離子膜法生產(chǎn)氯堿操作規(guī)程

1、離子膜法生產(chǎn)氯堿操作規(guī)程山東東都農(nóng)藥廠焦永秋2011-2-261. 概述1.1離子交換膜法制燒堿的原理1、離子交換膜電解槽的構(gòu)成離子交換膜電解槽：主要由陽(yáng)極、陰極、離子交換膜、電解槽框和導(dǎo)電銅棒等組成。每臺(tái)電解槽由若干個(gè)單元槽串聯(lián)或并聯(lián)組成。陽(yáng)極用金屬鈦網(wǎng)制成，為了延長(zhǎng)電極使用壽命和提高電解效率，陽(yáng)極網(wǎng)上涂有鈦、釘?shù)妊趸锿繉?；陰極由碳鋼網(wǎng)制成，上面涂有鎳涂層；離子交換膜把電解槽分成陰極室和陽(yáng)極室。電極均為網(wǎng)狀，可增大反應(yīng)接觸面積，陽(yáng)極表面的特殊處理是考慮陽(yáng)極產(chǎn)物CI2的強(qiáng)腐蝕性。2、離子交換膜工作原理離子交換膜法制燒堿名稱的由來(lái)，主要是因?yàn)槭褂玫年?yáng)離子交換膜，該膜有特殊的選擇透過(guò)性，只允許陽(yáng)

2、離子通過(guò)而阻止陰離子和氣體通過(guò)，即只允許H+、Na+通過(guò)，而Cl-、0H-和兩極產(chǎn)物 H2和CI2無(wú)法通過(guò)，因而起到了防止陽(yáng)極產(chǎn)物CI2和陰極產(chǎn)物H2相混合而可能導(dǎo)致爆炸的危險(xiǎn)，還起到了避免CI2和陰極另一產(chǎn)物 NaOH反應(yīng)而生成NaCIO影響燒堿純度的作用。1.2離子交換膜法制燒堿生產(chǎn)工段簡(jiǎn)介離子交換膜法制燒堿生產(chǎn)由5個(gè)工段組成：（1）化鹽工段（2）電解工段（3）氯氫處理工段（4）固堿工段?；}工段主要進(jìn)行化鹽及鹽水的初級(jí)處理，為電解工段提供所需要的飽和食鹽水。電解工段電解二次精制鹽水，生產(chǎn)燒堿、氫氣和氯氣。氯氫處理工段主要是對(duì)從電解槽出來(lái)的氫氣，氯氣進(jìn)行冷卻，干燥處理，為后續(xù)生產(chǎn)做準(zhǔn)備。固

3、堿工段將電解工段的氫氧化鈉電解液 ，經(jīng)預(yù)熱后，送入蒸發(fā)器濃縮，再由片堿機(jī)生產(chǎn)固堿,2. 化鹽工段2.1化鹽工段工藝原理將固體原鹽（或搭配部分鹽鹵水）與蒸發(fā)工段送來(lái)的回收鹽水、洗鹽泥回收的淡鹽水，按比例摻和、加熱溶解成含氯化鈉的飽和水溶液，同時(shí)按原鹽中雜質(zhì)含量連續(xù)加入適量的精制劑（氫氧化鈉、碳酸鈉和氯化鋇等），使鹽水中鈣、鎂、硫酸根等雜質(zhì)離子分別生成難溶的沉淀物，然后加入助沉劑（聚丙烯酸鈉等）。經(jīng)過(guò)澄清、砂濾得到一次鹽水，一次鹽水經(jīng)中和、過(guò)濾、樹脂吸咐等步驟制得質(zhì)量合格的精鹽 水，按需要源源不斷地輸送給電解工段。一般1t堿需要1.5t鹽（理論比例為1： 1.462）?；净瘜W(xué)方程式：CaC2+N

4、aCQ=CaCQ J +2NaCICaSQ+Na2C03=CaCO3i +2Na2SQMgCl2+2NaOH=Mg（OH2J +2NaCIFeC3+3NaQH=Fe（QH）J +3NaCINa2SQ4+BaC2=BaSQ J +2NaCI2.2化鹽工段主要工藝指標(biāo)入槽鹽水含 NaCI315g / L鹽水透明度900mm（十字觀察法）鹽水過(guò)堿量排放鹽泥中含 NaClw 8g/ LNaOH0.07 0.15 g/L入槽鹽水pH控制值Na2CO 30.25 0.35 g/L810（微堿性鹽水入槽）鹽水中鈣、鎂總量 2 x 10-9g/ L約7（中性鹽水入槽）鹽水中硫酸根含量 5g/ L約4（酸性鹽水

