【正文】 管冷卻器的1/10。目前氯氣輸送設(shè)備有兩種形式，一種是液環(huán)泵，另一種是離心式壓縮機(jī)。根據(jù)同類工程氯氣處理系統(tǒng)的運(yùn)行情況和綜合分析比較的結(jié)果，擬定氯氣處理工藝方案：濕氯氣經(jīng)氯水洗滌、如果需要先用風(fēng)機(jī)提壓后，再間接的鈦管換熱器冷卻；氯氣除鹽、降溫后先后經(jīng)二段填料塔、末段泡罩塔干燥，使氯氣含水量≤50wtppm；氯氣輸送選用國(guó)外引進(jìn)大型離心式氯氣壓縮機(jī)?？梢员ＷC氫氣壓力生產(chǎn)的穩(wěn)定性，擬設(shè)計(jì)二條線，單線滿足18萬(wàn)噸/年離子膜燒堿匹配的氫氣處理能力。 氯氣液化通常根據(jù)氯氣壓縮機(jī)壓力的不同，將氯氣液化方式分為高壓法、中壓法和低壓法三種。中壓法一般用氨或氟里昂制冷。螺桿式壓縮機(jī)是一種高速回轉(zhuǎn)容積式壓縮機(jī)，通過(guò)工作容積縮小使氣體壓縮，除兩個(gè)高速回轉(zhuǎn)的螺桿轉(zhuǎn)子外，無(wú)其它運(yùn)動(dòng)部件，兼有回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)和往復(fù)式壓縮機(jī)各自的優(yōu)點(diǎn)，如體積 小、重量輕、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、易損件少、效率高，單級(jí)壓縮比大，能量無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)。二合一爐剛開車時(shí)不合格的氯化氫或PVC出現(xiàn)事故時(shí)，氯化氫合成爐停爐時(shí)產(chǎn)生的氯化氫送降膜吸收器和尾氣吸收塔來(lái)生產(chǎn)工業(yè)鹽酸。從氯化氫分配臺(tái)抽一小股氯化氫來(lái)生產(chǎn)高純鹽酸，以滿足燒堿廠內(nèi)自用鹽酸量。 蒸發(fā)對(duì)于離子膜法液堿蒸發(fā)流程的選擇大體上可以分為以下幾個(gè)方面： 循環(huán)方式的選擇。（2）蒸發(fā)器的選擇蒸發(fā)器根據(jù)循環(huán)方式的不同可區(qū)分如下：自然循環(huán)式蒸發(fā)器由于其傳熱系數(shù)較低，溫差小，國(guó)內(nèi)已經(jīng)很少使用。主要原因是絲網(wǎng)捕集器不能滿足要求以及降膜管的壁厚較厚不能適合高效傳熱的需要。因此從理論上講，逆流工藝優(yōu)于順流工藝，但在實(shí)際生產(chǎn)中，在投資較少時(shí)仍可采用順流工藝，其傳質(zhì)系數(shù)不足的缺點(diǎn)，常用強(qiáng)制循環(huán)來(lái)彌補(bǔ)。目前一期工程已引進(jìn)一套瑞士Bertrams公司三效逆流蒸發(fā)技術(shù)，本工程仍考慮采用引進(jìn)該技術(shù)。 工藝流程和消耗定額 工藝流程簡(jiǎn)述 一次鹽水從采鹵車間來(lái)的飽和鹵水(305g/l)先進(jìn)一緩沖池，在此池內(nèi)加入一定量的氯氣處理來(lái)的氯水或次氯酸鈉，以脫除鹵水中的氨，鹵水進(jìn)一吹除塔中用空氣將氨吹除，脫氨后的鹵水再加入化學(xué)試劑除碘，生產(chǎn)的碘再經(jīng)一樹脂床吸附除去碘，此鹵水濃度約為300g/l可直接去一次鹽水精制單元，也可以去地下化鹽池，將鹽水濃度提高到310g/l左右，原鹽由鏟車送入化鹽池。粗鹽水中的Mg2+與OH反應(yīng)生成Mg(OH)2，菌藻類、腐殖酸等有機(jī)物則被NaClO氧化分解成為小分子有機(jī)物。澄清鹽水從預(yù)處理器上部溢流進(jìn)折流槽，再加入精制劑Na2CO3溶液后進(jìn)入反應(yīng)槽。