1、現(xiàn)代氯堿生產(chǎn)技術(shù)項目四 氯氣/氫氣處理任務(wù)二 氯氣、氫氣的干燥凈化處理1 項目四 氯氣/氫氣處理 【實施方法】通過查閱相關(guān)手冊，搜集氯氣性質(zhì)的信息；通過調(diào)研和搜集材料，總結(jié)并比較氯氣處理的幾種工藝；參觀，搞清事故氯處理工序作用、掌握氯氣液化工藝；搜集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并進行處理?！救蝿?wù)】一、任務(wù)一 氯氣處理理論準(zhǔn)備二、氯氣、氫氣的干燥凈化處理三、液氯生產(chǎn)2任務(wù)二 氯氣、氫氣的干燥凈化處理 一、氯氣的冷卻 （一）直接冷卻流程 目前采用直接冷卻的工廠，在處理含氯污水方面都存在一定的困難，致使大量廢水進入下水道，腐蝕管路、污染環(huán)境，同時使氯損失增大，且耗費大量蒸汽。因此盡管這種工藝設(shè)備投資少，操作簡單，冷卻

2、效率高，但由于它的致命缺點，目前我國原先采用直接冷卻流程的氯堿廠均被間接冷卻流程所代替。3 （二）間接冷卻流程 采用間接冷卻流程操作簡單、易于控制、操作費用低、氯水量小、氯損失少，并能節(jié)約脫氯用蒸汽。冷卻后氯氣的含水量可低于0.5%，但鈦冷卻器的投資費用較大。任務(wù)二 氯氣、氫氣的干燥凈化處理4（三）氯水循環(huán)冷卻流程 此流程具有前兩種流程優(yōu)點：冷卻效率高、操作費用大大低于直接冷卻法，而稍高于間接冷卻法，投資比前者高而低于后者。其缺點是熱交換器所用的冷卻水溫度要求低于15，因此需要消耗冷凍量，并需增設(shè)氯水泵、氯水循環(huán)槽使流程復(fù)雜化。任務(wù)二 氯氣、氫氣的干燥凈化處理5（三）氯水循環(huán)冷卻流程 此流程具

3、有前兩種流程優(yōu)點：冷卻效率高、操作費用大大低于直接冷卻法，而稍高于間接冷卻法，投資比前者高而低于后者。其缺點是熱交換器所用的冷卻水溫度要求低于15，因此需要消耗冷凍量，并需增設(shè)氯水泵、氯水循環(huán)槽使流程復(fù)雜化。任務(wù)二 氯氣、氫氣的干燥凈化處理6 （四）閉路循環(huán)氯水直接冷卻流程 濕氯氣在第一冷卻塔內(nèi)用室溫的氯水噴淋，使氯氣溫度冷卻到40左右，再進入第二冷卻塔，用冷凍后的氯水噴淋冷卻，使氯氣繼續(xù)冷卻至10左右。第二冷卻塔塔底的部分氯水，由泵送入熱交換器，經(jīng)冷凍鹽水冷卻后循環(huán)使用，多余的氯水則溢流入第一冷卻塔的底部。第一冷卻塔內(nèi)的氯水，經(jīng)泵送至熱交換器經(jīng)工業(yè)上水冷卻后循環(huán)使用，多余氯水則溢出另行處理。

4、任務(wù)二 氯氣、氫氣的干燥凈化處理7 二、氯氣的干燥 （一）填料塔串聯(lián)硫酸循環(huán)流程 該工藝對氯氣負(fù)荷波動的適應(yīng)性好，且干燥氯氣的質(zhì)量穩(wěn)定，硫酸單耗低，系統(tǒng)阻力小，動力消耗省。但設(shè)備大，管道復(fù)雜，投資及操作費用較高。任務(wù)二 氯氣、氫氣的干燥凈化處理8 （二）泡沫塔干燥流程 此流程設(shè)備體積小、臺數(shù)少，流程簡單，投資及操作費用低。其缺點是壓力降較大（四塊塔板達(dá)5kPa左右），適應(yīng)氯氣負(fù)荷波動范圍小，塔板易結(jié)垢，且一旦堵塞必須停車處理，故一般設(shè)置備用塔。同時由于塔酸未能循環(huán)冷卻，塔溫高，因此出塔氯氣的含水量較高，出塔酸濃度高，故酸耗較大。任務(wù)二 氯氣、氫氣的干燥凈化處理9 針對上述缺點，出現(xiàn)了稀酸冷卻大

