浅析氯碱项目氯气处理采用工艺方案

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1、浅析氯碱项目氯气处理所采用工艺方案氯碱项目组韦其兴　13517806273网内摘要：通过对高温湿氯气处理（除水分、除杂和压缩）所采取的不同工艺方案作比较分析，阐明了我公司氯碱项目氯气处理采用的是优化的工艺方案。关建词：氯气冷却干燥压缩前言：氯气处理在氯碱生产中是承上启下的工序，是电解槽稳定操作，安全生产的重要环节。从电解槽出来的湿氯气，有较高的温度（约90℃），并伴有大量的水汽及夹带盐雾确定这里是盐雾吗？有点怀疑，是不是应该是盐酸雾？答：就是盐雾（NaCl）等杂质。这种湿氯气对钢材及大多数金属有强烈的腐蚀作用，因而使得生产及输送极不方便，但干燥氯气对钢

2、材等常用材料的腐蚀在通常条件下是较小的。因此氯气处理工序的主要任务是将高温湿氯气进行冷却、干燥，并进行加压输送。下面说的一氯气处理的基本原理，好象只是除湿、干燥的原理，没有加压输送的原理。所以这里和下面的需要协调一下，不要矛盾。答：是，应该说是湿氯气气处理的原理。一、湿氯气处理的基本原理从电解槽出来的湿氯气一般温度在90℃左右，所夹带的水蒸汽量见下表：温度℃101520253035404550g(水)/kg湿氯气3.14.35.98.110.814.719.826.234.9温度℃556065707580859095g(水)/kg湿氯气46.261.6

3、82.51121152193385711278从上表可以看出，饱和湿氯气中水蒸汽含量与温度有密切联系，温度下降10℃湿氯气含水蒸汽量降低近一半，例如：90℃时水蒸汽含量为571g/kg湿氯气，80℃时则为219g/kg湿氯气，到10℃时水蒸汽含量仅为3.1g/kg湿氯气，只相当为90℃时的1/184。由此可见湿氯气首先需进行冷却，这不仅可除去湿氯气中99.5%左右的水蒸汽，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。干燥氯气的干燥剂是浓硫酸，因为浓硫酸具有较高的脱水效率、不与氯气反应、氯气在硫酸中的溶解度低、浓硫

4、酸对钢铁设备和管道腐蚀小、稀硫酸可回收利用，以及硫酸具有价廉易得等优点。氯气的干燥,是以硫酸与湿氯气接触后，氯气中的水分被硫酸吸收而实现的。这个过程是物质（水分）以扩散作用从一相（气相）转移到另一相（液相硫酸）的过程，简称传质过程。这个过程的推动力决定于气膜扩散的速率，而被处理气体—氯气中的水含量决定于硫酸水溶液面上方的蒸汽分压。当温度一定时，硫酸浓度愈高，水蒸汽分压愈低；而硫酸浓度一定时，温度降低则水蒸汽分压随之降，从而加大了传质过程的推动力。所以，在操作中选择适当的硫酸浓度和操作温度，将会提高氯气干燥效果，并可降低硫酸的消耗。二、湿氯气冷却工艺过程

5、氯气冷却可分为直接冷却、间接冷却和直接间接冷却流程8（一）直接冷却流程这一节里最好提一下出口温度，与下二节提到的直接间接冷却法提到的出口温度40度有个对比。答：已作修改如图所示最好给再加个序号，如图1****名称。（湿氯气直接冷却流程图），直接冷却流程是以工业水在填料塔或空塔内直接喷淋洗涤氯气，把氯气的温度降低到40℃以下。因水与氯气直接接触传热，冷却水吸收氯气后形成氯水，氯水经蒸汽加热或真空脱氯部分氯气得以回收，或采用空气吹除氯气用碱吸收制次氯酸钠。直接冷却流程的优点是可以洗除部分盐雾及其它有机油污等杂质，但所形成的氯水若进行蒸汽加热脱氯，则将消耗大

6、量蒸汽；而且不能把氯气温度降到12-15℃，增加干燥氯气的硫酸消耗量，使用的冷却水必须不含有铵盐，否则易生成NCl3（三氯化氮）；三氯化氮是剧烈的爆炸物，它在液氯中积累就有发生爆炸的可能，该流程目前已很少使用。（二）间接冷却流程湿氯气经第一钛管冷却器以工业水冷却至＜40℃后，再进入第二钛冷却器以冷冻盐水或冷冻水冷却至12-15℃，然后经除雾器去水雾后进入干燥塔。间接冷却法流程简单，氯水废液少，处理方便，氯气损失少，缺点是氯气中有些杂质不易洗净，氯气中含较多盐雾及杂质，影响后面工序如除水雾及干燥的效率。8（三）直接间接冷却流程湿氯气经氯水洗涤塔以36℃氯

7、水喷洗后，出口温度为40℃，再进入第二钛冷却器以冷冻盐水或冷冻水冷却至12-15℃，然后经除雾器去水雾后进入干燥塔；氯水洗涤塔底的氯水经氯水泵加压输送进入氯水热交换器以工业水冷却后再进入氯水洗涤塔顶循环喷洗冷却进塔湿氯气，洗涤塔底部分氯水（氯中冷凝液）送去真空脱氯回收部分氯气。直接间接冷却流程兼有以上两种流程的优点，既能洗涤氯气，又不增加废液（除氯中冷凝液外），不多消耗氯气。因而我公司氯碱项目的氯气冷却采用这种工艺流程。8冷冻盐水塔，为什么氯气是从上往下冷冻盐水是由下往上走的呢？答：已作修改，钛管冷却器实际是热交换器，氯气由上往下目的是好配管，冷冻水由

8、下上是为提高换热效果。三、氯气干燥工艺过程氯气干燥大致可分为两大类，即采用填料塔的多塔制流程、