1）二次鹽水精制工序過(guò)濾之后的鹽水進(jìn)入過(guò)濾鹽水儲(chǔ)槽，用過(guò)濾鹽水泵經(jīng)鹽水加熱器送至離子交換樹脂塔。工段外送來(lái)的31%(wt)高純鹽酸和純水進(jìn)入各自儲(chǔ)槽。每臺(tái)電解槽由數(shù)個(gè)單元槽、離子交換膜以及附件組成。為了降低氯氣中的含氧。附件由陰極液和陽(yáng)極液進(jìn)料總管及軟管、陰極液和陽(yáng)極液排出總管及軟管、電解槽兩端與固定導(dǎo)電銅排連接用的繞性電纜、防止電氣腐蝕保護(hù)裝置等所組成。再生過(guò)程中所排出的酸性以及堿性廢液排至再生廢液池，用泵將一部分廢液送回一次鹽水工段，另一部分送到工程界區(qū)內(nèi)新設(shè)的中和沉淀池，處理后排出界區(qū)。由離子交換樹脂塔出來(lái)的二次精制鹽水再經(jīng)鹽水加熱器送入電解工序。預(yù)處理器及凱膜過(guò)濾器底部的泥漿排入泥漿池，用泥漿泵打入板框壓濾機(jī)，壓濾后的濾液回收去化鹽，濾餅作為廢渣送出界區(qū)外運(yùn)，供綜合利用。飽含空氣的鹽水經(jīng)減壓在文丘里混合器中與絮凝劑FeCl3溶液混合，然后進(jìn)入預(yù)處理器。澄清后的淡鹽水與其余部分淡鹽水以及回收濾液、補(bǔ)充水進(jìn)入化鹽水儲(chǔ)槽，由化鹽水泵送入化鹽池底部，沿化鹽池逆流而上，在化鹽池上部出口得到NaCl濃度為310~315g/l的飽和粗鹽水，自流入緩沖罐。引進(jìn)的主要設(shè)備、材料表表413序號(hào)設(shè)備名稱單位數(shù)量材 質(zhì)備 注1離子膜電解槽套20Ti/Ni2二次鹽水及電解界區(qū)關(guān)鍵儀器、儀表批13二次鹽水及電解界區(qū)特殊閥門、材料、備品備件批14離子膜m276005螯合樹脂塔及配套的閥門、管線套2組合件6氯氣壓縮機(jī)（）套2組合件7一效降膜蒸發(fā)器套2Ni/SS8二效降膜蒸發(fā)器套2Ni/SS9三效降膜蒸發(fā)器套2Ni/SS10燒堿液鎳泵臺(tái)12Ni/SS11界區(qū)內(nèi)的套管換熱氣臺(tái)2Ni/SS12蒸發(fā)界區(qū)關(guān)鍵儀器、儀表批1Ni/SS13蒸發(fā)界區(qū)特殊閥門、材料、備品備件批1Ni/SS采用進(jìn)口設(shè)備的理由主要是目前國(guó)產(chǎn)化的復(fù)極式自然循環(huán)離子膜法電解槽尚缺乏成熟的試車、投產(chǎn)、運(yùn)行、操作與維護(hù)、檢修的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)；設(shè)備主體的加工制造工藝與密封材料，設(shè)備結(jié)構(gòu)、性能、使用壽命等方面較進(jìn)口設(shè)備尚有一定缺欠與差距。綜上所述，蒸發(fā)工藝推薦采用的流程和設(shè)備如表所示。（3）順、逆流工藝流程的選擇采用逆流蒸發(fā)較順流蒸發(fā)可以更充分地利用加熱蒸汽的熱量，同時(shí)堿液與蒸汽逆流，可以使低粘度的堿液在低溫下沸騰，高濃度、高粘度的堿液在高溫下沸騰，從而提高了傳熱系數(shù)，減少了設(shè)備的加熱面積，減少了投資。強(qiáng)制循環(huán)不循環(huán)蒸發(fā)器自然循環(huán)循環(huán)旋轉(zhuǎn)刮板式直流式內(nèi)熱式外熱式內(nèi)循環(huán)式外循環(huán)式降膜式升膜式不循環(huán)蒸發(fā)器由于其傳熱系數(shù)高，流程簡(jiǎn)單，設(shè)備少，投資省，容易操作控制等特點(diǎn)，近年來(lái)越來(lái)越受到關(guān)注，并得到了廣泛的應(yīng)用，其中升膜蒸發(fā)器具有傳熱系數(shù)高，結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)得到了更廣泛的應(yīng)用。