5、入槽）澄清桶入口鹽水溫度煙道氣制純堿中含 NaOH w 3g/LI與4季度48 士 3C2與3季度50 3 C入槽鹽水銨含量無(wú)機(jī)銨w 1mg / L總銨w 4mg/L2.3化鹽工段工藝流程圖1 1為鹽水精制工藝流程。圖1一1鹽水精制工藝流程圖固體食鹽從鹽倉(cāng)內(nèi)用鏟車I將鹽送入鹽斗2，經(jīng)皮帶運(yùn)輸機(jī)3卸入化鹽桶4。鹽鹵水、蒸發(fā)工段回收鹽水和洗鹽泥回收的淡鹽水，按比例搭配用泵6送到化鹽桶4內(nèi)進(jìn)行化鹽操作，經(jīng)過(guò)桶底配水管均勻流出，沿化鹽桶內(nèi)鹽層逆流而上將食鹽溶解制成飽和的粗鹽水，從化鹽桶上部溢流而出。出 化鹽桶的粗鹽水與精制劑碳酸鈉、氯化鋇及蒸發(fā)回收鹽水中的氫氧化鈉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使溶解在粗 鹽水中的鈣、

6、鎂、硫酸根等雜質(zhì)離子生成不溶解于水的氫氧化鎂、碳酸鈣、硫酸鋇等沉淀物而懸浮 在粗鹽水中。然后，與精制劑反應(yīng)后的粗鹽水靠位差進(jìn)入澄清桶8,為了加速澄清，在進(jìn)入澄清桶前添加助沉劑，使懸浮物沉淀顆粒凝集增大加速澄清。澄清后的清鹽水從澄清桶上部溢流入砂濾器I1，鹽水通過(guò)砂濾層之后，鹽水中所夾帶的少量細(xì)小懸浮物顆粒被截留。出砂濾器鹽水含鈣、鎂雜質(zhì)量可以降到 5mg/ L以下，即一次鹽水。然后進(jìn)入中和罐12,加鹽酸中和過(guò)剩堿量，再進(jìn)入精鹽水貯槽 13,用泵19送往鹽水高位槽供電解工段使用。澄清桶底部排出的鹽泥定期排放回收。2.4化鹽工段主要設(shè)備及其工作原理和作用1、化鹽桶化鹽桶的作用是把固體原鹽、部分鹽鹵

7、水、蒸發(fā)回收鹽水和洗鹽泥回收淡鹽水，按比例進(jìn)行摻 和，并加熱溶解成氯化鈉飽和溶液?；}桶一般是鋼板焊接而成的立式圓桶，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1 2所示。化鹽水由桶底部通過(guò)分布管進(jìn)入化鹽桶內(nèi)。分布管出口均采用菌帽形結(jié)圈-謚蠱憎；？一粗鹽水出口;4 一旃體；折-折流帽；7-濬敲水進(jìn)口； 3-人孔構(gòu)防止鹽粒、異物等進(jìn)入化鹽水管道造成堵塞現(xiàn)象。在化鹽桶中部設(shè)置加熱蒸汽分配管，蒸汽從分配管小孔噴出，小孔開(kāi)設(shè)方向向下，可避免鹽水飛濺或分配管堵塞。在化鹽桶中間與還設(shè)置有折流圈，折流圈與桶體成45度角.折流圈的底部開(kāi)設(shè)用于停車時(shí)放凈殘存鹽水的小孔。折流圈的作用是避免化鹽 桶局部截面流速過(guò)大或化鹽水沿壁走短路造成上部原鹽產(chǎn)

8、生搭橋現(xiàn)象。折流 圈寬度通常約為 150250mm?；}桶上都有鹽水溢流槽及鐵柵，與鹽層逆相接觸上升的飽和粗鹽水，從上部溢流槽溢流出，原鹽中常夾帶的繩、草、竹片等漂浮性異物經(jīng)上部鐵柵阻擋除去。2、澄清桶澄清桶的作用是將加入精制劑后反應(yīng)完全的鹽水，在助沉劑的幫助下，使雜質(zhì)沉淀顆粒凝集變大，下沉分離。澄清后的清鹽水從桶頂部溢流出，送砂濾器作進(jìn)一步精制過(guò)濾，桶底部排出的鹽泥送三層洗泥桶，用水洗滌回收其中所含的氯化鈉。鹽水中鈣、鎂等不溶物懸浮顆粒在加入助沉劑后起凝聚作用，顆粒增大，被截留到桶底定時(shí)排出。澄清后的清鹽水從桶底部緩緩向上，經(jīng)桶頂部環(huán)形溢流槽匯集后連續(xù)不斷流出。3、砂濾器砂濾器的作用是把澄清

