事故氯处理提资

镁电解事故氯气处理设计资料镁电解事故氯气处理设计资料 一 一 工艺工艺 1 1 设计范围 设计范围 资料中包括镁电解事故氯气处理工艺装置 设备 管线 厂房 和界区内用的公用工程 其中还包括自控仪表 电源和配电 分析 和化验等的工程设计要求 2 2 公用工程规格和公用工程的消耗量 公用工程规格和公用工程的消耗量 2 1 公用工程规格 1 仪表空气 压力 0 45MpaG 需考虑气动阀 温度 常温 露点 35 油尘含量 无 输入界区方式 管线 2 电 380 22OVAC 5OHZ 三相四线 10KV AC 50HZ 三相四线 3 消防水 压力 1 0MPaG 温度 32 进入界区的方式 管线 4 生产用水 压力 0 4MPaG 温度 32 进入界区的方式 管线 5 循环水 水质 软化水 温度 进水 排水 30 48 5 进水压力 0 3MPa G 排水压力 0 15MPa G 2 2 公用工程的消耗量 公用工程的消耗量 序号项目小时正常用量小时最大用量 10 4 0 7MPag 仪表空气0 3m3 h0 5m3 h 2生产用水50t50t 3循环水200t h200t h 4碱液 32 质量 20t h20t h 5电 KW h 69 569 5 2 3 三废 镁电解事故氯气经两级填料塔碱液吸收洗涤后 其吸收效率不 低于99 8 可实现Cl2 65mg m3 HCl 1 9mg m3的排气标准 处 理后的废气通过管道直接排放 事故氯气的吸收洗涤废液排放量 49t h 其中含 13 NaClO 最 高 22 NaCl 0 3 NaOH 废液 废碱液通过地埋污水排放管送至 污水处理站处理 2 4 界区管道交接 界区管道交接点条件表 流量序 号 名称状态压力 MPa 温度 流向 正常最大 输送方法备注 事故氯气来源及吸收剂 1电解槽氯气总 管处事故氯气 气相 110Pa 200 入界区 6t h6t h 350管线氯气浓度 90 质量浓度 气相0 1 0 15Mpa 50 入界区 200 300m3300m3 200管线含氯小于 50 尾 气 2氯压机室氯气 出口总管氯气 气相 0 3Mpa 50 入界区 6t h6t h 200管线氯气浓度 90 00 质量浓度 液相1 13 52 入界区 150 管线用于吸收塔3吸收剂 氢氧 化钠溶液 液相7 6 13 52 入界区 20t h 间断 20t h 间断 150 管线用于尾气塔 公用工程 4仪表空气气相0 6 Mpag常温入界区管线 5消防水液相1 0 MPag常温入界区与其它工艺结合总体考虑 6生产用水液相0 4MPag常温入界区50t h 间断 50t h 间断 管线配碱 7循环水液相0 4MPag常温入界区200t h200t h管线碱液冷却 8电380V 50HZ入界区设备用电见用电设备表 排放废气含 9HCl气相0 1 MPag30 出界区 1 9mg m31 9mg m3管线 10Cl2气相0 1 MPag30 出界区 65mg m365mg m3管线 排放废水含 11废碱液液相0 1 MPag48 5 出界区49t h 间断 49t h 间断 地埋管线 2 5 装置安全 本装置应照乙级防爆 二级防火进行设计 在配置碱液的区域内要安装泄露应急处理设施 保证人员安全 本装置内进行的化学反应 因为进口尾气温度较高 200 物料反应时放出大量热量 为保证吸收塔 尾气塔的使用性能和提 高设备安全性 循环液采用板式换热器冷却 由于事故氯气来源较多 当氯压机室氯气出口处的氯气进入本 装置进行处理时 大部分设备和管线的操作温度不高于 50 但来 自电解槽氯气总管处的事故氯气入口处最高可达 200 左右 考虑 到人员安全 高温管线均应保温 以保证人身安全和防止意外烫伤 2 6 消防 2 6 1 消防设计原则 消防是工厂的重要组成部分 是保证安全生产的前提 本软件包 设计贯彻 预防为主 防消结合 的方针 施工设计应设置有健全 的管理组织和严格的规章制度组成的全方位消防体系 2 6 2 本装置对消防特殊要求 本装置对消防特殊要求如下 因为装置处理的物料主要含高浓 度Cl2 少量HCl等刺激性气体 在潮湿空气存在下具有腐蚀性 可 导致人体接触部位灼伤及不同程度的中毒 同时与碱液反应时放热 