项目四任务二

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,现代氯碱生产技术,项目四 氯气,/,氢气处理,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,1,项目四 氯气,/,氢气处理,【,实施方法,】,通过查阅相关手册，搜集氯气性质的信息；,通过调研和搜集材料，总结并比较氯气处理的几种工艺；,参观，搞清事故氯处理工序作用、掌握氯气液化工艺；,搜集生产数据，并进行处理。,【,任务,】,一、任务一 氯气处理理论准备,二、氯气、氢气的干燥净化处理,三、液氯生产,2,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,一、氯气的冷却,（一）直接冷却流程,目前采用直接冷却的工厂，在处理含氯污水方面都存在一定的困难，致使大量废水进入下水道，腐蚀管路、污染环境，同时使氯损失增大，且耗费大量蒸汽。因此尽管这种工艺设备投资少，操作简单，冷却效率高，但由于它的致命缺点，目前我国原先采用直接冷却流程的氯碱厂均被间接冷却流程所代替。,3,（二）间接冷却流程,采用间接冷却流程,操作简单、易于控制、,操作费用低、氯水量小,、氯损失少，并能节约,脱氯用蒸汽。冷却后氯,气的含水量可低于,0.5%,，但钛冷却器的投资费,用较大。,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,4,（三）氯水循环冷却流程,此流程具有前两种流程优点：冷却效率高、操作费用大大低于直接冷却法，而稍高于间接冷却法，投资比前者高而低于后者。其缺点是热交换器所用的冷却水温度要求低于,15,，因此需要消耗冷冻量，并需增设氯水泵、氯水循环槽使流程复杂化。,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,5,（三）氯水循环冷却流程,此流程具有前两种流程优点：冷却效率高、操作费用大大低于直接冷却法，而稍高于间接冷却法，投资比前者高而低于后者。其缺点是热交换器所用的冷却水温度要求低于,15,，因此需要消耗冷冻量，并需增设氯水泵、氯水循环槽使流程复杂化。,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,6,（四）闭路循环氯水直接冷却流程,湿氯气在第一冷却塔内用室温的氯水喷淋，使氯气温度冷却到,40,左右，再进入第二冷却塔，用冷冻后的氯水喷淋冷却，使氯气继续冷却至,10,左右。第二冷却塔塔底的部分氯水，由泵送入热交换器，经冷冻盐水冷却后循环使用，多余的氯水则溢流入第一冷却塔的底部。第一冷却塔内的氯水，经泵送至热交换器经工业上水冷却后循环使用，多余氯水则溢出另行处理。,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,7,二、氯气的干燥,（一）填料塔串联硫酸循环流程,该工艺对氯气负荷波动的适应性好，且干燥氯气的质量稳定，硫酸单耗低，系统阻力小，动力消耗省。但设备大，管道复杂，投资及操作费用较高。,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,8,（二）泡沫塔干燥流程,此流程设备体积小、台数少，流程简单，投资及操作费用低。其缺点是压力降较大（四块塔板达,5kPa,左右），适应氯气负荷波动范围小，塔板易结垢，且一旦堵塞必须停车处理，故一般设置备用塔。同时由于塔酸未能循环冷却，塔温高，因此出塔氯气的含水量较高，出塔酸浓度高，故酸耗较大。,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,9,针对上述缺点，出现了稀酸冷却大循环泡沫塔干燥氯气的流程，也有在泡沫塔后面增加一台填料塔，形成泡沫,填料干燥塔流程。,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,10,三、氯气的净化,国内在除水雾或酸雾时，一般都采用浸渍含氟硅油的玻璃棉所制作的管式过滤器，或附瓷环的填料塔、旋流板、丝网过滤器、旋风分离器及重力式分离器等方法。,管式、丝网式填充过滤器是借助具有多细孔通道的物质作为过滤介质，能有效地去除水雾或酸雾，净化率可达,95-99%,，而且压力降较小，可用于高质量的氯气处理。,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,11,四、氯气的压缩和输送,（一）液环式氯气压缩流程,液环式压缩机虽然结构简单，强度好又实用，但效率不高。