9、桶送來(lái)的澄清鹽水經(jīng)砂濾層過(guò)濾，進(jìn)一步除去清鹽水中微量懸浮性不溶雜質(zhì)，提高進(jìn)電解槽的鹽水質(zhì)量，確保電解工段對(duì)高質(zhì)量入槽鹽水的要求。3. 電解工段3.1金屬陽(yáng)極電解工段3.1.1工藝原理把化鹽工段用泵輸送來(lái)的符合質(zhì)量要求的精鹽水，經(jīng)高位槽穩(wěn)壓及預(yù)熱器預(yù)熱后送入電解槽，同時(shí)輸入由變電工段送來(lái)的直流電進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)。根據(jù)操作規(guī)程和工藝條件，確保電解槽正常安全運(yùn)轉(zhuǎn)。電解過(guò)程中產(chǎn)生的氯氣與氫氣分別導(dǎo)入各自的總管，匯集送氯、氫處理工序，進(jìn)一步處理加工。生成約含氫氧化鈉11 %的電解液流入總管匯集電解液貯槽，經(jīng)堿泵送蒸發(fā)工段進(jìn)行蒸發(fā)濃縮。反應(yīng)方程式如下電解2Nad + 2H2O2NaOH+ t + Cl2 t

10、3.1.2主要工藝指標(biāo)單槽氯中含氫量 98%氯氣總管中含氫量 0.4%電解槽槽溫80105C單槽氯中含氧量 3.0 %氯氣總管壓力0 50Pa氯氣總管中含氧量 90%圖2-11金屬陽(yáng)極電解流程圖3.1.3工藝流程圖2 1- 1為金屬陽(yáng)極電解流程圖。電化鹽工段送來(lái)含氯化鈉315g/ L以上、質(zhì)量 合格的精制鹽水送至鹽水高位槽 1,高位槽內(nèi)鹽水液面維持恒定，以保持一定的靜壓力。經(jīng)一段鹽水預(yù)熱器2內(nèi)與來(lái)自電解槽出口的濕熱氫氣 （氫氣總管溫度約 85C ）進(jìn)行熱交換，溫度可提高810C,然后再進(jìn)入二段鹽水預(yù)熱器，用烝汽進(jìn)一步補(bǔ)充加熱鹽水，加熱到鹽水溫度在6080 C間，再經(jīng)鹽水總管、支管連續(xù)均衡地分別

11、送入各臺(tái)電解槽5進(jìn)行電解。電解生成的氯氣從電解槽蓋頂部支管導(dǎo)入氯氣總管，送到氯氣處理工段氫氣從電解槽陰極箱上部支管經(jīng)斷電器斷電后匯集入氫氣總管，經(jīng)一段鹽水預(yù)熱 器預(yù)熱鹽水降溫后送氫氣處理工段。生成的含氫氧化鈉11%的電解液經(jīng)堿液斷電器斷電后從電解槽下側(cè)流出導(dǎo)入電解液總管，匯集于電解液貯槽6中，再經(jīng)泵7輸送到蒸發(fā)工段進(jìn)行蒸發(fā)濃縮。3.1.4主要設(shè)備及作用金屬陽(yáng)極電解槽是隔膜電解槽的兩大類型之一，其結(jié)構(gòu)如圖2 1 2。隔膜電解槽是隔膜法電解食鹽溶液制取氯氣、氫氣、燒堿的主要設(shè)備。是我國(guó)發(fā)展比較成熟的一種技術(shù)。隔膜電解槽示意圖如圖 2 1 3。電解槽主要由槽蓋、陰極箱、陽(yáng)極組合件三大部分組成。金屬陽(yáng)

12、極電解槽的槽蓋多數(shù)采用鋼板焊接制成，內(nèi)襯橡膠防腐蝕層。在槽蓋的頂部有氯氣出口孔，側(cè)面有鹽水注入口，槽蓋前側(cè)面裝有液面計(jì)便于掌握電解槽內(nèi)鹽水液位高低。槽蓋上還裝有氯氣壓力表和取樣孔。rJi|-含025、各操作壓力33 士 0.15 %H w 80ppmw 8ppm 97%w 2. 5 %炭素過(guò)濾器操作壓差0.2MPa清洗加壓操作壓力0.45MPa螯合樹脂塔壓差 99%210 士 10g/ L2445 C過(guò)濾鹽水溫度60 士 5C電槽槽溫85 士 3C脫氯塔回收氯冷卻溫度v 40C吸收液苛性鈉溫度v 40C3.2.3工藝流程圖2-2- 1為離子膜法制堿工藝流程圖。原鹽經(jīng)溶解、反應(yīng)、澄清砂濾后，制成

