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氯气冷却工艺
作者:AG8    发布日期:2020-10-01 19:04


  氯气冷却工艺_能源/化工_工程科技_专业资料。氢氯工段 氯气冷却 1 概述 1.1氯的物理性质 常温下,氯是黄绿色、具有使人窒息气味 的气体,有毒。氯气对人的呼吸器官有强烈 的刺激性,吸入过多还会致死。 氯气是一种容易液化的气体,绝对压力 为

  氢氯工段 氯气冷却 1 概述 1.1氯的物理性质 常温下,氯是黄绿色、具有使人窒息气味 的气体,有毒。氯气对人的呼吸器官有强烈 的刺激性,吸入过多还会致死。 氯气是一种容易液化的气体,绝对压力 为101.325kPa的纯氯气在-34.05℃或将其压缩 到370kPa,在0 ℃时就可液化。 液氯是黄绿色透明液体。 0 ℃时每升液 氯1.4685kg。 1.2氯的用途 (1)杀菌消毒 (2)漂白和制浆 (3)冶炼金属 例 (4)制造无机氯化物 (5)制造有机氯化物 1.3氯气处理的任务和方法 从电解槽出来的湿氯气,一般温度较高 ,伴有大量水蒸气等杂质,这种湿氯气对钢 铁和大多数金属有强烈的腐蚀作用,只有某 些金属材料或非金属材料在一定条件下,才 能耐湿氯气的腐蚀。例如金属Ti,陶瓷、玻 璃等。因而使得生产及输送极不方便。但干 燥的氯气对钢铁等常用材料的腐蚀在通常情 况下是较小的,所以湿氯气的干燥是生产和 使用氯气的过程中所必须的。 氯气干燥前通常先使氯气冷却,使湿氯气 中的大部分水蒸气被冷凝除去,然后用干燥剂 进一步除去水分。干燥后的氯气经过压缩再送 往用户。 在不同的温度和压力下气体中的含水量可 以用水蒸气的分压来表示。在同一压力下,温 度越高,含水量越大,其水蒸气的分压也越高 。 80 ℃时,在1kg被水蒸气饱和的氯气中就 有219g水蒸气,当它冷却到25 ℃时,水蒸 气含量便降到8.1g,若继续降低温度到15 ℃, 水蒸气含量为4.3g,所以1kg氯气从温度为 80 ℃冷却到15 ℃时,冷却下来的水量为2194.3(g)=214.7(g),由此可见,降低湿氯气的温 度,可以将其中大部分水分除去,从而可以 大大降低干燥的负荷,减少硫酸的消耗。但 氯气冷却的温度不能太低,因为在9.6 ℃时, 氯气与水可以生成Cl2·8H2O结晶水合物,造成 设备、管路的堵塞,妨碍正常生产。 为了使氯气能用钢铁材料制成的设备及 管道进行输送或处理,要求氯气的含水量小 于0.05%。因此必须将氯气中的水分进一步除 去。在工业上,均采用浓硫酸来干燥氯气, 因为浓硫酸具有(1)不与氯气发生化学反应 ;(2)氯气在硫酸中的溶解度小;(3)浓 硫酸有强烈的吸水性;(4)廉洁易得; (5)浓硫酸对钢铁设备不腐蚀;(6)稀硫 酸可以回收利用。 用浓硫酸干燥氯气,其干燥效果决定于 硫酸溶液面上方的水蒸气压力。 当温度一定时,硫酸浓度越高,水蒸气 分压越低;当硫酸浓度一定时,温度降低, 则水蒸气分压也降低。也就是说硫酸的浓度 越高、温度越低,硫酸的干燥能力也就越大 ,即氯气干燥后的水分越少。但如果硫酸温 度太低的话,硫酸能与水形成结晶水合物而 析出。因此原料硫酸与用后的稀硫酸在储运 过程中,尤其在冬季必须注意控制温度和浓 度,以防止管道堵塞。例如,硫酸浓度为84% 时,它的结晶温度为8 ℃,所以在操作中一般 将硫酸温度控制在不低于10 ℃。 生产总使用的氯气还需要有一定的压力 以克服输送系统阻力,并满足用户对氯气压 力的要求。因此氯气干燥后还要用气体压缩 机对氯气进行压缩。 综上所述,氯气处理系统的主要任务: 1.将湿氯气干燥;2.将干燥后的氯气压缩输送 给用户;3.稳定和调节电解槽阳极室内的压力 。 2 氯处理工艺 根据氯处理的任务,氯处理的工艺流程 大致包括氯气的冷却、干燥、净化和压缩、 输送几个部分。 2.1氯气的冷却 根据对氯气冷却的方式不同,可以分为 直接冷却、间接冷却、和氯水循环冷却三种 流程。 一、直接冷却流程 从电解槽出来的湿氯气通过耐腐蚀管道 输送到氯气处理工序,沿途散热降温,进冷 却塔时约80 ℃左右,在冷却塔内,氯气自下 而上与由上往下喷淋的冷却水直接接触,将 氯气冷却到20 ℃左右,由顶部导出。由于氯 气微溶于水,所以从冷却塔排除的污水中含 有氯气。这种含氯气污水经过蒸气加热到将 近100 ℃,脱去部分氯气(实际效率仅为40% 左右后排往下水道,脱出的氯气并入冷却塔 回收。 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,且耗费大量蒸气。因此尽管这种 工艺设备投资少,操作简单,冷却效率高, 但由于它的致命弱点,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代替 。 二、间接冷却流程 从电解来的湿氯气进入Ti冷却器,与冷 却水进行热交换后,氯气被冷却到15-20 ℃, 在水温较高的情况下,为了获得较低温度的 氯气,可以采用两段冷却。第一段用生产上 水将氯气冷却到40 ℃左右,第二段用5-10 ℃ 冷冻水将氯气冷却到15 ℃左右。为了降低干 燥过程中硫酸的消耗,有的工厂将氯气冷却 到12 ℃,采用间接冷却流程操作简单、容易控 制,操作费用低、氯水量小、氯损失少,并 能节约脱氯用蒸气。冷却后氯气的含水量可 低于0.5%,但Ti冷却器的投资费用较大。 三、氯水循环冷却流程 这种流程是氯气用水直接冷却,冷却后的 氯水进入氯水槽经间接冷却后,在系统内循 环使用。定期排出的氯水去脱氯塔脱去游离 氯。此流程具有前两种流程的优点: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,投资比前者高而比后者 低,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,并需要增 加氯水泵、氯水循环槽使流程复杂化。 四、闭路循环氯水直接冷却流程

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