灭火时要求消防人员必须穿全身耐酸碱消防服 佩戴过滤式防毒面 具 并在专业人员的指导下进行 吸收氯气的循环废液必须通过地下铺设的排污管线送到污水处 理站处理 不能直接排入地下雨水或其它水管线 其它有关电器设备 仪表 建筑物的具体的消防的设计和消防 对电气和建筑厂房的要求 均要求按照 石油化工企业设计防火规 范 GB50160 92 1999年局部修订 建筑设计防火规范 GBJ16 87 2001年修订 建筑防雷设计规范GBJ57 83 工业 与民用电力装置的接地设计规范 GBJ65 83 化工企业静电接地 设计规程 HGJ28 90 消防安全标志设置要求 GB15630 1995 工业企业总平面设计规范 GB50187 1993 建筑灭火器配置设计规范 GB50140 2005 等有关文件的规定进行工程设计 2 7 装置的职业卫生设计 工程设计时必须按有关规范严格进行通风和其它劳动保护用品 的配置和使用 3 3 工艺原理和工艺路线的叙述 工艺原理和工艺路线的叙述 3 1 工艺原理 镁电解事故氯气主要含有高浓度 Cl2 少量 HCl 等强酸性气体 由于 HCl 易溶于水 Cl2 易溶于碱液 为了充分吸收 Cl2 本装置采 用氢氧化钠液吸收氯气 最终达到安全排气要求 由于事故氯气的产生具有突发性 为保证能够及时将事故产生 的氯气送入处理装置进行处理 事故氯处理装置 24 小时连续运行 配置 2 台钛风机 1 开 1 备 4 台碱液循环泵 2 开 2 备 采用变 频器控制 在不处理事故氯气的情况下风机和泵通过变频器调节到 最低负荷运转 当接到氯气进入系统管道的信号后自动调整到满负 荷运行 风机将氯气引入该装置 在吸收塔 尾气塔内 循环碱液 便与氯气逆流接触 由于气体和吸收液之间接触面急速扩大 气液 之间达到充分传质 传热反应 Cl2被吸收液充分吸收 完成两级碱 液吸收后 经风机向上的牵引 气液逐渐分离 液体落入塔体下部 气体抽出达标排放 3 2 工艺流程叙述 3 2 1 电解槽氯气总管上配置压力检测表 同时设置一条事故氯气 管道 从袋滤器入口总管上接出 接入点的负压值不得小于 110Pa 管道上设置水封装置 当电解槽氯气总管的压力由负压变 为正压时 管道中的氯气通过水封装置与事故氯处理装置相连通 同时压力检测表对氯气处理系统送出信号 氯气处理系统满负荷运 行 氯气即被钛风机引入事故氯处理装置进行吸收 这种控制氯气逸出的方式 适用于系统动力电网失电或氯压机 室动力电停电跳车的状况 3 2 2 氯压机出口氯气管线上设置一条事故氯气管道 与事故氯气 处理装置吸收塔相连接 镁电解系统开车期间产生的不合格氯气 或停车过程中残存在电解槽和氯气管道中的氯气 由氯气压缩机通 过事故氯气管道输送至事故氯气处理装置进行吸收处理 管道从氯 压机室氯气出口总管上接出 在管道接点处设置气动阀门 当需要 将不合格的氯气送往氯气系统时 打开阀门送出不合格氯气 在打 开阀门的同时 对氯气处理系统给出信号使氯气处理系统满负荷运 行起来 氯气被钛风机引入事故氯处理装置进行吸收 3 2 3 使用氯压机氯气出口总管线至事故氯气处理装置的管道 当 氯化车间出现故障 氯气无法送入氯化炉时 氯压机室氯气出口总 管上的压力会上升到 0 3MPa 以上 这时通过管道上的压力检测装置 对气动阀门给出开启信号 打开阀门送出氯气 在打开阀门的同时 对氯气处理系统给出信号使氯气处理系统满负荷运行起来 氯气被 钛风机引入事故氯处理装置进行吸收 整个事故氯处理系统配置 EPS 保安电源 确保在整个项目动力 电跳车后 保安电源可以带动动力设备正常运行 及时吸收处理事 故氯气 保证系统的安全 保安电源与动力电形成连锁控制 在正 常生产运行时 风机及循环泵的运行依靠动力电源运行 当出现事 故 即动力电失电 时 确保及时切换到 EPS 保安电源 本工艺设计为两级填料塔碱液吸收 具体描述如下 事故氯气通过管道在钛风机的牵引下进入吸收塔 T1 与循环 碱液逆流接触 进行吸收反应 从吸收塔 T1 顶部出来的未反应完 全的含氯尾气再进入尾气塔 T2 下部 与预先配制好的约 13 52 碱 液反应 进一步除去其中的氯 达到环保排放标准的尾气经钛风机 C1a b 送入 25m 烟囱中 从吸收塔 T1 底部出来的吸收液流入循环槽 