5、循環(huán)泡沫塔干燥氯氣的流程，也有在泡沫塔后面增加一臺填料塔，形成泡沫填料干燥塔流程。任務(wù)二 氯氣、氫氣的干燥凈化處理10 三、氯氣的凈化 國內(nèi)在除水霧或酸霧時，一般都采用浸漬含氟硅油的玻璃棉所制作的管式過濾器，或附瓷環(huán)的填料塔、旋流板、絲網(wǎng)過濾器、旋風(fēng)分離器及重力式分離器等方法。 管式、絲網(wǎng)式填充過濾器是借助具有多細(xì)孔通道的物質(zhì)作為過濾介質(zhì)，能有效地去除水霧或酸霧，凈化率可達(dá)95-99%，而且壓力降較小，可用于高質(zhì)量的氯氣處理。任務(wù)二 氯氣、氫氣的干燥凈化處理11 四、氯氣的壓縮和輸送 （一）液環(huán)式氯氣壓縮流程 液環(huán)式壓縮機雖然結(jié)構(gòu)簡單，強度好又實用，但效率不高。另外，它在壓縮、輸送氯氣過程中，

6、還需要輸送硫酸，所以能耗高，且氯氣中含有較多酸霧，給后工序帶來困難。 任務(wù)二 氯氣、氫氣的干燥凈化處理12 （二）透平機氯氣壓縮流程 為確保其正常運轉(zhuǎn)，透平機對氯氣的含水量及雜質(zhì)的要求比較嚴(yán)格，一般含水量要求小于100ppm。另外還要經(jīng)過高效除沫器除沫。該工藝還附有潤滑油系統(tǒng)、密封用空氣的干燥及再生系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)等。任務(wù)二 氯氣、氫氣的干燥凈化處理13五、適用于氯氣透平壓縮機的氯處理流程（一）氯水循環(huán)間接冷卻泡沫塔干燥氯氣流程任務(wù)二 氯氣、氫氣的干燥凈化處理14任務(wù)二 氯氣、氫氣的干燥凈化處理15（二）氯水循環(huán)鼓風(fēng)機填料塔串聯(lián)干燥氯氣流程任務(wù)二 氯氣、氫氣的干燥凈化處理16 六、事故氯處理

7、造成氯氣外逸的原因主要有以下幾個方面。 1供電解的直流電波動太大，氯氣處理系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)靈敏度不夠或本身的故障，而使電解生產(chǎn)的氯氣不能及時輸出。 2輸送設(shè)備故障或動力電源故障，使氯氣倒壓或送不出去。 3其它原因造成氯氣的逸出。任務(wù)二 氯氣、氫氣的干燥凈化處理17任務(wù)二 氯氣、氫氣的干燥凈化處理18 七、氫氣處理 從電解槽出來的氫氣，其溫度稍低于電解槽的槽溫，含有大量飽和水蒸汽，同時還帶有鹽和堿的霧沫。所以在生產(chǎn)過程中應(yīng)進行冷卻和洗滌，然后再用風(fēng)機輸送到用氫部門。 為了保持電解槽陰極室的壓力穩(wěn)定，并不使其在氫氣系統(tǒng)出現(xiàn)負(fù)壓，保證空氣不被吸入而造成危險，在氫處理系統(tǒng)均設(shè)有電槽氫氣壓力調(diào)節(jié)裝置及

8、自動放空裝置。任務(wù)二 氯氣、氫氣的干燥凈化處理19任務(wù)二 氯氣、氫氣的干燥凈化處理20 八、氯氣和氫氣凈化設(shè)備 （一）填料塔 填料塔一般由塔體、花板、液體分配器、填料、氣液進出口接管等組成。塔內(nèi)充裝的填料有拉西環(huán)、螺絲圈、鞍形、波紋或其它高效填料。 填料塔和氯水循環(huán)槽、氯水泵和冷卻器組成一個氯氣洗滌、冷卻循環(huán)系統(tǒng)。用于氯氣冷卻的填料塔，常用鋼襯膠，玻璃鋼加強的聚氯乙烯塑料或其他耐腐蝕材料制成。由于氯氣在塔內(nèi)直接與氯水接觸，因此傳熱效果好，冷卻效率高，操作容易。但設(shè)備較多，管道布置復(fù)雜。任務(wù)二 氯氣、氫氣的干燥凈化處理21 填料塔也可用于氯氣的干燥。它和硫酸循環(huán)槽、硫酸泵和冷卻器組成一個循環(huán)系統(tǒng)

9、。用于氯氣干燥的填料塔，常用玻璃鋼加強的聚氯乙烯塑料、鋼襯耐酸瓷磚或其他耐腐蝕材料制成。填料塔的特點是運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，操作彈性大，對于電流的波動、氯氣流量的變化均能適應(yīng)。 時由于填料塔循環(huán)酸噴淋量大，流出的硫酸經(jīng)冷卻后循環(huán)使用，所以干燥后氯氣的溫度較低，從而達(dá)到了較高的干燥效果。但設(shè)備龐大、占地面積大、管道復(fù)雜、管理不便、且動力消耗較大。 任務(wù)二 氯氣、氫氣的干燥凈化處理22 （二）泡沫塔 泡沫塔的傳質(zhì)速率高，被廣泛地用于氣體的吸收、冷卻等過程中。用于氯氣處理的泡沫塔可用陶瓷、聚氯乙烯、玻璃、聚氟樹脂等材料制成。 用于氯氣干燥的泡沫塔的塔體為圓柱形，而用于冷卻的泡沫塔，由于氯氣溫度變化較大，氯氣中水

