【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的干燥設(shè)備優(yōu)點(diǎn)。操作平穩(wěn)，氯氣處理量大；尤其適用于大流量氯氣進(jìn)行干燥脫水的要求。一般來(lái)講，在干燥設(shè)備的布置上，經(jīng)常是把填料塔置于前，而將板式塔置于后。這樣的話， 不論氣相流量之大小都能適用；并且可以發(fā)揮板式塔氣體處理量大的優(yōu)點(diǎn)，把好出干燥塔氣相含水分的關(guān)；但是與填料干燥塔組相比，壓力損失會(huì)大些。正因?yàn)殡p塔干燥流程適用性強(qiáng)，占地相對(duì)要少些，投資費(fèi)用就稍低些，因此深受?chē)?guó)內(nèi)、外從事氯堿生產(chǎn)企業(yè)的歡迎。 而歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家及日本旭硝子株式會(huì)社等氯堿企業(yè)則采用填料塔與板式塔雙塔組合使用的方式來(lái)進(jìn)行干燥脫水，此流程以荷蘭阿克蘇公司命名（稱為“阿克蘇”方式）。濕氯氣干燥脫水同樣收到很好的效果，氯氣中含水分也可以降低到 20ppm以下。國(guó)內(nèi)引進(jìn)的流程多有采用。 采取填料干燥塔組對(duì)氯氣進(jìn)行 干燥脫水，其優(yōu)點(diǎn)在于：操作平穩(wěn)簡(jiǎn)單、操作彈性較大、生產(chǎn)管理方便；對(duì)于氣相流量并沒(méi)有要求，尤其適用于低流量的氯氣進(jìn)行干燥作業(yè)，其干燥效果不隨氣體流量負(fù)荷的變化而變化。這樣就特別適應(yīng)電解負(fù)荷經(jīng)常波動(dòng)（西部地區(qū)）、頻繁實(shí)施開(kāi)停車(chē)作業(yè)的要求。其缺點(diǎn)就在于：由于多臺(tái)干燥塔串聯(lián)使用，占地面積較大；另外每個(gè)填料干燥塔均需配置硫酸的循環(huán)系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，相應(yīng)消耗的費(fèi)用很高（包括維修費(fèi)用在內(nèi)）。但是從生產(chǎn)管理的角度來(lái)看，多臺(tái)填料塔串聯(lián)使用不失為是個(gè)好方法。 本設(shè)計(jì)采用的是多臺(tái)干燥塔串接的流程。（見(jiàn)后面 附圖 1） 該流程采用四臺(tái)填 料塔串聯(lián)，每臺(tái)填料塔配有硫酸泵，循環(huán)槽，冷卻器。按氯氣流向，最后一臺(tái)塔的硫酸濃度最高，依次向前。最前的一只填料塔的硫酸濃度最低，通過(guò)計(jì)算，為使出塔硫酸濃度達(dá)標(biāo)，當(dāng)最前塔的硫酸濃度小于 65%（三塔串聯(lián)為 75%）時(shí)，此時(shí)硫酸可作為廢酸打入廢酸槽外售，其余各塔硫酸依次依靠硫酸泵打入前一塔循環(huán)，最后的填料塔則補(bǔ)入 89%的新硫酸。 [6]硫酸在循環(huán)過(guò)程中，因吸收水分而溫度升高，為了提高吸收效率，必須及時(shí)將硫酸冷卻，因此每臺(tái)干燥塔均配有硫酸冷卻器。 (a) 填料塔的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn) [4] 圖 42 填料塔的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1— 氣體出口 2— 液體入口 3— 液體分布裝置 4— 塔殼 5— 填料 6— 液體再分布器 7— 填料 8— 支承柵板 9— 氣體入口 10— 液體出口 填料塔為連續(xù)接觸式的氣、液傳質(zhì)設(shè)備。它的結(jié)構(gòu)如上圖所示。在圓筒形塔體 4 的下部，設(shè)置一層支承板 8，支承板上充填一定高度的填料 5。液體由入口管 2 進(jìn)入經(jīng)分布器 3 噴淋至填料上，在填料的空隙中流過(guò)，并潤(rùn)濕填料表面形成 流動(dòng)的液膜。液體流經(jīng)填料后由派出管 10 取出。液體在填料層中有傾向于塔壁的流動(dòng)，故填料層較高時(shí)，常將 其分段，兩段之間設(shè)置液體再分布器 6，以利液體的重新均布。