13、一次精制鹽水，該一次精制鹽水進(jìn)入本工段后，加入適量的亞硫酸鈉以除去微量的游離氯，同時(shí)加入適量的a -纖維素助濾劑，然后用泵送入鹽水過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾，經(jīng)過(guò)濾后的鹽水，其懸浮物含量達(dá)到規(guī)定指標(biāo) Ippm，再經(jīng)加熱使溫度達(dá)到 60 士 5C,并用pH自控調(diào)節(jié)使pH控制在9 士 0 5。將上述符合質(zhì)量 指標(biāo)的鹽水，用泵送入螯合樹脂塔進(jìn)行螯合處理.使鹽水中Ca2+、Mg2+雜質(zhì)含量達(dá)到20ppb以下，此鹽水稱二次精制鹽水。二次精制鹽水再經(jīng)加熱，用泵送離子膜電解槽陽(yáng)極側(cè)加熱溫度視電解槽槽溫而調(diào)節(jié)，一般冬季比夏季高一些以保證槽溫穩(wěn)定在85 士 31 G在電解槽的陰極側(cè)，加入與堿濃度相當(dāng)?shù)募兯?以保證產(chǎn)品濃度

14、穩(wěn)定在規(guī)定的指標(biāo)范圍內(nèi)（3035 % ）。在直流電作用下經(jīng)電圖 2-2-1離子膜法制堿工藝;流程圖解，在陰極側(cè)流出規(guī)定濃度的氫氧化鈉，經(jīng)冷卻、計(jì)量后送入成品貯槽或再經(jīng)蒸發(fā)濃縮到規(guī)定濃度； 在陰極側(cè)上方，放出副產(chǎn)品氫氣送氫處理工序。在電解槽的陽(yáng)極側(cè).經(jīng)電解后的淡鹽水流入貯槽。經(jīng)加酸用pH自動(dòng)調(diào)節(jié)計(jì)使pH調(diào)節(jié)在2左右，以使大部分的氯酸鹽和次氯酸鹽分解，分解出的氯氣 并入總管，淡鹽水再用泵送入脫氯塔。經(jīng)脫氯后合格的淡鹽水則用泵送回化鹽工段再使用脫氯如是采用真空脫除則脫出的氯氣并入氯總管；如是用空氣吹除的，則脫出之氯氣需用20%的氫氧化鈉進(jìn)行循環(huán)吸收，制成 10%的次氯酸鈉.在陽(yáng)極側(cè)上部放出的氯氣，則

15、送入氯氣處理工段。3.2.4主要設(shè)備及作用和工作原理1、鹽水過(guò)濾器鹽水過(guò)濾器的作用是使一次精制鹽水經(jīng)過(guò)濾除去所含微量懸浮物，指標(biāo)為w1ppm。離子膜法制堿工藝中，要求鹽水中的懸浮物含量控制在1ppm以下。以防止鹽水中所含微細(xì)懸浮物引起膜的堵塞而導(dǎo)致槽電壓上升。然使用傳統(tǒng)的砂過(guò)濾器，鹽水中的懸浮物含量一般在510ppm .因此，必須再經(jīng)過(guò)一次精密過(guò)濾。實(shí)習(xí)工廠采用碳素管式過(guò)濾器。碳素管過(guò)濾器的外殼由鋼襯橡膠防腐層.內(nèi)部由多組炭系管均勻固定在花板上.其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2 - 2-2所示。碳素管式過(guò)濾面積由生產(chǎn)能力大小而定一般年產(chǎn)I萬(wàn)噸規(guī)模的過(guò)濾面積約在 78m2，使用壽命在810年。碳素管式過(guò)濾器由純凝經(jīng)

16、燒結(jié)后制成，外徑120mm，內(nèi)徑70mm，長(zhǎng)度EI2-2-2碳素管過(guò)謔器500mm，為圓筒狀元件。碳素管式過(guò)濾器的特點(diǎn)是經(jīng)一定時(shí)間使用后，可經(jīng)再生恢復(fù)重新使用。碳素管的過(guò)濾原理見(jiàn)圖 2 2 一 3。一次精制鹽水從圓筒的外部流入圓筒 的內(nèi)部進(jìn)行過(guò)濾。為了保持最高的過(guò)濾精度， 首先在碳素管外先預(yù)涂上一層助 濾劑，預(yù)涂層的厚度約為23mm，同時(shí)采用助濾劑添加方式，使定量的助濾劑與一次精制鹽水混合后送過(guò)濾器過(guò)濾，過(guò)濾時(shí)初始阻力 0.02MPa,隨著鹽水E12-2-3碳素管過(guò)謔原理中懸浮物的積累，其阻力逐漸上升，當(dāng)升到 0.150.20MP時(shí)，應(yīng)停止使用予 以清洗再生.碳素管的清洗再生，是將清洗液從管內(nèi)

