【正文】 設(shè)管 道中冷凝下來的水量 W1kg，則溶解于水的氯氣為 。它還可以設(shè)計(jì)成兼由再開停車時(shí)處理淡氯氣的功能。 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后 ,排出的氯氣液可以導(dǎo)入這套裝置處理。噴淋塔下來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)系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生不正常情況 ,氯氣壓力超過一定植時(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)氯氣通過水自動(dòng)進(jìn)入塔內(nèi)被堿液吸收。 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。 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。 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)停車處理過程中都可能發(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。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）。 由空壓站或空壓機(jī)送來的壓縮空氣，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。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。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。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)行潤滑然后返回油箱循環(huán)使用。 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)過油冷卻器、油過濾器進(jìn)行冷卻過濾，除去雜質(zhì)。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)。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。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)定電解槽陽極室的負(fù)壓。 透平機(jī)氯氣壓縮過程 [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。為穩(wěn)定電解槽陽極室 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。根據(jù)負(fù)荷的高低，壓縮機(jī)可多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)。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。 淮陰工學(xué)院設(shè)計(jì)說明 書 第 14頁 共 31頁 管式、絲網(wǎng)式填充過濾器借助具有多細(xì)孔通道的物質(zhì)作為過濾媒質(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。國內(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濾器，或附瓷環(huán)的填料塔，旋流板，絲網(wǎng)過濾器。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)。因其優(yōu)良的性能，故本設(shè)計(jì)選用鮑爾環(huán)。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。 鮑爾環(huán)的構(gòu)造 是在拉西環(huán)的側(cè)壁上開出一排或兩排長方形的窗孔，被切開的環(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。網(wǎng)體填料主要是由金屬絲網(wǎng)制成的各種填料。 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。表示填料性能的幾何參數(shù)有以下幾項(xiàng)。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)。 (b) 填料特性 [4] 在填料塔內(nèi)，氣體由填料間的空隙流過，液體在填料表面形成的液膜并沿填料間的空隙而下流。而且對(duì)于有側(cè)線出料的場合等也不大適宜。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。 