氣體在支承板下方入口管 9 進(jìn)入塔內(nèi)，在壓強(qiáng)差的推動(dòng)下，通過(guò)填料間的空隙由塔的頂部排出管 1 排出。填料層內(nèi)氣、液兩相呈逆流流動(dòng)，相際間的傳質(zhì)通常是在填料表面的液體與氣相間的界面上進(jìn)行，兩相的組成沿塔高連續(xù)變化。 填料塔與板式塔相比，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且具有生產(chǎn)能力大、分離效率高、持液量小、操作彈性大、壓強(qiáng)降低等特點(diǎn)。通過(guò)填料材質(zhì)的選擇，可處理腐蝕性的物料。尤其對(duì)于 壓強(qiáng)降較低的真空精餾操作，填料塔更顯示出其優(yōu)越性。但是，填料塔的造價(jià)通常高于板式塔，對(duì)于含有懸浮物的料液，易聚合的物系則不能適用。而且對(duì)于有側(cè)線出料的場(chǎng)合等也不大適宜。 近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)填料的研究與開(kāi)發(fā)進(jìn)展很迅速，新型高效填料的不斷出現(xiàn)，使填料塔的應(yīng)用更加廣泛，直徑達(dá)幾米甚至十幾米的大型填料塔在工業(yè)上已非罕見(jiàn)。 (b) 填料特性 [4] 在填料塔內(nèi)，氣體由填料間的空隙流過(guò)，液體在填料表面形成的液膜并沿填料間的空隙而下流。氣、液兩相間的傳質(zhì)過(guò)程在潤(rùn)濕的填料表面上進(jìn)行。因此，填料塔的生產(chǎn)能力和傳質(zhì)速率均與填料特 性密切相關(guān)。 填料性能的優(yōu)劣通常根據(jù)通量、效率及壓降三要素來(lái)衡量。表示填料性能的幾何參數(shù)有以下幾項(xiàng)。 （ 1）比表面積 （ 2）空隙率 （ 3）填料因子 在選擇填料時(shí)，一般要求比表面積及空隙率要大，填料的潤(rùn)濕性能好，單位體積填料的質(zhì)量輕，造價(jià)低，并有足夠的力學(xué)強(qiáng)度。 填料的種類很多，大致可分為實(shí)體填料與網(wǎng)體填料兩大類。實(shí)體填料有環(huán)形填料和鞍形填料以及柵板、波紋板填料。網(wǎng)體填料主要是由金屬絲網(wǎng)制成的各種填料。根據(jù)本人的對(duì)查比較，決定使用實(shí)體填料中的環(huán)形填料，其中包括拉西環(huán)、鮑爾環(huán)和階梯環(huán)，我選擇了鮑爾環(huán)。 鮑爾環(huán)的 構(gòu)造是在拉西環(huán)的側(cè)壁上開(kāi)出一排或兩排長(zhǎng)方形的窗孔，被切開(kāi)的環(huán)壁一側(cè)仍與壁面相連，另一側(cè)則向環(huán)內(nèi)彎曲，且諸葉片的側(cè)面在環(huán)中心相搭。盡管鮑爾環(huán)填料的空隙率和表面積與拉西環(huán)差不多，但由于環(huán)壁有開(kāi)孔，大大提高了環(huán)內(nèi)空間及環(huán)內(nèi) 表面的利用率，氣體流動(dòng)阻力降低，液體分布也比較平均。同種材質(zhì)、同種規(guī)格、在相同的壓降下，鮑爾環(huán)的氣體通量可較拉西環(huán)增大 50%左右；在同種氣速下鮑爾環(huán)填料的壓強(qiáng)降緊為拉西環(huán)的一半。又由于鮑爾環(huán)上的兩排窗孔交錯(cuò)排列，氣體流動(dòng)通暢，避免了液體嚴(yán)重的溝留及壁流現(xiàn)象。因其優(yōu)良的性能，故本設(shè)計(jì)選用鮑爾環(huán)。 氯氣的除雜 氯氣離開(kāi)冷卻塔，干燥塔或壓縮機(jī)時(shí)，往往夾帶有液相及固相雜質(zhì)。因此在進(jìn)行輸送系統(tǒng)，液化系統(tǒng)以及透平機(jī)前要求盡量除去這些雜質(zhì)。直接冷卻可有效地除去固相食鹽，但不能完全除掉水霧。