17、向管外反洗，并通入 0.45MPa的壓縮空氣，當(dāng)迅速打開(kāi)專用排液閥時(shí)，鹽水因受到壓縮空氣的壓力 迅速由管的內(nèi)側(cè)流向管的外側(cè)，同時(shí)將炭素管外的預(yù)涂層和被截留的懸浮物濾 餅，同時(shí)從過(guò)濾管上脫落除去，然后經(jīng)過(guò)各步清洗， 則可完全恢復(fù)原有性能而 重復(fù)使用。2、螯合樹脂塔Ca2+、Mg2+雜質(zhì)含量降低到螯合樹脂塔通常是二臺(tái)或三臺(tái)串聯(lián)使用，其作用是將一次精制鹽水中20ppb以下，以符合離子膜工藝的需要。 2-2-4螫合樹脂塔螯合樹脂塔的外殼由鋼板制成，內(nèi)襯特殊的低鈣鎂橡膠防腐層。 塔內(nèi)填裝一定量的帶有螯合基團(tuán)的特種離子交換樹脂，樹脂的特點(diǎn)是對(duì)金屬離子有極強(qiáng)的選擇性。第二個(gè)特點(diǎn)是再生效率高，即在使用一 定周

18、期后，可通過(guò)酸、堿、純水的清洗將螯合的金屬離子解脫恢復(fù) 原有的交換容量，以重新再進(jìn)行螯合處理。在使用贅合樹脂處理鹽水中，必須注意下列二點(diǎn)：(1) 物料中不能帶有氧化劑，(2) 物料中有能帶有油狀物。因油將使螯合樹脂顆粒表面生成一層 油膜從而降低其離子交換的功能。ffi 2-2-5離子膜制堿生產(chǎn)原理螯合樹脂塔的結(jié)構(gòu)如圖 2-2 4所示。3、離子膜電解槽離子膜電解槽是離子膜制堿生產(chǎn)工藝中的關(guān)鍵設(shè)備，它的作用是將進(jìn)入的合格的二次精制鹽水經(jīng)通電電解，生產(chǎn)出低鹽、高純、高濃度的氫氧化鈉產(chǎn)品. 同 時(shí)得到聯(lián)產(chǎn)氯和氫氣。其生產(chǎn)原理如圖2 2 5所示。離子交換膜電解食鹽法，是用陽(yáng)離子交換膜將電 解槽隔成陽(yáng)極室

19、和陰極室，這層膜只允許鈉離子穿透， 而對(duì)氫氧根離子起阻止作用，另還能阻止氯化鈉的擴(kuò) 散，從而達(dá)到生產(chǎn)低鹽、高純、高濃度氫氧化鈉產(chǎn)品的目的。4. 氫氣和氯氣處理工段從電解槽出來(lái)的濕氯氣和濕氫氣，溫度約為8090 C,并為水蒸氣所飽和。濕氯氣具有強(qiáng)烈的腐蝕性，只有鈦、玻璃、橡膠、玻璃鋼(FRP等少數(shù)材料可以耐濕氯氣的腐蝕。另外為便于運(yùn)輸和使用，也需要對(duì)濕氯氣進(jìn)行加工處理。氫氣的純度雖然很高，可達(dá)99%以上，但含有少量的堿霧和大量的水蒸氣，也需要進(jìn)行處理。本工段的另一重要任務(wù)是通過(guò)氯氣和氫氣的進(jìn)出口回流量的調(diào)節(jié) 來(lái)達(dá)到電解槽陽(yáng)極室和陰極室的壓力平衡，保證電解槽的安全運(yùn)行。4.1氫氣處理4.1.1工藝

20、原理來(lái)自電解槽的氫氣進(jìn)入氫氣-鹽水熱交換器，氫氣溫度可降至50C左右，而鹽水溫度約能提高10C.上水對(duì)其這樣使氫氣中所帶出的一部分余熱得到回收。冷卻后的氫氣再進(jìn)入氫氣洗滌塔內(nèi)。用工業(yè) 進(jìn)行洗滌和冷卻，氫氣中大部分雜質(zhì)（鹽霧和堿霧）及水蒸氣被冷卻水帶走并排入下水道。氫氣則 從塔頂出來(lái)，經(jīng)水氣分離器分離后，由風(fēng)機(jī)送到氫氣柜或使用氫氣的部門。4.1.2工藝流程圖3- 1- 1是氫氣處理流程圖，來(lái)自電解槽陰極的氫氣首先進(jìn)入氫氣洗滌塔，此塔為一空塔， 內(nèi)裝數(shù)層噴淋裝置，冷卻水經(jīng)噴水裝置，自塔頂噴淋下來(lái)，與自塔底進(jìn)入的氫氣相遇，進(jìn)行冷卻和 洗滌，氫氣所帶的大部分水蒸氣和堿霧，便被洗滌下來(lái)，隨同用過(guò)的冷卻水