但反過(guò)來(lái)，效數(shù)愈多，蒸發(fā)器的增加，使一次投資相應(yīng)增加，提高了折舊及產(chǎn)品成本。 蒸發(fā)器形式的選擇；二合一石墨合成爐的工藝流程較長(zhǎng)，設(shè)備臺(tái)位多，但易操作，運(yùn)行穩(wěn)定性高。噴射器下水集中到循環(huán)水槽，然后用泵加壓，供水力噴射泵循環(huán)使用，并供尾氣塔吸收尾氣用，從而使酸性水形成循環(huán)。 氯化氫合成及高純鹽酸由氯氣處理工序來(lái)的氯氣和從氫氣處理來(lái)的氫氣分別進(jìn)入氯氣緩沖罐和氫氣緩沖罐，緩沖后的氫氣經(jīng)管道阻火器和氯氣分別進(jìn)入二合一石墨合成爐，在爐內(nèi)進(jìn)行燃燒，生成氯化氫氣體。氟里昂制冷是國(guó)內(nèi)近十幾年來(lái)多采用的技術(shù)，在設(shè)備數(shù)量、占地面積、能耗方面均優(yōu)于氨制冷。但對(duì)氯氣處理工藝、氯氣輸送設(shè)備的要求較高，增加投資費(fèi)用。本工序選擇燒堿液循環(huán)、冷卻、吸收廢氯氣，制成次氯酸鈉。（2）氫氣處理由電解槽出來(lái)的氫氣溫度高、含水量大、且含堿霧，故必須進(jìn)行冷卻。透平式壓縮機(jī)具有輸送量大、排氣壓力較高、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、得以改善工作環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。離子膜法制堿的一大優(yōu)勢(shì)就是能根據(jù)需要調(diào)節(jié)生產(chǎn)規(guī)模，因此要求氯氣處理工序具有較大的操作彈性，如選用泡沫塔，在低負(fù)荷生產(chǎn)時(shí)必須有足夠的干氯氣回流以維持塔的操作穩(wěn)定，從而增加了硫酸消耗和動(dòng)力消耗。從計(jì)算及分析來(lái)看，前兩段填料塔的操作是否穩(wěn)定是影響干燥質(zhì)量的關(guān)鍵因素，特別是出塔氯氣溫度。填料塔操作彈性大，易操作，壓降小，但投資大，有效塔板數(shù)少。氯氣冷凝下來(lái)的氯水回收送鹵水池脫氨。氯氣處理系統(tǒng)分為冷卻、干燥、輸送三部分。另一種采用真空脫氯法，該法脫氯效果較好，通過(guò)蒸汽噴射器或真空泵提供的真空系統(tǒng)將含氯淡鹽水中的游離氯抽出分離后進(jìn)入濕氯氣總管。PLC與集散控制系統(tǒng)DCS可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊；也可以直接由DCS實(shí)現(xiàn)控制。若使Ca2+、Mg2+含量降到20wtppb的水平，必須先把鹽水中的固體懸浮物（SS）降到1wtppm以下，然后用螯合樹脂處理。傳統(tǒng)的BaCL2澄清桶除硫酸根工藝，由工藝成熟、投資省，故大多數(shù)化工廠均采用此法；但由于此工藝耗精制劑BaCL2，運(yùn)行成本增加，由于BaCL2的毒性，保存很不方便。膜過(guò)濾工藝：自動(dòng)化運(yùn)行，操作平穩(wěn)、鹽水質(zhì)量好，取消了預(yù)涂α纖維素工藝，降低生產(chǎn)成本。近幾年有些氯堿廠在一次鹽水精制工藝中嘗識(shí)了預(yù)處理技術(shù)和膜過(guò)濾器分離技術(shù)。（2）一次鹽水一次澄清鹽水的制備是氯堿生產(chǎn)工藝至關(guān)重要的工段，精制效果的好壞直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。因此擬定選擇高電密自然循環(huán)復(fù)極式電解槽工藝技術(shù)方案。另外，旭化成復(fù)極式強(qiáng)制循環(huán)電解槽，在陰極液側(cè)電解槽出口聯(lián)接口焊上不銹鋼（或鎳）插入管以穩(wěn)定陰極室的壓力。