现有企业执行表３规定的大气污染物排放浓度限值ꎻ第４.２.８条要求ꎬ排放含氯气的排气筒高度不得低于２５ｍꎮ原事故氯处理装置不能满足国家最新烧碱生产企业大气污染物排放浓度限值要求ꎬ需要进一步进行技术改造ꎮ如图３所示:在电解槽氯气出口总管至钛冷却器管线上设置１台氯气水封ꎮ正常生产情况下ꎬ氯气水封及阳极液排放槽逸出的氯气ꎬ在尾气风机产生的负压下进入串联的２台事故氯处理塔ꎬ与碱液循环泵送来的经板式换热器冷却后的循环碱液逆向吸收ꎻ经两级吸收后ꎬ达标的合格尾气由烟囱排出ꎬ该装置连续运行ꎮ在烧碱装置突然停电㊁氯氢气泵跳闸等意外情况发生时ꎬＰ００１ＡＢ碱液循环泵及Ｃ００１ＡＢ尾气风机连锁启动ꎬ将２０％碱液送入事故氯处理塔ꎬ对冲破水封的泄漏氯气进行紧急吸收处理ꎮ１ 氯气水封ꎻ２ 阳极液排放槽ꎻ３ꎬ４ １＃碱液循环槽ꎻ５ １＃事故氯吸收塔ꎻ６ １＃循环碱液钛冷却器ꎻ７ꎬ８ １＃碱液循环泵ꎻ９ ２＃循环碱液钛冷却器ꎻ１０ꎬ１１ ２＃碱液循环泵ꎻ１２ ２＃碱液循环槽ꎻ１３ ２＃事故氯吸收塔ꎻ１４ 次氯酸钠泵ꎻ１５ꎬ１６ 玻璃钢风机ꎻ１７ 烟囱图３㊀改造后事故氯处理工艺流程简图Ｆｉｇ.３㊀Ｉｍｐｒｏｖｅｄｐｒｏｃｅｓｓｆｌｏｗｄｉａｇｒａｍｏｆｔｒｅａｔｉｎｇａｃｃｉｄｅｎｔａｌｌｙｒｅｌｅａｓｅｄｃｈｌｏｒｉｎｅ２㊀事故氯处理装置改造情况２.１㊀改造方案２.１.１㊀新增设备及附属管线新增一级填料吸收塔和二级填料吸收塔㊁碱液循环槽及配套碱液循环泵㊁碱液冷却器㊁变频风机等设备及附属管线ꎮ２.１.２㊀新增填料吸收塔材质的选择事故氯吸收塔是采用２０％氢氧化钠溶液吸收氯气ꎬ达到无害化处理的目的[５]ꎮ吸收过程放出大量的热量(１０６ｋＪ/ｍｏｌ)ꎬ生成次氯酸钠和氯化钠ꎮ次氯酸钠溶液是强氧化性溶液ꎬ其在温度低于５２ħ㊁ｐＨ值大于１０.５的条件下是稳定的ꎻ当温度超过５２ħ或ｐＨ值小于１０.５时ꎬ次氯酸钠会被激活ꎬ分解产生具有强氧化性的次氯酸和次氯酸根ꎬ生成次氯酸钠过程中氯过量情况下ꎬ分解会加速ꎮ高温条件下亦是如此ꎮ一旦次氯酸钠被激活ꎬ其溶液具有的强氧化性就开始氧化高分子材料ꎬ即使是最好的乙烯基树脂玻璃钢也会被腐蚀ꎮ被激活的次氯酸钠同样会侵蚀硬ＰＶＣ㊁ＣＰＶＣꎮ在次氯酸钠生产过程中ꎬ双酚Ａ乙烯基树脂基玻璃钢材料和硬ＰＶＣ材料均具有良好的耐腐蚀性ꎻＰＶＣ㊁ＣＰＶＣ耐强氧化性介质的能力优于双酚Ａ乙６２氯氢处理㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀氯碱工业㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０１８年烯基树脂基玻璃钢材料ꎬ但它在强氧化性介质溶液中有低应力开裂的现象ꎬ如生产时温度(ɤ４２ħ)和ｐＨ值(ȡ１１.５)控制稍有偏离ꎬ将快速腐蚀ꎬ曾有氯碱行业客户发现:快则３~６个月ꎬ慢的１年左右ꎬ高温部会腐蚀得如纸一样薄ꎮ因此ꎬ吉化电石厂将该填料吸收塔下段采用进口ＰＶＤＦ/ＦＲＰ材料制作ꎮ２.１.３㊀拆除原事故氯处理装置拆除原事故氯处理装置处理塔㊁碱罐㊁碱液循环泵㊁风机等４台设备ꎮ２.２㊀工艺流程正常生产时ꎬ阳极液排放槽逸出少量湿氯气ꎬ事故氯吸收装置通过碱液循环泵连续运行ꎬ吸收逸出的少量湿氯气[６]ꎮ在烧碱装置突然停电㊁氯氢气泵跳闸等意外情况发生时ꎬ一级填料吸收塔配套的两台碱液循环泵连锁启动ꎬ将２０％碱液送入事故氯处理塔中ꎬ对冲破水封的泄漏氯气进行紧急吸收处理ꎮ２.３㊀改造设计依据２.３.１㊀最新烧碱生产企业国家标准国家最新的«烧碱㊁聚氯乙烯工业污染物排放标准»(ＧＢ１５５８１ ２０１６代替ＧＢ１５５８１－９５ꎬ２０１８年７月１日现有企业执行该标准)第４.