V1a b 由吸收 塔循环泵 P1a b 送出 经循环冷却器 E1 冷却后返回吸收塔 T1 与氯气继续反应 直至循环液中有效氯 10 然后进行循环槽的切 换 即当循环槽 V1a 的吸收液中 NaOH 含量 1 即停止循环 立即改 用循环槽 V1b 的吸收液继续循环吸收氯气 接着将循环槽 V1a 的 吸收液送至污水处理系统 再向循环槽 V1a 中补充新的吸收液 准 备下一次切换使用 从尾气塔 T2 底部出来的吸收液流入循环槽 V2a b 由尾气 塔循环泵 P2a b 送出经尾气塔冷却器 E2 冷却后返回尾气塔 T2 与含氯尾气继续反应 当循环液中 NaOH 含量小于 7 63 后 需进行 循环槽的切换 即当循环槽 V2a 的吸收液中 NaOH 含量小于 7 63 后即停止循环 改用循环槽 V2b 的吸收液继续循环吸收含氯尾气 接着将循环槽 V2a 的吸收液送至循环槽 V1a b 再向循环槽 V1a 中 加入 32 NaOH 配制成 13 52 的碱液 准备下一次切换使用 4 4 分析监测点统计分析监测点统计 分析检测一览表 序号介质名称采样地点分析项目和指标 分析标准分析 频次 备 注 1循环碱液吸收塔碱液循环槽 V1ABNaOH 含量 1 13 52 1 2循环碱液尾气塔碱液循环槽 V2AB NaOH 含量 7 63 13 52 3处理后废气出风管HCl Cl2含量 排气标准 Cl2 65mg m3 HCl 1 9mg m3 5 5 工艺管道规格 阀门说明 工艺管道规格 阀门说明 5 1 工艺管道规格及说明 本装置工艺接触的物料为氯气 主要包含高浓度 Cl2 少量 HCl 等酸性气体 和 1 13 52 氢氧化钠溶液 循环碱液 包含 NaCl NaClO 及少量 NaOH 其中氯气进气管道 排气管道采用钢管 循环碱液管道采用 CPVC 材质 另外 事故氯气的输送温度较高 最高达 200 循环碱液温 度 50 为了补偿管线在受热后的膨胀和减少温度引起的应力变 化 设计中要考虑在长管线的膨胀问题 保温 防腐 外部的涂料 的施工设计按照有关规定进行设计 5 25 2 工艺阀门说明 工艺阀门说明 本装置中共设 12 台气动蝶阀 分别安装在 氯压机室出口至事 故氯气处理装置的管道 循环槽 V1 的 32 碱液入口和 7 63 废碱液 入口 循环槽 V2 的 32 碱液入口和新水入口 循环槽碱液进口 循 环泵废液管道排出口 风机压力调节管道处 其它阀门选择钢衬 F4 蝶阀和隔膜阀 6 6 工艺流程图 设备布置图 工艺流程图 设备布置图 工艺流程图 设备布置图见附表 二 二 控制 仪表控制 仪表 根据工艺生产过程的自控规模 特点以及控制要求 采用 PLC 控制系统对该装置的生产全过程进行集中监视控制和管理 PLC 系 统对工艺参数进行集中控制 监视和操作 完成反馈控制 联锁 报警 制表打印等功能 生产过程中的正常操作 控制以及开停车 有关参数 均集中于氯压机控制室进行监控和操作 动力消耗 1 仪表供气 本装置的仪表控制阀 全部采用气动执行机构 要求供气压力 0 4 0 6Mpa 气量需约 0 3Nm3 h 要求无油 油分含量 8ppm 无水 操作压力下露点比环境最低温度低 10 除去 3 m 以上的 微粒 2 仪表选型 本设计的仪表选型应满足工艺要求 按照经济实用 安全可靠 和操作使用方便的原则进行 2 1 温度仪表 需远传至 PLC 的温度选用热电阻 2 2 压力仪表 需远传至 PLC 的压力选用压力变送器 就地压力选用隔膜压力表 2 3 液位仪表 需远传至 PLC 的液位选用雷达液位仪 就地液位选用磁翻板液位计 2 4 自控阀 一般自动阀采用气动执行装置 调节阀选用气动调节阀加电 气阀门定位器 3 装置控制回路和检测回路一览表 3 1 温度控制和检测回路 序号序号位号位号控制和检测回路名称控制和检测回路名称信号制式信号制式 I I O O 正常温度正常温度量程及单位量程及单位备注备注 1TE0501 吸收塔 T1 循环液温度 Pt100 0 100 PLC 2TE0502 吸收塔 T1 循环液温度 Pt100 0 100 PLC 3TE0503 尾气塔 T2 循环液温度 Pt100 0 100 PLC 4TE0504 尾气塔 T2 