21、一起排出。從洗滌塔出 來(lái)的氫氣分為兩部分，一部分經(jīng)過(guò)H2風(fēng)機(jī)輸送到冷卻塔進(jìn)一步冷卻，然后由緩沖罐分配：到片堿工陽(yáng)莊廂機(jī) 作保護(hù)氣悴） 31-1 氫氣處.理瀕程圖段作加熱介質(zhì)，到與 CI2反應(yīng)以及到氫壓站。另一部分由氫氣壓縮機(jī)輸送到水霧捕集器，然后輸送給 用戶使用。壓縮過(guò)程中使用N2作保護(hù)氣體。4.1.3主要設(shè)備及作用和工作原理1、水洗塔將氫氣中夾帶的堿霧除去，同時(shí)降低氣體溫度，從而除去其中所含的大部分飽和水蒸氣，使氫氣得到初步凈化。2、捕集器可減少冷卻后氫氣中殘存的霧滴狀冷凝水及堿霧，減少其對(duì)氫氣壓縮機(jī)的腐蝕。4.2氯氣處理4.2.1工藝原理氯氣處理工段是氯堿生產(chǎn)廠中聯(lián)接電解槽與用氯部門的工序

22、，起著承上啟下的作用，也是穩(wěn)定電解槽正常運(yùn)行、確保安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。由食鹽水溶液電解，其陽(yáng)極產(chǎn)物是溫度較高、并伴有飽和水蒸汽及夾帶一定鹽霧雜質(zhì)的濕氯氣，每噸氣相的濕含量可達(dá)0.3381噸以上。這種濕氯氣對(duì)鋼鐵及大多數(shù)金屬有強(qiáng)烈的腐蝕作用，只有少量的稀土及貴金屬或非金屬材料在一定條件下才能抵御濕氯氣的腐蝕，從而使氯產(chǎn)品的生產(chǎn)和氣氯的輸送發(fā)生困難。而干燥脫水的氯氣在通常條件下對(duì)鋼鐵等常用材料的腐蝕是比較小的。422主要工藝指標(biāo)1、壓力電槽出口總管壓力一0.2 0.3kPa氯氣透平機(jī)一段進(jìn)口壓力0.085MPa氯氣透平機(jī)一段出口壓力0.0350.042MPa（表壓）氯氣透平機(jī)二段進(jìn)口壓力 0 .0

23、330.040MPa （表壓）氯氣透平機(jī)二段出口壓力 0.10.12MPa（表壓）氯氣透平機(jī)三段進(jìn)口壓力0.08 0.10 MPa（表壓）氯氣透平機(jī)三段出口壓力0.180.23MPa（表壓）氯氣透平機(jī)四段進(jìn)口壓力0.160.21MPa（表壓）氯氣透平機(jī)四段出口壓力0.280.38MPa（表壓）密封室充氣壓力 2.53.5kPa （表壓）密封室抽氣壓力12kPa （表壓）油過(guò)濾器出口壓力0.35M Pa （表壓）前軸承進(jìn)口 0.080.12MPa （表壓）后軸承進(jìn)口油圧 0.080.12MPa （表壓）增速箱進(jìn)口油壓 0.150.l8MPa （表壓）油封壓力70150mm油（表壓）貯氣罐壓力 0

24、.6MPa （表壓）以下干燥密封氣輸出壓力 0.050.1MPa （表壓）再生密封氣壓力 0.05MPa （表壓）泡沫千燥塔阻力降 5.56.5kPa （表壓）工業(yè)水壓力0.12MPa以上-18 -2、溫度I段鈦冷卻器出口氣相溫度40 C以下n段鈦冷卻器出口氣相溫度1114 c出泡沫塔干燥后氯氣溫度20C冷凍氯化鈣溶液溫度612 c氯氣透平機(jī)進(jìn)機(jī)溫度20 C止推軸承溫度4550C前軸承溫度4550 C4.2.3工藝流程后軸承溫度4550C增速器軸承溫度 前軸承回油溫度 后軸承回油溫度 增速箱回油溫度 電爐出口溫度4045C3545C545C4550C150 200 C凈化器出口密封氣溫度40

