氯气冷却工艺幻灯片.ppt

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219-4.3(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Cl28H2O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