填料塔與板式塔相比，不僅結(jié)構(gòu)簡單，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)。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，通過填料間的空隙由塔的頂部排出管 1 排出。液體流經(jīng)填料后由派出管 10 取出。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。 (a) 填料塔的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn) [4] 淮陰工學(xué)院設(shè)計(jì)說明 書 第 12頁 共 31頁 圖 42 填料塔的結(jié)構(gòu)簡圖 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。最前的一只填料塔的硫酸濃度最低，通過計(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。（見后面 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。但是從生產(chǎn)管理的角度來看，多臺(tái)填料塔串聯(lián)使用不失為是個(gè)好方法。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)施開停車作業(yè)的要求。國內(nèi)引進(jìn)的流程多有采用。 而歐洲發(fā)達(dá)國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）。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。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。而國內(nèi)引進(jìn)的流程多有采用。而不同濃度的硫酸重復(fù)在前一個(gè)塔中循環(huán)使用，因此硫酸的單耗十分低。 強(qiáng)化塔的流程走向： （強(qiáng)化塔干燥流程詳見下圖：） 氯氣去凈化 22 b 1 2 3 c 4 5 氯氣 a d e f g 來自“低位槽”濃硫酸 廢硫酸 h I j k 圖 41 強(qiáng)化塔干燥流程示意圖 a 強(qiáng)化泡沫塔， b 濃硫酸高位槽， c 濃硫酸“液封管”， d 稀硫酸“液封管”， e 同左， f 稀硫酸冷卻器， g 濃硫酸冷卻器， h 稀硫酸循環(huán)槽， I 濃硫酸循環(huán)槽， j 稀硫酸循環(huán)泵， k 濃硫酸循環(huán)泵 多臺(tái)干燥塔串接流程 常見的多臺(tái)干燥塔串接流程，一般有數(shù)臺(tái)填料干燥塔串接流程或填料塔與板式塔的組合型雙塔流程。只能用增加回流氣量來補(bǔ)充，但是回流氣量由于受到電解出口氯氣總管壓力的限制，也不可能無限制的增加，因此干燥效果差無法改變。 淮陰工學(xué)院設(shè)計(jì)說明 書 第 10頁 共 31頁 畢竟“板式干燥塔”有其無法克服的缺陷，那就是受到“篩孔氣速”的限制。由于強(qiáng)化塔內(nèi)硫酸液面上的水蒸汽分壓較低，故而傳質(zhì)吸收的推動(dòng)力較大，使氯氣中所含水分明顯降低；保持在 50ppm 以 下。 而強(qiáng)化塔，則采用的是“外溢流、大流量”的硫酸冷卻循環(huán)吸收干燥方式，液氣比增加了 7 ～ 10 倍。硫酸吸收了氣相中的水分所釋放出來的熱量更多的是被氯氣帶走，因此干燥塔出口的氯氣溫度高達(dá) 50℃ 以上，傳質(zhì)的推動(dòng)力不大，因而降低硫酸液面上水蒸汽分壓十分困難；使出塔氯氣所含的水分居高不下，經(jīng)常是在 ％以上。另外，在強(qiáng)制硫酸干燥的循環(huán)上加大了力度： 由傳統(tǒng)的硫酸“小液流”改成“大液流”、由硫酸自上而下“內(nèi)溢流”改成硫酸的“外溢流”、由硫酸上進(jìn)下出不循環(huán)改為上下兩段硫酸大循環(huán)、由傳統(tǒng)的“小液氣比”改成“大液氣比”、由傳統(tǒng)的絕熱干燥吸收改為等溫干燥吸收。強(qiáng)化型的板式塔（下稱“強(qiáng)化塔”）與填料塔的容積之比為 1∶ 12 ～ 20，兩者的體積相差甚大；而氣流的“空塔速度”卻是填料塔的 1 倍左右，在填料塔中需要 48 秒鐘完成的干燥操作，在強(qiáng) 化塔內(nèi)只需數(shù)秒鐘即可完成，這就是強(qiáng)化塔的杰出優(yōu)點(diǎn)。下面詳細(xì)介紹這兩類流程： 強(qiáng)化型板式塔流程 國內(nèi)的氯氣干燥脫水工藝不少企業(yè)采用“傳統(tǒng)內(nèi)溢流”的泡沫塔，這是一種相當(dāng)落后的干燥脫水設(shè)備，屬于淘汰之列。一系列的強(qiáng)化措施反映在工藝參數(shù)上有了驚人的進(jìn)步，如：干燥出口的氯氣溫度不會(huì)超過 20℃ ；干燥出口的氯氣含水分降低到 50ppm 以下，甚至 15ppm 以下。 