國(guó)內(nèi)在除水霧或酸霧時(shí)，一般都采用浸漬含氟硅油的玻璃棉所制的管式過(guò)濾器，或附瓷環(huán)的填料塔，旋流板，絲網(wǎng)過(guò)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(guò)濾器借助具有多細(xì)孔通道的物質(zhì)作為過(guò)濾媒質(zhì)，能有效地除去水霧或酸霧，凈化率可大 94%～ 99%，而且壓力降較小，可用高質(zhì)量的氯氣處理。 氯氣 的壓縮和輸送 液環(huán)式氯氣壓縮流程 出干燥塔的氯氣，經(jīng)液環(huán)式壓縮機(jī)加壓至 ～ ，并依次經(jīng)過(guò)氣液分離器、緩沖器、除沫器，把夾帶的硫酸霧沫分離掉后，送往氯氣分配臺(tái)，經(jīng)調(diào)配后送至各用氯部門(mén)。出壓縮機(jī)的硫酸，經(jīng)氣液分離器，進(jìn)入冷卻器降溫后，回入壓縮機(jī)循環(huán)使用。當(dāng)循環(huán)酸的濃度小于 92%的時(shí)候，需要 98%濃度的硫酸更換，換出的酸可供干燥塔使用。根據(jù)負(fù)荷的高低，壓縮機(jī)可多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)。氯氣由于被壓縮機(jī)抽吸，因此自電解槽、冷卻塔塔頂至壓縮機(jī)進(jìn)口都呈負(fù)壓，壓縮機(jī)出口呈正壓。為穩(wěn)定電解槽陽(yáng) 極室內(nèi)氯氣的負(fù)壓，在壓縮機(jī)的進(jìn)口之間，裝有氯氣壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。 液環(huán)式壓縮機(jī)雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，強(qiáng)度好又實(shí)用，但效率不高，另外，它在壓縮、輸送氯氣過(guò)程中，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(lái)困難。 透平機(jī)氯氣壓縮過(guò)程 [8] 離心式氯氣透平壓縮機(jī)式可借高速旋轉(zhuǎn)的葉輪所產(chǎn)生的離心力使空氣壓縮。干燥氯氣先進(jìn)入一級(jí)壓縮，壓縮后的高溫氯氣進(jìn)入冷卻器（ I）移去其熱量后進(jìn)入二級(jí)壓縮和冷卻器（ II），最后進(jìn)入三級(jí)壓縮和冷卻器（ III）。出冷卻器（ III）的濾器一部分送往用戶，另一部分 回到壓縮機(jī)的一級(jí)進(jìn)口，以穩(wěn)定電解槽陽(yáng)極室的負(fù)壓。由于透平機(jī)的壓縮 比能太大，因此一般采用三級(jí)或四級(jí)壓縮，并在每一級(jí)之間設(shè)置冷卻器以移去壓縮時(shí)產(chǎn)生的熱量，使氣體體積縮小。為確保其正常運(yùn)轉(zhuǎn)，透平機(jī)對(duì)濾器的含水量及雜質(zhì)的要求比較嚴(yán)格，一般含水量要求小于 100PPM。另外還要求經(jīng)過(guò)高效除沫器除沫。該工藝還附有潤(rùn)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)。 (a) 潤(rùn)滑油系統(tǒng) 在潤(rùn)滑油系統(tǒng)中，潤(rùn)滑油以一定壓力、流量、溫度供透平壓縮機(jī)軸承、增速器、聯(lián)軸節(jié)的潤(rùn)滑，以確保機(jī)組安全正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 透平機(jī)在油箱內(nèi)經(jīng)電加熱至一 定溫度后，經(jīng)濾油器吸入齒輪泵，并依次經(jīng)過(guò)油冷卻器、油過(guò)濾器進(jìn)行冷卻過(guò)濾，除去雜質(zhì)。潤(rùn)滑油的壓力先由系統(tǒng)中過(guò)壓閥限制在一定壓力后，由差壓閥調(diào)節(jié)，自動(dòng)控制油壓到規(guī)定數(shù)值后到各進(jìn)油點(diǎn)。再經(jīng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)到所需的壓力后進(jìn)入壓縮機(jī)的軸承和增速器進(jìn)行潤(rùn)滑然后返回油箱循環(huán)使用。 