循环液温度 Pt100 0 100 PLC 5TE0505 吸收塔 T1 循环液温度 Pt100 0 100 PLC 3 2 压力及差压控制和检测回路 序 号 工位号 控制和检测 回路名称 信号 制式 I O 正常 压力 量程及单位备注 1PG0511 T1 进口氯气压力就地 PG0512 T1 出口氯气压力 PLC 3PG0513 进吸收塔 T1 循环液压力就地 4PG0514 进尾气塔 T2 循环液压力就地 5 PG 0501a吸收循环泵 P1A 出口压力就地 6 PG 0501b吸收循环泵 P1B 出口压力就地 7 PG 0502a尾气塔循环泵 P2A 出口压就地 力 8 PG 0502b 尾气塔循环泵 P2B 出口压 力 就地 9 PG 0503a尾气风机 C1A 进口压力就地 10 PG 0503b尾气风机 C2B 进口压力就地 11 PT 0501T1 进口氯气压力4 20mA DC PLC 12 PT 0502出 T2 尾气塔顶部废气4 20mA DC PLC 13 PV 0501 T1 进口氯气压力调节 指示4 20mA DC PLC 3 3 液位控制和检测回路 序号序号位号位号控制和检测回路名称控制和检测回路名称信号制式信号制式 I OI O 正常液位正常液位量程及单位量程及单位备注备注 1 LT 0501aV1A 循环槽液位4 20mA DC 2 LT 0501bV1B 循环槽液位4 20mA DC 3 LT 0502aV2A 循环槽液位4 20mA DC 4 LT 0502bV2B 循环槽液位4 20mA DC 5 LG 0501aV1A 循环槽液位 6 LG 0501bV1B 循环槽液位 7 LG 0502aV2A 循环槽液位 8 LG 0502bV2B 循环槽液位 3 4 流量控制和检测回路 序号序号位号位号控制和检测回路名称控制和检测回路名称信号制式信号制式 I OI O 正常液位正常液位量程及单位量程及单位备注备注 1 FT 0502V2AB 进口 32 碱液4 20mA DC PLC 2 FT 0503V2AB 进口生产上水4 20mA DC PLC 3 FT 0504 V1AB 进口碱液 7 63 4 20mA DC PLC 4 FT 0505V1AB 进口 32 碱液4 20mA DC PLC 5 FV 0502 V2AB 进口 32 碱液流量指示调节 4 20mA DC PLC 6 FV 0503 V2AB 进口生产上水 流量指示调节 4 20mA DCPLC FV 0504 V1AB 进口碱液 7 63 流量指示调节 4 20mA DCPLC FV 0505 V1AB 进口 32 碱液流量指示调节 4 20mA DC PLC 3 5 变频控制和检测回路 序号位号控制和检测回路名称信号制式 I O 正常频率量程及单位备注 1 P1 a 转速 0 50HZ 2 P1 b 转速 0 50HZ 3 P2 a 转速 0 50HZ 4 P2 b 转速 0 50HZ 6 C1 a 转速 0 50HZ 7 C1 b 转速 0 50HZ 三 设备三 设备 1 1设计标准规范设计标准规范 本装置设备设计主要遵循下列设备设计标准进行 标准名称或内容编号或指标 公差与配合 GB1801 1804 79 形状和位置公差 GB1184 84 96 包装 储运图示标志 GB191 90 防锈包装 GB4879 85 机电产品包装通用技术条件 GB T13384 92 纤维缠绕增强性树脂压力管 JC552 94 FRP PPH 玻璃钢聚丙稀复合标准 复合标准 HG T21579 1995 玻璃钢化工设备设计规定 HG T20696 1999 玻璃钢化工设备缠绕增强热固性树脂耐化学 性贮罐标准 ASTMD3299 2000 玻璃钢用不饱和聚酯树脂 GB8237 87 玻璃纤维无捻粗纱布 GB T18370 2001 玻璃纤维无捻纱布 GB T18369 2001 玻璃纤维短切原丝毡 GB17470 98 纤维缠绕增强塑料贮罐 JC T1587 1995 接管连接法兰标准标准 GB T9119 7 2000 质量标准 ISO9001 钢结构工程施工及验收规范 GB50205 2001 涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级 GB T8923 1988 管道 储罐渗漏检测方法 SY T4080 1995 大气污染综合排放标准 GB16297 1996 Cl2排放浓度 65mg m3 HCl 排放浓度 1 9mg m3 未列国家标准 按行业标准及相关的标准规定参照执行 2 2 设备总概况设备总概况 本装置设计为两级填料塔碱液吸收事故氯气 由于事故氯气具 有突发性特点 为保证能够及时将事故氯气进行处理 本装置采取 24 小时连续运行方式 具体设备配置情况为 2 台钛风机 1 开 1 备 4 台碱液循环 泵 2 开 2 备 采用变频器控制 在不处理事故氯气的情况下风机 和泵通过变频器调节到最低负荷运转 当接到氯气进入系统管道的 信号后自动调整到满负荷运行 同时设吸收塔 尾气塔各 1 台 循 环碱液槽共 4 台 2 开 2 备 分别为吸收塔 尾气塔提供吸收液 换热器 2 台 用于冷却循环碱液 同时配备一套仪表系统用于 PLC 控制 为确保整个项目动力电跳车后 动力设备仍然能够正常运行 及时吸收处理事故氯气 设置一套 EPS 保安电源 3 3 设备选材说明设备选材说明 事故氯气含量复杂 主要有 HCl Cl2酸性气体 根据设备接触 的介质特性 投资成本 各种设备及配套设施选材如下 1 吸收塔塔体内衬 PPH 外以玻璃钢强化 用机械法缠绕 栅 板为硬 CPVC 塔内设置填料 2 尾气塔筒体内衬 PPH 外以玻璃钢强化 用机械法缠绕 塔 内设置填料 另外 尾气塔塔顶设置捕沫器 减少进入风机中的酸 雾 3 氯气管道管径 377 12 219 10 处理后废气管径 200 材质均采用钢管 碱液管道管径 150 采用 CPVC 4 换热器 由于氯气吸收是放热反应 对吸收循环液需配备对 应的换热装置 故采用板式换热器 换热面积分别为 8m2和 25m2 材质为钛 5 碱液循环槽材质选择 PPH FRP 6 尾气风机 袋式除尘器入口负压不小于 110Pa 尾气塔和吸收塔的阻力约 为 3000Pa 系统管道阻力约为 920Pa 全系统阻力约 4030Pa 选择 钛风机 9 26 4 5A Q 3130 3685m3 h N 7 5KW H 4910 4776Pa 2900 转 分钟 7 水封装置选择 PPH FRP 材质 尺寸为 1000 800 8 吸收塔循环泵根据 13 52 的碱液每小时处理 6t 氯气来计算 碱液的耗量约为 49t 考虑到吸收塔的工作需要 配用 Q 150m3 h N 37KW H 35m 的耐腐蚀离心泵 尾气塔循环泵选择 Q 100m3 h N 15KW H 37m 的耐腐蚀离心泵 整个事故氯气处理系统区域的地面采用铺设缸砖的方式进行防 腐 9 保安电源 事故氯处理系统关键点是配置 EPS 保安电源 确保整个项目动 力电跳车后 保安电源可以带动动力设备正常运行 及时吸收处理 事故氯气 保证系统安全 设计中 保安电源与动力电形成连锁控制 在正常生产运行时 风机及循环泵的运行依靠动力电源运行 当出现事故 即动力电失 电 时 确保及时切换到 EPS 保安电源 要求保安电源安全可靠 EPS 保安电源所带工作负荷为 1 台吸收塔碱液循环泵 1 台尾 气塔碱液循环泵 1 台风机及氯气事故处理区域的照明系统 3 13 1 设备一览表设备一览表 尾气处理系统设备一览表 数量 台 单台设备材料重 kg 其 中 设备最 大荷重 序 号 设备 位号 设备名称 技 术 参 数 及 设 备 规 格 总数 备用 台数 总重 材 料重 量T 备 注 1吸收塔 2000 110001 台PPH FRP920060t 2尾气塔 1200 100001 台PPH FRP430020t配捕沫器 3钢平台13000 100001 套 钢质 FRP 格筛 钢结构表面做 防腐 共 3 层 钛风机9 26D 4 5A 4 电机 P 7 5kW 2 台1 开 1 备钛 5 吸收塔碱液循 环泵 Q 150m3 h H 35m P 30KW 2 台1 开 1 备 6 尾气塔碱液循 环泵 Q 100m3 h H 37m P 15KW 2 台1 开 1 备 7水封装置 1000 8001 台PPH FRP 8 循环碱液泵 变频器 VT230S