隨著氯氣處理工藝的日臻完善，對(duì)干燥脫水的要求及氯氣中的含水指標(biāo)要求越發(fā)嚴(yán)格，甚至苛刻；因此在氯氣干燥脫水的方式上也越發(fā)強(qiáng)化。干燥脫水后，氣相最終的含水分量往往取決于最后一個(gè)接觸容器中硫酸液面上的水蒸汽分壓，就是說取決于進(jìn)入最后 淮陰工學(xué)院設(shè)計(jì)說明 書 第 9頁 共 31頁 一個(gè)傳質(zhì)吸收 容器的干燥劑硫酸的濃度和溫度，才能使氯氣中含水分量達(dá)到工藝要求。依據(jù)“先冷卻、后干燥”的工藝原理，干燥脫水是氯氣處理的主要單元操作，也是氯氣處理工藝成功的關(guān)鍵。第二冷卻塔塔底的部分氯水，由泵進(jìn)入熱交換器，經(jīng)冷凍鹽水冷卻后循環(huán)使用，多余的氯水則進(jìn)入第一冷卻塔的底部，第一冷卻內(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 。其缺點(diǎn)是熱交換器所用的冷卻水溫度要求低于 15℃，因此需要消耗冷冷凍量，并需增設(shè)氯水泵，氯水循環(huán)使用流程復(fù)雜化。定期排出的氯水去脫氯塔脫氯后排往下水道。冷卻后氯氣的含水量可低于 % ,但鈦冷卻器的投資費(fèi)用較大。為了降低干燥過程中的硫酸的消耗，有的工廠將氯氣冷卻到 12℃。在水溫較高的情況下，為了獲得較低溫度的氯氣，可以采用兩段冷卻。 國內(nèi)對(duì)氯水的處理除了蒸汽加熱或真空脫氯使部分氯氣得以回收外，還可以用于制造次氯酸鈉，漂白液等，或與蒸發(fā)下水，洗氫氣等堿性廢水和排入下水道。這種含氯污水經(jīng)過蒸汽加熱至近 100℃，脫去部分氯氣（實(shí)際效率僅為 40%）后排出往下水道，脫出的氯氣并入冷卻塔回收。氯氣自下而上與由上往下的冷卻水直接噴淋接觸，將氯氣冷卻到 20℃左右，由頂部導(dǎo)出。 [4] 氯氣的處理 氯氣的冷卻 根據(jù)對(duì)氯氣冷卻的方式不同，可分為直接冷卻，間接冷卻和氯水循環(huán)冷卻三種流程。 吸收過程主要是被吸收的水從氣相 — 氯氣中的水蒸氣轉(zhuǎn)移到液相 — 硫酸中去的擴(kuò)散過程，也稱為傳質(zhì)過程。 氯氣干燥機(jī)理 用硫酸來干燥氯氣，可以理解為傳質(zhì)的單元操作 — 吸收過程（其中也伴隨著傳熱過程）。次氯酸還會(huì)分解： HClO→ H++ClO 次氯酸，次氯酸根，初生態(tài)氧的強(qiáng)烈氧化作用，再加上鹽酸的作用，使?jié)衤葰饩哂休^強(qiáng)的腐蝕性。 氯氣干燥的目的 由于氯氣含有大量的水蒸氣，很容易生產(chǎn)鹽酸和次氯酸。 淮陰工學(xué)院設(shè)計(jì)說明 書 第 7頁 共 31頁 生產(chǎn)中使用的氯氣還需要一定的壓力以克服輸送系統(tǒng)的阻力，并滿足用戶對(duì)氯氣壓力的要求，因此在氯氣干燥后還需要用氣體 壓縮機(jī)對(duì)氯氣進(jìn)行壓縮。 此外，硫酸和氯氣的接觸時(shí)間和接觸面積也是影響干燥效果的重要原因。但如果硫酸的溫度太低的話，則硫酸和水能形成結(jié)晶水合物析出。 在工業(yè)上，均采用濃硫酸來干燥氯氣，因?yàn)闈饬蛩峋哂校海?1）不與氯氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；（ 2）氯氣在硫酸中的溶解度?。唬?3）濃硫酸有強(qiáng)烈的洗水性；（ 4）價(jià)廉易得；（ 5）濃硫酸對(duì)鋼鐵設(shè)備不腐蝕；（ 6）稀硫酸可以回收利用等特點(diǎn)，故濃硫酸是一種較為理想的氯氣干燥劑。 為了使氯氣能同鋼鐵材料制成的設(shè)備及管道進(jìn)行輸送或處理，要求氯氣的含水量小于 %（如果用透平壓縮機(jī)輸送氯氣，則要求含水量小于 100PPM）。 在不同的溫度與壓力下氣體的含水量可以用水蒸氣分壓來表示，在同一壓力下，溫度越高，含水量就越大。 氯氣干燥前通常先使氯氣冷卻，使?jié)衤葰庵写蟛糠炙羝淠鋈?，然后用干燥劑進(jìn)一步除去水分。例如 金屬鈦、聚氯乙烯、酚醛樹脂、陶瓷、玻璃、橡膠、聚酯、玻璃鋼等 ,因而使得輸送非常不方便。從電解槽出來的濕氯氣，一般溫度較高，并伴有大量水蒸汽及酸霧等雜質(zhì)。 鹽酸工段工序流程簡述 氯氫處理來的氫氣經(jīng)助火器、緩沖器、孔板流量計(jì)進(jìn)入合成爐燈頭的套筒 ，從液氯化來的尾氣經(jīng)緩沖器、助火器、孔板流量計(jì)進(jìn)入合成爐燈頭的內(nèi)筒間，氯、氫氣在合成爐內(nèi)燃燒生成氯化氫氣體，經(jīng)冷卻后依次進(jìn)入Ⅰ級(jí)降膜吸收塔、Ⅱ級(jí)降膜吸收塔、尾氣吸收塔，被自上而下的吸收水吸收生成鹽酸，鹽酸流入回收槽，以泵送貯槽，然后去包 淮陰工學(xué)院設(shè)計(jì)說明 書 第 6頁 共 31頁 裝，未吸收的尾氣經(jīng)水洗后，以抽風(fēng)機(jī)排向大氣。 液氯工段工藝流程簡述 來自氯氫處理的干燥氯氣進(jìn)入列管式氯冷凝管的管間，被管內(nèi)流過的 35℃的冷凍鹽水所冷卻，大部分氯氣被冷凝下來，然后在氣液分離中分離，液氯流入液氯貯槽，加壓后送去包裝，未凝尾氯送合成鹽酸、次氯酸鈉工序作為原料。 干燥工段