另外，它在压缩、输送氯气过程中，还需要输送硫酸，所以能耗高，且氯气中含有较多酸雾，给后工序带来困难。,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,12,（二）透平机氯气压缩流程,为确保其正常运转，透平机对氯气的含水量及杂质的要求比较严格，一般含水量要求小于,100ppm,。另外还要经过高效除沫器除沫。该工艺还附有润滑油系统、密封用空气的干燥及再生系统、水处理系统等。,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,13,五、适用于氯气透平压缩机的氯处理流程,（一）氯水循环,间接冷却,泡沫塔干燥氯气流程,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,14,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,15,（二）氯水循环,鼓风机,填料塔串联干燥氯气流程,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,16,六、事故氯处理,造成氯气外逸的原因主要有以下几个方面。,1,供电解的直流电波动太大，氯气处理系统的压力调节系统灵敏度不够或本身的故障，而使电解生产的氯气不能及时输出。,2,输送设备故障或动力电源故障，使氯气倒压或送不出去。,3,其它原因造成氯气的逸出。,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,17,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,18,七、氢气处理,从电解槽出来的氢气，其温度稍低于电解槽的槽温，含有大量饱和水蒸汽，同时还带有盐和碱的雾沫。所以在生产过程中应进行冷却和洗涤，然后再用风机输送到用氢部门。,为了保持电解槽阴极室的压力稳定，并不使其在氢气系统出现负压，保证空气不被吸入而造成危险，在氢处理系统均设有电槽氢气压力调节装置及自动放空装置。,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,19,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,20,八、氯气和氢气净化设备,（一）填料塔,填料塔一般由塔体、花板、液体分配器、填料、气液进出口接管等组成。塔内充装的填料有拉西环、螺丝圈、鞍形、波纹或其它高效填料。,填料塔和氯水循环槽、氯水泵和冷却器组成一个氯气洗涤、冷却循环系统。用于氯气冷却的填料塔，常用钢衬胶，玻璃钢加强的聚氯乙烯塑料或其他耐腐蚀材料制成。由于氯气在塔内直接与氯水接触，因此传热效果好，冷却效率高，操作容易。但设备较多，管道布置复杂。,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,21,填料塔也可用于氯气的干燥。它和硫酸循环槽、硫酸泵和冷却器组成一个循环系统。用于氯气干燥的填料塔，常用玻璃钢加强的聚氯乙烯塑料、钢衬耐酸瓷砖或其他耐腐蚀材料制成。填料塔的特点是运转稳定，操作弹性大，对于电流的波动、氯气流量的变化均能适应。,时由于填料塔循环酸喷淋量大，流出的硫酸经冷却后循环使用，所以干燥后氯气的温度较低，从而达到了较高的干燥效果。但设备庞大、占地面积大、管道复杂、管理不便、且动力消耗较大。,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,22,（二）泡沫塔,泡沫塔的传质速率高，被广泛地用于气体的吸收、冷却等过程中。用于氯气处理的泡沫塔可用陶瓷、聚氯乙烯、玻璃、聚氟树脂等材料制成。,用于氯气干燥的泡沫塔的塔体为圆柱形，而用于冷却的泡沫塔，由于氯气温度变化较大，氯气中水蒸气被冷凝而使每一块塔板上气体体积变化较大，所以塔体可做成锥形或塔板开孔率不同，以保证泡沫塔有较大的操作弹性。,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,23,（,1,）鼓泡层 此层在靠近塔板处，气体为一个个的气泡分散在液体中。这一层随着气相速度的增大而减小至完全消失。这里由于气液两相接触面积不大，故传质效率不高。,（,2,）泡沫层 此层发生在气体速度适当时，气液两相形成悬浮状的泡沫。