該系統(tǒng)設(shè)有主、輔油泵。當(dāng)油系統(tǒng)壓力低于規(guī)定壓力時(shí)自動(dòng)報(bào)警，并自行啟動(dòng)輔油泵。待油壓恢復(fù)后，輔油泵就自動(dòng)停止。電腦感壓力低于 （表）時(shí)，由于連鎖裝置的作用，透平機(jī)就自動(dòng)停止。 (b) 密封用空氣的干燥及再生系統(tǒng) 本系統(tǒng)是將空氣壓縮機(jī)經(jīng)過(guò) 干燥處理使其含水量小于 50PPM 后，供透平機(jī)密封、充氣用。 由空壓站或空壓機(jī)送來(lái)的壓縮空氣，經(jīng)貯氣缸緩沖后，進(jìn)入冷卻器冷卻至 40℃，再經(jīng)油水分離器除去油水后送至凈化器，除去水分。出凈化器的干燥空氣，一部分通過(guò)過(guò)濾除塵、減壓，送至透平機(jī)、油箱等密封點(diǎn)作密封用；另一部分減壓至小于 ，通過(guò)電爐加熱至 130℃左右，去再生另一臺(tái)已被水分飽和的凈化器。當(dāng)再聲凈化器的氣體出口大于 40℃時(shí)再聲結(jié)束，電爐停止加熱，繼續(xù)吹冷至 30℃，供切換用（兩臺(tái)凈化器交換使用）。 (c) 水處理系統(tǒng) 透平機(jī)對(duì)每級(jí)間接冷卻器的 冷卻水的水質(zhì)有較高的要求，而透平機(jī)的冷卻用水則要求更高，水的質(zhì)量直接影響到冷卻器的傳熱效果和使用壽命，并關(guān)系到系統(tǒng)的生產(chǎn)正常，為此必須設(shè)置水處理系統(tǒng)。 事故氯處理 因生產(chǎn)不正?；虬l(fā)生事故、氯堿生產(chǎn)系統(tǒng)停車(chē)處理過(guò)程中都可能發(fā)生氯氣外逸而造 成人員中毒、植物破壞、環(huán)境污染等嚴(yán)重事故。 造成氯氣外逸的原因有以下各方面 : 1. 供電解的直流電波動(dòng)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(shí)輸出。 2．輸出設(shè)備故障或動(dòng)力電源故障 ,使氯氣壓倒或送不出。 3. 其他原因造成的 氯氣的逸出。 為預(yù)防氯氣逸出 ,減少對(duì)環(huán)境的不良影響 ,可在電解槽出口 ,氯氣處理之前設(shè)置事故氯氣處理裝置。該流程主要設(shè)備有堿液粗貯槽、高位槽、噴淋塔、液下泵、鼓風(fēng)機(jī)等。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生不正常情況 ,氯氣壓力超過(guò)一定植時(shí) ,由于電器連鎖裝置 L 的作用 ,立即啟動(dòng)液下泵和鼓風(fēng)機(jī) ,將濃度為 20%的堿液由液下泵打入噴淋塔內(nèi)噴淋 ,同時(shí)氯氣通過(guò)水自動(dòng)進(jìn)入塔內(nèi)被堿液吸收。尾氣由鼓風(fēng)機(jī)抽吸 ,排入大氣。噴淋塔下來(lái)的堿液流入堿液貯槽 ,在由液下泵打入塔內(nèi) ,如此循環(huán)吸收氯氣 ,直至事故處理完畢。 當(dāng)動(dòng)力供電全部中斷 ,液下泵不能啟動(dòng)時(shí) ,便由堿液高位槽 直接向塔內(nèi)噴淋。 為了徹底消滅事故氯氣外逸 ,氯液貯槽、汽化器、液化槽部位的安全閥打開(kāi)后 ,排出的氯氣液可以導(dǎo)入這套裝置處理。 這種裝置的利用率雖然不高 ,卻是安全生產(chǎn)中不可缺少的。它還可以設(shè)計(jì)成兼由再開(kāi)停車(chē)時(shí)處理淡氯氣的功能。 [9] 氯氣處理系統(tǒng)的工藝控制指標(biāo)如下： 表 41 氯氣處理系統(tǒng)的中控分析項(xiàng)目 中控分析項(xiàng)目 單位 控制值 檢測(cè)方法 頻次 干燥前氯純度 （ v/v） ≥ 95% 容量法 1次 /2小時(shí) 干燥前氯內(nèi)含氫 （ v/v） ≤ % 燃燒法 1次 /4小時(shí) 氯壓機(jī)進(jìn)酸濃度 (m/m) ≥ 98% 滴定法 1次 /批 氯壓機(jī)循環(huán)酸濃度 (m/m) ≥ 93% 滴定法 1次 /8小時(shí) 干燥后氯中含水 (m/m) ≤ % 重量法 1次 /周 出塔底酸濃度