25、C-19 -圖3-2-1 孔處理工藝流程圖圖3-2- 1是氯氣處理流程圖。來(lái)自電解槽陽(yáng)極的高溫濕氯氣經(jīng)濕氯氣緩沖器的分配，進(jìn)入工業(yè)水列管冷卻器，由工業(yè)水進(jìn)行冷卻， 使氣相溫度降至40C以下，再進(jìn)入鹽水冷卻器， 用6 10 C 的氯化鈣溶液進(jìn)行冷卻，使氣相溫度降至11 14 C。但氣相溫度不可降得過(guò)低，若低于10 C的話（如9 .6 C ）,濕氯氣易形成 CI2*8H2O的氯水結(jié)晶物，從而使設(shè)備、管道結(jié)冰堵塞。經(jīng)冷卻后 的氣相進(jìn)入水沫過(guò)濾器除去氣相中夾帶的游離水，再進(jìn)入泡沫干燥塔。氣相自下而上分別依次穿過(guò) 五塊塔板，與自上而下的硫酸在塔板上錯(cuò)流接觸，進(jìn)行吸收傳質(zhì)，氣相中的水分被硫酸吸收掉，氣相出

26、泡沫干燥塔頂部時(shí)， 已成為含濕量低于 100PPm的合格氯氣。98 %的濃硫酸經(jīng)鹽水冷卻至10 C后被送入濃酸高位槽，分二路進(jìn)泡沫干燥塔。一路經(jīng)節(jié)流調(diào)節(jié)進(jìn)入泡沫塔第一塊塔板（由上往下數(shù)），與氯氣接觸吸收微量水分，由外溢流進(jìn)入泡沫塔第二塊塔板，再與氯氣接觸吸收微量水分，外溢流 經(jīng)液封去循環(huán)槽，由循環(huán)泵抽吸經(jīng)硫酸冷卻器冷卻后再去濃硫酸高位槽，循環(huán)使用，另一路經(jīng)節(jié)流調(diào)節(jié)進(jìn)入泡沫干燥塔第三塊塔板，與氯氣接觸吸收水分后經(jīng)內(nèi)溢流進(jìn)入第四塊塔板。來(lái)自稀酸冷卻器的10 C、濃度為72 %的稀硫酸進(jìn)入泡沫塔第四塊塔板，與來(lái)自第三塊塔板內(nèi)道流的濃酸混成濃度為80 %的吸收液，大量吸收濕氯氣中水分，外溢流進(jìn)入第五塊

27、塔板，繼續(xù)大量吸收濕氯氣中的水分，使?jié)舛冗_(dá)到72 %的稀硫酸經(jīng)液封與塔底酸一同進(jìn)入稀酸循環(huán)槽，在確保正常循環(huán)量的前提下，多余的一部分稀酸溢入廢酸槽。正常量的稀酸由稀酸循環(huán)泵抽吸經(jīng)硫酸冷卻器冷卻后再注入 泡沫塔第四塊塔板循環(huán)使用。出泡沫塔的干燥氯氣進(jìn)入酸霧過(guò)濾器自凈去除酸霧，進(jìn)入氯氣離心式壓縮機(jī)，經(jīng)四段冷卻達(dá)到常溫，保持0.38MPa。（表壓）以下的排出壓力，經(jīng)分配臺(tái)送至各用氯部門。4.2.4主要設(shè)備及作用和工作原理1、安全水封其結(jié)構(gòu)示意見(jiàn)圖3 2 2。濕氯氣安裝于電解聲氣總管的旁路 上，一頭與電解氯氣總管相連，另一端與事故氯氣處理塔相通，中 間有隔板相隔，掖封高度60mm。其作用屬當(dāng)抓氣處理的

28、負(fù)壓系統(tǒng)因突發(fā)故障發(fā)生正壓時(shí)，帶壓的事故氯氣便將水封沖掉，往事故 氯氣處理塔泄壓，用堿液進(jìn)行吸收處理，以保護(hù)氯氣負(fù)壓系統(tǒng) 的管道、設(shè)備，直至電解槽的安全。水封高度的確定應(yīng)充分考 慮系統(tǒng)所能承受的最大正壓沖擊。2、鈦列管冷卻器結(jié)構(gòu)由上封頭（上端蓋）、列管殼體及下封頭（下端蓋）三 個(gè)部分組成，詳見(jiàn)圖 3 23。列管殼體由鈦制列管束、折流 擋板、定距桿，上下分布管板等構(gòu)成鈦對(duì)濕氯氣的抗腐蝕性 能極好，鈦列管傳熱效果也很好。一般將其制成浮頭式結(jié)構(gòu)， 浮頭處有填料函密封。在管程走氣相濕氯氣時(shí)，簡(jiǎn)體外殼及折流擋板可用碳鋼，上下封頭可以用鈦、鋼襯膠或聚氯乙烯。在殼 程走濕氯氣時(shí)，筒體外殼、折流擋板，上下管板