２.２条的表３(大气污染物排放浓度限值)中要求ꎬ排放物中氯气的含量不大于５ｍｇ/ｍ３ꎻ第４.２.８条要求ꎬ排放含氯气的排气筒高度不得低于２５ｍꎮ２.３.２㊀吉化电石厂烧碱装置生产现状吉化电石厂离子膜法烧碱装置的生产规模为３万ｔ/ａꎬ生产时间８０００ｈ/ａꎮ２.４㊀事故氯气总量的核算２.４.１㊀事故状态下最大氯气处理量的界定事故状态下ꎬ假设２台离子膜电解槽为满负荷开车状态ꎬ氯气处理单元因设备故障㊁电气故障或其他原因ꎬ导致氯气输送中断ꎬ电解槽产生的氯气全部由事故氯处理装置进行吸收ꎬ此时的氯气量为该系统处理的最大氯气量ꎮ该改造装置满足电解装置年操作８０００ｈꎬ紧急状态下满负荷生产３０ｍｉｎ的氯气处理量ꎮ２.４.２㊀事故状态下氯气处理量的核算电解槽满负荷生产状态下ꎬ干氯气质量流量的核算数据如下:电化当量㊀㊀㊀㊀㊀１.４９２ｇ/(Ａ ｈ)ꎻ电流㊀２９.７ｋＡꎻ单元槽数㊀㊀㊀９０ꎻ时间㊀１ｈꎻ电流效率㊀㊀㊀９３％ꎻ碱产量㊀３７０８.９５ｋｇ/ｈꎻ氯气质量流量㊀３２９１.６９ｋｇ/ｈꎮ标准状态下ꎬ干氯气体积流量的核算数据如下:氯气质量流量㊀㊀㊀㊀㊀㊀３２９１.６９ｋｇ/ｈꎻ氯气分子质量㊀㊀７１ｇ/ｍｏｌꎻ氯气摩尔体积㊀２２.４Ｌ/ｍｏｌꎻ干氯气体积流量㊀１０３８.５１ｍ３/ｈꎮ７５ħ时ꎬ含饱和水蒸气的氯气体积核算如下ꎮ查湿氯气中水蒸气分压及饱和含水量表ꎬ可知干燥氯气流量为１０３８.５１ｍ３/ｈ时ꎬ含饱和水蒸气的湿氯气流量为１６００ｍ３/ｈꎮ２.５㊀事故状态下氯气处理所需碱量的核算氯气与氢氧化钠溶液在接触情况下ꎬ即会迅速发生反应ꎬ生成氯化钠㊁次氯酸钠和水ꎬ并放出热量ꎮ反应化学方程式为:Ｃｌ２＋２ＮａＯＨңＮａＣｌ＋ＮａＣｌＯ＋Ｈ２Ｏꎮ事故状态下ꎬ氯气的最大质量流量为３２９１.６９ｋｇ/ｈꎮ按最长时间３０ｍｉｎ产生的氯气量进行核算ꎬ所需２０％氢氧化钠体积的核算如下ꎮ氯气质量流量㊀㊀㊀㊀３２９１.６９ｋｇ/ｈꎻ３０ｍｉｎ氯气质量㊀㊀㊀１６４５.８５ｋｇꎻ氢氧化钠质量㊀㊀㊀㊀１８５４.４７ｋｇꎻ２０％氢氧化钠质量㊀㊀９２７２.３７ｋｇꎻ２０％氢氧化钠密度㊀㊀１２１９ｋｇ/ｍ３ꎮ由以上数据可知:事故状态下ꎬ完全吸收３０ｍｉｎ内烧碱装置离子膜电解槽产生的氯气需要７.６１ｍ３２０％的氢氧化钠溶液ꎮ３㊀结语事故氯处理装置改造后ꎬ尾气排放达到国家最新的环保要求ꎬ可长周期安全稳定运行ꎬ避免事故状态下ꎬ氯气泄漏造成的环境污染及人员伤害等ꎮ参考文献[１]袁捷才.事故氯处理装置简析[Ｊ].氯碱工业ꎬ２００３(１０):２２－２３.[２]张崇洋.氯氢系统工艺控制及事故处理[Ｍ].２０１３年全国烧碱行业技术年会论文集ꎬ２０１３:１９３－１９６. [３]袁湘淇ꎬ余万林.事故氯处理装置的工艺优化[Ｍ].第１１届 佑利杯 氯碱论文竞赛文集ꎬ２０１０:１１０－１１２. [４]环境保护部科技标准司.ＧＢ１５５８１ ２０１６烧碱㊁聚氯乙烯工业污染物排放标准[Ｓ].北京:中国环境科学出版社ꎬ２０１６.[５]王利ꎬ吴建杨.液氯汽化节能工艺的优化[Ｊ].中国氯碱ꎬ２０１０(１１):２４－２７.[编辑:蔡春艳]７２第７期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀王艳超等:事故氯处理装置改造㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀氯氢处理。
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
