氯气新型洗涤冷却工艺介绍

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【摘 要】通过对传统氯气冷却工艺的分析，提出新型冷却工艺技术，分析新型技术的可靠性、经济性。

【关键词】传统；新型；空管冷却；经济

氯碱生产时，从电解槽出来的氯气为90℃饱和水蒸气状态，为了把氯气干燥下来，就要先对氯气进行冷却，可以减少饱和水含量，从而减少浓硫酸的消耗，氯碱行业通常采用氯气洗涤塔直接洗涤冷却或采用一、二级钛管冷却器间接冷却，把氯气冷却至45℃，由于湿氯气是强腐蚀性工艺介质，设备须采用钛材或乙烯基的 FRP 材料，设备投资大。

氯气冷却过程仅是物理变化过程，无任何化学反应，但由于氯碱设计行业和氯碱厂遵循过去的传统，缺乏创新，使其工艺流程繁琐，设备傻大笨粗，很不经济，出于这个方面的考虑，结合多年的工程设计经验，经反复核算、比对，提出具有创新性的新技术——把氯气洗涤塔进行洗涤直接冷却或采用一、二级钛管冷却器间接冷却方式改为将氯气洗涤塔置于管廊上，通过加水雾喷头，使氯气在输送的管道内直接冷却的方式，这样既节省了投资，又节约占地，在实际应用中已收到了良好效果。

1 传统的氯碱冷却工艺流程及技术分析

现以20万吨/年离子膜烧碱装置为例，介绍传统的氯气洗涤冷却的工艺流程及设备参数。

1.1氯气洗涤冷却工艺的热量计算

离子膜电解工序产生的氯气是经电解槽电解产生温度87℃，压力约2000mmH2O饱和状态，经外管送至氯气冷却工序，通过填料塔喷淋冷却温度降至45℃。

湿氯气参数

温度：85℃ 压力2000mmH2O

出口氯气45℃时水蒸汽饱和分压PH2O=75mmHg

氯气分压：PCl2=760-75=685mmHg

据分压定律：则：

NH2O=PH2O/PCL2×NCl2=75/685×160.45=17.57kmol/h

则：氯气经喷淋冷却出口：（45℃，1800mmH2O）

冷凝水量：m1=3748.8-632.52=3116.28kg 60℃时水的汽化热i=560kcal/kg

氯气比热 CP2=0.12kcal/kg℃

则换热量Q=Q+Q2=m1·i +m2CP2Δt2

=3116.28×560+22783.6×0.12（85-45）

=1854478.08 kcal/h

1.2 工艺设备参数

根据以上的热量和工艺介质状况，20万吨/年离子膜烧碱传统的氯气洗涤冷却设备参数如下：

工艺设备参数一览表

1.3传统氯气洗涤冷却工艺分析

由于湿氯气具有高温、高腐蚀性，对材质的要求较高，传统工艺采用氯气洗涤塔材质主要采用钛材和乙烯基FRP，填料采用CPVC或PVDF；设备投资大，占地大，随着烧碱装置不断扩大，塔的直径越来越大，制造成本和难度系数越来越大。经过分析研究，提出了新型的氯气洗涤冷却工艺，介绍如下。

2 改进后的工艺流程及技术分析

2.1新型氯气洗涤冷却工艺介绍

新型氯气冷却工艺巧妙的利用氯气输送管道，依托原有管廊支撑，在氯气输送的管道内置喷头喷淋与氯气逆流冷却的工艺。

此技术冷却效果的关键在于喷头的选型、安装位置和喷头之间相对位置的选取，喷淋到管道内的液体应能及时的导走，防止堵塞管道。

2.2新型冷却工艺与传统工艺比较

新型氯气冷却工艺解决氯气洗涤塔占地大、投资大的问题，而且冷却效果良好。

根据计算可知，采用新型冷却工艺比传统法可节省投资近68万元。

3 结论

经过比较，新型氯气洗涤冷却工艺与传统的冷却工艺具有如下先进性： ①氯气洗涤塔投资少，工程造价低；②采用喷头和空管冷却，氯气冷却的接触面积更大，冷却效率高；③设备制造简单；④不受洗涤塔制造的限制，可提高氯碱生产单线的生产能力。

此新型氯气冷却工艺已在许多项目得到较好的运用，有望在氯碱行业得到进一步的推广。