但強(qiáng)制循環(huán)離子膜電解槽，因進(jìn)出槽電解液流量和壓力大，電解槽壓力控制若太高，不僅對(duì)電解槽密封要求更嚴(yán)格，而且對(duì)電解槽操作也要進(jìn)一步強(qiáng)化，不然將使膜受到損傷。再如意大利迪諾拉復(fù)極式自然循環(huán)電解槽，在其出口增設(shè)一個(gè)單獨(dú)的大容量脫氣裝置，氣、液?jiǎn)为?dú)排放，保證了最小的壓力波動(dòng)，壓力波動(dòng)降低到僅為196～392Pa。單極式離子膜電解槽采用自然循環(huán)更是如此。因此在設(shè)計(jì)電槽時(shí)，要想方設(shè)法減小膜的振動(dòng)。5）氯工程公司大單極電解槽（CME）氣體和液體是以層狀的溢流方式排出電解槽，這種溢流方式由于液面維持在上部槽框，所以離子膜總是能浸在電解質(zhì)溶液中，這一設(shè)計(jì)特點(diǎn)也有助于提高離子膜的使用壽命。發(fā)生電源故障時(shí)，即使在夾帶的氣體組分被完全分離情況下也有足夠的液體覆蓋離子膜。1）旭化成強(qiáng)制循環(huán)復(fù)極電解槽采用大流量強(qiáng)制循環(huán)，除了保證陽(yáng)極液氯化鈉濃度分布均勻，提高I/c比值，避免極化外，還能使陽(yáng)極產(chǎn)生的氯氣及時(shí)導(dǎo)出槽外，加之在陽(yáng)極上部設(shè)置溢流堰（陰極亦如此），可使液體濕潤(rùn)離子膜，防止干區(qū)出現(xiàn)。（2）自然循環(huán)方式同樣可以避免氣體層腐蝕離子膜離子膜電解槽陽(yáng)極室上部通電部分氣泡率往往高達(dá)90%以上，這種氣泡若不能及時(shí)引出，則在該處形成滯留氣層。自然循環(huán)系統(tǒng)所形成均勻的電解液濃度對(duì)穩(wěn)定離子膜性能和延長(zhǎng)其使用壽命是必不可少的。電解液在由下至上的流動(dòng)過(guò)程中充分混合而使其濃度也保持均一的分布，如此可達(dá)到延長(zhǎng)離子膜使用壽命的目的。2）日本氯工程公司大單極自然循環(huán)離子膜電解槽（CME），電流導(dǎo)電箱除使電流分布均勻外，還起到引導(dǎo)作用，它有助于電解液在電解槽內(nèi)循環(huán)。1）旭化成自然循環(huán)是直接向陽(yáng)極室提供飽和鹽水，無(wú)外部循環(huán)，從單元槽直接排出淡鹽水。近年來(lái)自然循環(huán)電解槽采取一些措施，特別是自然循環(huán)復(fù)極電解槽，其循環(huán)速度幾乎與強(qiáng)制循環(huán)一樣，也可以使電解液濃度均勻。但強(qiáng)制循環(huán)不僅多消耗動(dòng)力，而且由于電解槽（旭化成強(qiáng)制循環(huán)復(fù)極電解槽）操作壓力高，電解液循環(huán)量大，壓差大并不十分穩(wěn)定，停車聯(lián)鎖點(diǎn)多等原因，使膜的壽命縮短。 電解液自然循環(huán)與強(qiáng)制循環(huán)工藝技術(shù)方案的比較和選擇離子膜電解槽電解液循環(huán)分自然循環(huán)和強(qiáng)制循環(huán)兩種，各有優(yōu)缺點(diǎn)。（5）通過(guò)電解槽型式對(duì)電流分布影響方面分析、比較的結(jié)果是，從總體上講復(fù)極式電解槽電流分布比單極槽均勻。（2）選用復(fù)極槽，單臺(tái)槽能力大，臺(tái)數(shù)少，便于管理。