10、蒸氣被冷凝而使每一塊塔板上氣體體積變化較大，所以塔體可做成錐形或塔板開孔率不同，以保證泡沫塔有較大的操作彈性。任務(wù)二 氯氣、氫氣的干燥凈化處理23 （1）鼓泡層 此層在靠近塔板處，氣體為一個個的氣泡分散在液體中。這一層隨著氣相速度的增大而減小至完全消失。這里由于氣液兩相接觸面積不大，故傳質(zhì)效率不高。 （2）泡沫層 此層發(fā)生在氣體速度適當(dāng)時，氣液兩相形成懸浮狀的泡沫。這時由于泡沫的狀態(tài)不斷更新，而且表面積很大，這里傳質(zhì)阻力小，傳質(zhì)效率高，所以這一層決定了泡沫塔的操作好壞。任務(wù)二 氯氣、氫氣的干燥凈化處理24 （3）霧沫層 此層在泡沫層上方，由于液柱對氣體的影響減小，氣體速度大于下層，泡沫破裂而形

11、成霧沫，這時吸收阻力雖然較小，但在過高霧沫層情況下，霧沫會隨著氣體夾帶入上層塔板，使上層塔板的硫酸濃度發(fā)生變化，結(jié)果反而降低了塔板效率。為了減少這種情況，塔板間距一般可取300-500mm。 在塔的上部，為了充分利用吸收劑，設(shè)有除霧裝置?？啥逊盘盍匣蛟O(shè)置旋流板等構(gòu)件。任務(wù)二 氯氣、氫氣的干燥凈化處理25 當(dāng)塔內(nèi)氣體的空塔速度小于0.5ms時，液層以鼓泡為主；氣速在0.5-0.7ms時，將形成較穩(wěn)定的蜂窩狀的泡沫，但不易破裂，表面不能很快更新，吸收效率欠佳；當(dāng)氣速在0.7ms以上時，則可形成運動的、不斷更新的、相界面很大的泡沫，使傳質(zhì)速率大大提高，但若氣速增加到3米s以上時，泡沫很快被破壞形成霧

12、沫，隨著氣體夾帶到上一塊塔板或帶出塔外，此時還會使液相的真實重度降低，不能很好地從降液管落下而積聚在塔板上，造成液泛現(xiàn)象。因此泡沫塔內(nèi)氣體的空塔速度一般控制在0.7-0.3ms，以1-1.5ms為最好。任務(wù)二 氯氣、氫氣的干燥凈化處理26 泡沫塔與填料塔相比，具有設(shè)備小、生產(chǎn)能力大、結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)省材料，投資低、占地面積小等優(yōu)點。但泡沫塔也存在酸霧夾帶多、阻力降大、系統(tǒng)負(fù)荷彈性小、出酸濃度難以控制以及硫酸由于不能冷卻而造成氯氣出口溫度高、致使氯中含水量增高等缺點。任務(wù)二 氯氣、氫氣的干燥凈化處理27任務(wù)二 氯氣、氫氣的干燥凈化處理28 （三）列管熱交換器 用于濕氯氣冷卻的熱交換器，必須用具有良好

13、耐腐蝕性能的材料制成。如玻璃、石墨、鈦等。用于干氯氣冷卻的熱交換器，一般用碳鋼制成。 1玻璃冷卻器 結(jié)構(gòu)簡單、投資低、材料易得，制造工藝不復(fù)雜。但玻璃管兩端直徑及不圓度相差很大，容易造成泄漏，另外，由于玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)較低，傳熱效果較差，因此要求有較大的傳熱面積，且當(dāng)溫度變化較大時易發(fā)生破裂。任務(wù)二 氯氣、氫氣的干燥凈化處理29 2石墨冷卻器 石墨冷卻器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊、傳熱系數(shù)高，流體阻力小、可制成較大換熱面積。其缺點是價格較貴、耐壓低、不適用于強烈沖擊和振動的場合，在運輸和安裝時容易損壞。用于氯氣冷卻時，必須注意氯氣進口溫度要在50以下，這是因為高溫濕氯氣容易生成新生態(tài)氧，使石墨氧化而受腐蝕。任務(wù)二 氯氣、氫氣的干燥凈化處理30 （四）氯氣壓縮機 （1）納氏泵 納氏泵又稱液環(huán)泵，是氯堿廠中輸送氯氣的最常用的設(shè)備。它由泵殼，葉輪、大蓋、小蓋、軸承等幾部分組成。它是一種旋轉(zhuǎn)液環(huán)式氣體壓縮機。 任務(wù)二 氯氣、氫氣的干燥凈化處理31 （2）透平壓縮機 有蝸輪的離心式壓縮機，借葉輪高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力使氣體壓縮。因為氣體壓縮時要產(chǎn)生熱量，所以在透平壓縮的每一段壓縮比不能太大，并必須在級間用中間冷卻器將熱量及時移去使氣體體積變小，以利于