这时由于泡沫的状态不断更新，而且表面积很大，这里传质阻力小，传质效率高，所以这一层决定了泡沫塔的操作好坏。,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,24,（,3,）雾沫层 此层在泡沫层上方，由于液柱对气体的影响减小，气体速度大于下层，泡沫破裂而形成雾沫，这时吸收阻力虽然较小，但在过高雾沫层情况下，雾沫会随着气体夹带入上层塔板，使上层塔板的硫酸浓度发生变化，结果反而降低了塔板效率。为了减少这种情况，塔板间距一般可取,300-500mm,。,在塔的上部，为了充分利用吸收剂，设有除雾装置。可堆放填料或设置旋流板等构件。,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,25,当塔内气体的空塔速度小于,0.5ms,时，液层以鼓泡为主；气速在,0.5-0.7ms,时，将形成较稳定的蜂窝状的泡沫，但不易破裂，表面不能很快更新，吸收效率欠佳；当气速在,0.7ms,以上时，则可形成运动的、不断更新的、相界面很大的泡沫，使传质速率大大提高，但若气速增加到,3,米,s,以上时，泡沫很快被破坏形成雾沫，随着气体夹带到上一块塔板或带出塔外，此时还会使液相的真实重度降低，不能很好地从降液管落下而积聚在塔板上，造成液泛现象。因此泡沫塔内气体的空塔速度一般控制在,0.7-0.3ms,，以,1-1.5ms,为最好。,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,26,泡沫塔与填料塔相比，具有设备小、生产能力大、结构简单、节省材料，投资低、占地面积小等优点。但泡沫塔也存在酸雾夹带多、阻力降大、系统负荷弹性小、出酸浓度难以控制以及硫酸由于不能冷却而造成氯气出口温度高、致使氯中含水量增高等缺点。,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,27,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,28,（三）列管热交换器,用于湿氯气冷却的热交换器，必须用具有良好耐腐蚀性能的材料制成。如玻璃、石墨、钛等。用于干氯气冷却的热交换器，一般用碳钢制成。,1,玻璃冷却器,结构简单、投资低、材料易得，制造工艺不复杂。但玻璃管两端直径及不圆度相差很大，容易造成泄漏，另外，由于玻璃的导热系数较低，传热效果较差，因此要求有较大的传热面积，且当温度变化较大时易发生破裂。,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,29,2,石墨冷却器,石墨冷却器的优点是结构紧凑、传热系数高，流体阻力小、可制成较大换热面积。其缺点是价格较贵、耐压低、不适用于强烈冲击和振动的场合，在运输和安装时容易损坏。用于氯气冷却时，必须注意氯气进口温度要在,50,以下，这是因为高温湿氯气容易生成新生态氧，使石墨氧化而受腐蚀。,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,30,（四）氯气压缩机,（,1,）纳氏泵,纳氏泵又称液环泵，,是氯碱厂中输送氯气的,最常用的设备。它由泵,壳，叶轮、大盖、小盖、,轴承等几部分组成。它,是一种旋转液环式气体,压缩机。,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,31,（,2,）透平压缩机,有蜗轮的离心式压缩机，借叶轮高速旋转产生的离心力使气体压缩。因为气体压缩时要产生热量，所以在透平压缩的每一段压缩比不能太大，并必须在级间用中间冷却器将热量及时移去使气体体积变小，以利于压缩过程的逐级进行。这种压缩机排出的气体压力高，输送能力大，所需动力小，机械的精度也比较高。但因氯气在压缩过程中温度较高，所以对氯气含水及其杂质的要求也相应提高，一般要求含水小于,100ppm,，还要有高效的除雾装置等。,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,32,（五）气液分离器,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,33,（六）氯气除雾器,（七）氢气冷却塔,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,34,（八）罗茨鼓风机,任务二 氯气、氢气的干燥净化处理,35,