單極槽、復(fù)極槽特點(diǎn)對(duì)照表表411序號(hào)項(xiàng) 目單極槽復(fù)極槽1安裝聯(lián)接點(diǎn)多、安裝較復(fù)雜配件少、安裝簡(jiǎn)單2供電低電壓、高電流高電壓、低電流3電流分布電流是徑向輸入、電流分布不十分均勻（小面積電極尚好些）、但電極內(nèi)部設(shè)置金屬導(dǎo)電體可使電流分布均勻電流是軸向輸入，電流分布均勻4停車頻繁程度少多5槽間電壓降大（30~50mV）?。?mV）6母排銅耗量多少7陽(yáng)極更換陽(yáng)極拆下后可重涂除個(gè)別陽(yáng)極拆下后可重涂外，一般陽(yáng)極一次性報(bào)廢8循環(huán)方式一般為自然循環(huán)、極個(gè)別為強(qiáng)制循環(huán)強(qiáng)制循環(huán)和自然循環(huán)均有9膜利用率較低、只有72~77%較高，可達(dá)92%10維修管理電解槽數(shù)量多、維修量大、費(fèi)用高電解槽數(shù)量少、泄漏點(diǎn)少、維修管理簡(jiǎn)單方便、費(fèi)用低11占地面積大小12變流效率低高13電壓效率低高14適用范圍可根據(jù)不同需要、自由選擇電解槽的數(shù)量，一般適用于小規(guī)模生產(chǎn)、單臺(tái)生產(chǎn)能力小、但規(guī)模大也有采用者、應(yīng)因地制宜一般適用于大規(guī)模生產(chǎn)、單臺(tái)生產(chǎn)能力大、但規(guī)模小者也有采用的、視具體情況而定15整流投資多少16停車對(duì)生產(chǎn)的影響單槽故障對(duì)系統(tǒng)影響小、開工率高單槽出事故對(duì)系統(tǒng)影響大17膜漏檢查膜損壞及單槽出事故不易檢查膜破漏易檢查和檢修、有自動(dòng)保護(hù)裝置由于單極槽和復(fù)極槽各有所長(zhǎng)，同時(shí)又各自存在缺點(diǎn)，所以仍然都在發(fā)展中并不斷改進(jìn)，揚(yáng)長(zhǎng)避短。目前世界各地區(qū)離子膜法燒堿總能力已達(dá)6000萬(wàn)噸/年，我國(guó)自1986年首套引進(jìn)日本旭化成公司1萬(wàn)噸/年離子膜電解生產(chǎn)燒堿技術(shù)裝置在鹽鍋峽化工廠投入運(yùn)轉(zhuǎn)以來(lái)，又相繼引進(jìn)了日本旭硝子、旭化成、德山曹達(dá)及氯工程；意大利迪諾拉，英國(guó)ICI，美國(guó)ELTECH Systems，伍德迪諾拉，德國(guó)伍德等公司數(shù)十套離子膜燒堿裝置，連同國(guó)產(chǎn)化的技術(shù)裝置，目前國(guó)內(nèi)離子膜法燒堿裝置總生產(chǎn)能力達(dá)280萬(wàn)噸/年，已占氯堿總能力的27%以上。水銀法電解，其產(chǎn)品質(zhì)量好，但能耗高，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，此工藝已被淘汰。50%液堿質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)表332指 標(biāo) 名 稱指 標(biāo)氫氧化鈉（NaOH），%≥50 % (wt)氯化鈉（NaCl），%≤80 ppm三氧化二鐵（Fe2O3），%≤% (wt)碳酸鈉（Na2CO3），%800 ppm 99%固堿質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)表333指標(biāo)名稱指 標(biāo)優(yōu)級(jí)品一級(jí)品氫氧化鈉（NaOH），%≥氯化鈉（NaCl），%≤碳酸鈉（Na2CO3），%≤三氧化二鐵（Fe2O3），%≤鎳 %≤片堿規(guī)格厚度：~粒堿規(guī)格粒徑：~ 高純鹽酸執(zhí)行原化工部標(biāo)準(zhǔn)HG/T27781996，見表334。產(chǎn)品品種、規(guī)模及商品量表單位：噸/年 表321序號(hào)產(chǎn)品名稱生產(chǎn)量自用量商品量備 注132wt%離子膜法燒堿36000012889147111折100wt%NaOH2