29、、列管束均需用鈦材,而上下封頭可采用聚氯乙烯、碳鋼。這可視實(shí)際工藝之需 而定?？谏戏值蹏?3鈦列管冷卻器鈦列管冷卻器在工段冷卻時(shí)采用工業(yè)水作為冷卻劑，n段冷卻時(shí)采用冷凍淡水或冷凍氯化鈣溶液作為冷卻劑。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，氣相濕氯氣走殼程，傳熱系數(shù)可以提高較多；而氣相濕氯氣走 管程，傳熱系數(shù)較低。但造價(jià)投資則前者高于后者。鈦列管冷卻器的作用在于將電解來(lái)的濕氯氣要 冷卻器本體的管程或殼程中與冷卻劑溶液工業(yè)水或氯化鈣溶液經(jīng)鈦列管管壁進(jìn)行間接的傳熱，移走 氣相中所帶的熱量，達(dá)到降低溫度的目的，使氣相中含水量大幅度減少。3、水沫過(guò)濾器水沫過(guò)濾器是上封頭、過(guò)濾層簡(jiǎn)體組成的圓筒體。過(guò)濾層 簡(jiǎn)體由上壓蓋、絲網(wǎng)過(guò)

30、濾層 （系絲網(wǎng)填料盤卷而成）、底板等構(gòu) 成。詳見(jiàn)圖3- 2-4所示。整個(gè)設(shè)備用硬質(zhì)聚氯乙烯制成；絲 網(wǎng)可采用聚乙烯、金屬絲 （鈦絲）等，其寬度為 150mm。水沫 過(guò)濾器的作用在于通過(guò)絲網(wǎng)層捕集、過(guò)濾去除氣相中夾帶的游-上壓蓋氣口底板氯水出口4、泡沫干燥塔圈324水沫過(guò)濾器離水分，這 圖75水辣過(guò)濾器樣可以降低用于干燥脫水 的吸收劑硫酸的單耗，并有效地防止游離水隨氣相帶入干燥 塔。一般除沫效率可達(dá) 98%以上。-21 -# -泡沫干燥塔是應(yīng)用得十分廣泛的氣液傳質(zhì)設(shè)備，屬于板式塔的一種。泡沫干燥塔是由一個(gè)圓柱形殼體和按一定間距、水平設(shè)置的若干塔板組成。泡沫塔的簡(jiǎn)體上有塔板、內(nèi)外濫流管、受液盤等，

31、詳見(jiàn)圖3-2-5所示。全塔共設(shè)置數(shù)塊塔板，塔板上按生產(chǎn)負(fù)荷及一 定開(kāi)孔率開(kāi)設(shè)相當(dāng)比例的篩孔。篩孔可以是上下相同直徑的直 通孔，也可以是上孔徑小、下孔徑大的異徑噴嘴孔。目前強(qiáng)化 型泡沫塔正在推廣，它采用外溢流、大液流循環(huán)方式，確保輸送氣體負(fù)荷適應(yīng)生產(chǎn)的需要。5、氯氣透平壓縮機(jī)氯氣透平壓縮機(jī)，是全廠相當(dāng)關(guān)鍵的氯氣壓縮、輸送設(shè)備，其安全運(yùn)行與否將直接影響到全廠 的生產(chǎn)。氯氣離心式壓縮機(jī)是個(gè)系統(tǒng)工程，它由主機(jī)系統(tǒng)、潤(rùn)滑油系統(tǒng)、密圭寸氣系統(tǒng)、儀表電氣自 控聯(lián)鎖系統(tǒng)、事故氯氣處理系統(tǒng)等組成，簡(jiǎn)稱其為機(jī)組。整個(gè)主機(jī)由轉(zhuǎn)子與固定元件組成，轉(zhuǎn)動(dòng)部 分由葉輪、主軸、聯(lián)軸器、推力盤組成；固定元件由機(jī)殼、擴(kuò)壓器、氣密裝置、排氣蝸殼、軸承等圖3-2-7中I禹待卻爲(wèi)組成。機(jī)組工作轉(zhuǎn)速 10407r / min ，是由985r / min的電機(jī)通過(guò) xR行星式增速箱獲得，潤(rùn)滑系統(tǒng)采用強(qiáng)制供油潤(rùn)滑，軸承采用了動(dòng)壓軸承，端面密封則采用抽、充氣相結(jié)合的梳齒型迷宮密封。6、中間冷卻器中間冷卻器又稱級(jí)間冷卻器或段問(wèn)冷卻器，是類似于列管冷卻器的圓筒體列管束的多程熱交換器。它分上、下封頭和筒體三部分，如圖3-2-7所示。上封頭為橢圓形，并有隔板，以使水實(shí)現(xiàn)多程段循環(huán)，還有進(jìn)、出水口。下封頭同樣是橢圓形的，也有隔板，并設(shè)左右排凈口