1、6 万 t/ 离子膜烧碱装置氯氢处理系统运行总结内蒙古海吉氯碱化工股份有限公司烧碱装置引进日本旭硝子成套技术，生产能力为 6 万 t/离子膜烧碱。氯氢处理系统的关键设备氯压机、氯气鼓风机为进口设备，在生产实践中通过加强对设备的管理和改进，目前设备运行状况良好，满足了生产和工艺的要求。1 亚氯氢处理系统生产基本原理及工艺流程1.1 基本原理1.1.1 氯气干燥. 从电解槽出来的湿氯气温度较高，并伴有大量水蒸气及盐雾等杂质，对钢铁及大多数金属有强烈的腐蚀作用，但干燥氯气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过程中所必须的。生产中要求氯气中的含水质量分数小于 0.05%，因为浓硫
2、酸不与氯气反应，氯气在硫酸中的溶解度小以及浓硫酸有强烈的吸水性，在生产中均采用浓硫酸来干燥氯气。实际操作过程中，硫酸自填料塔顶部加入，氯气从底部进入，浓硫酸与氯气在填料缝隙间逆流接触，实现氯气的干燥。1.1.2 氯气压缩生产中使用的氯气需要有一定的压力以克服输送系统的阻力，并满足用户对氯气压力的要求，因此，氯气经过干燥塔后还需用氯气压缩机进行压缩才能送至用户。1.1.3 氢气处理从电解槽出来的氢气，其温度接近于电解槽温度，含有大量水蒸气，同时还带有碱性雾沫，因此，必须对其进行洗涤、冷却和压6 万 t/ 离子膜烧碱装置氯氢处理系统运行总结缩，达到降低水分和除碱雾的目的。1.2 工艺流程电解系统送
3、来的氯气与脱氯塔来的氯气通过洗涤、冷却、过滤、干燥、压缩后送往合成盐酸或液氯系统。电解系统送来的氢气通过喷淋降温、压缩，用 10冷冻水冷却并除去氢气中夹带的水后，送往合成盐酸系统。1.2.1 氯气处理流程由电解系统和脱氯塔来的湿氯气合并进入氯气洗涤塔下部，用纯水进行洗涤后，温度降至 45左右后从上部出来，通过氯气鼓风机依次进入一段氯气冷却器(循环水冷却)、二段氯气冷却器(10冷冻水冷却)之后进入 1#湿氯气过滤器，过滤后依次进入 1#氯气干燥塔、2#氯气干燥塔、3#氯气干燥塔用浓硫酸进行干燥，然后进入 2#氯气过滤器过滤后再经过氯气压缩机压缩后，送出界区去合成盐酸系统或液氯系统。氯气洗涤塔的氯
4、水、氯气，鼓风机出口的氯水，氯气冷却器(1、2 段) 的氯水，1#湿氯气过滤器的氯水全部进入氯水储槽，再经过氯水泵去电解装置脱氯塔脱氯。1.2.2 氢气处理流程从电解槽出来的氢气进入氢气喷淋冷却塔，用生产上水洗涤冷却，将温度降至 30，然后通过氢气压缩机压缩后进入水分离器，分离出部分水分后，再经过水雾捕沫器，氢气中的大部分固体杂质、碱雾及水蒸气被捕集分离出来，然后通过氢气分配台(设有安全放空装置)，再经过氢气后冷却器用 10冷冻水冷却并除去冷凝水后去合6 万 t/ 离子膜烧碱装置氯氢处理系统运行总结成盐酸系统。2.运行中发现的问题及处理措施原设计氯氢处理系统主要设备见表 1。表 1 氯氢处理系
5、统主要设备表设备名称 技术规格 数量 备注氯气鼓风机 Q=8050kg/h 1+1 日本进口氯气压缩机. Q=7.5t/h 1+1 日本进口氯气干燥塔 1500mm 1+1+1 国产Q 额定 =2040m3/min氢气压缩机P 出口 =0.1884MPa2+1 国产水雾捕沫器1600mm3334mmV=4.9m 3(I 类压力容器)1 国产氢气冷却塔 2000mm 7125mm V=21.2m3 1 国产2.1 加大氯压机配管管径，使其满负荷运行氯压机原配用管径小，氯压机不能满负荷运行。根据氯压机实际生产能力和氯压机生产厂家日本荏原公司 2004 年对氯压机安装调试时现场提出的方案，拆除氯气压
6、缩机现有进出口管道，重新配管，增大管径，以保证氯气压缩机正常功效(现运行功效仅为设计 80%)。在 2007 年 8 月系统停车时，对 1 台氯气压缩机根据以上方案进行了改造，经实践效果良好。2.2 增加氢气压缩机 U 型压力计6 万 t/ 离子膜烧碱装置氯氢处理系统运行总结氢气压缩机入口原设计中没有压力计，在操作中不能根据压力的波动很快地进行有效的控制，尤其是开车时往往不能很好地进行调节。据此，在氢气压缩机入口管路上安装了 U 型压力计，方便了操作，降低了因氢气调节滞后使压力不稳对离子膜的损害。2.3 1#干燥塔法兰漏气1#干燥塔上部塔身法兰连接处密封失效，造成漏气现象，因氯气系统微负压操作
7、，易将空气吸入，导致氯气纯度达不到工艺指标要求，给合成盐酸系统、氯气液化系统生产带来影响。因更换塔身密封垫片需系统停车处理，采用临时措施，将漏点堵住，维持了正常的生产，待有条件时再进行彻底处理。2.4 氢气喷淋冷却塔水封氢气处理系统喷淋冷却塔水封管在试生产中发现不能将要求压力的氢气有效密封，水封常被冲破，造成氢气外泄，压力波动，且有可能窜入空气而造成爆炸，对工艺控制及安全生产带来影响。据此，加高水封排水管，保证水封高度，解决了水封常被冲破的问题。. 2.5 氯氢总管压力远程传送电解氢气总管压力的稳定，主要靠调节氢气压。缩机进出口阀门开度和机后回流管阀门的开度来实现。电解氯气总管压力的稳定，主要
8、靠鼓风机和压缩机来控制，压缩机、鼓风机的进出口阀门和回流阀虽然已实现自动调节(或通过 DCS 来调节) ，但在开车初期及倒机、停车时，仍需手动操作。因氯氢系统工艺管线流程较长，操作6 万 t/ 离子膜烧碱装置氯氢处理系统运行总结人员因看不到氯、氢气总管压力，需要与 DCS 或电解询问，导致调节滞后，对电槽离子膜造成损伤。为此，将氯气总管压力分别在氯压机厂房和鼓风机厂房显示；氢气总管压力在氢压站氢压机附近显示，便于操作人员根据有效显示及时调节。2.6 氢气后冷却器氢气管道改造原设计中氢气后冷却器氢气管道为上进下出，导致氢气带水过多，在冬季容易将合成盐酸系统的氢气缓冲罐和相关管道内结冰而造成生产不
9、正常。为此，将氢气后冷却器氢气管道改为下进上出，并增加气水分离器，大大减少了氢气中的带水量。2.7 氯氢处理系统防冻措施由于氯气在低于 9.6时与水会形成 C128H2O 结晶，造成管道、设备局部堵塞，影响正常生产。该公司地处中国北方高原地带，冬季气温较低，湿氯气系统防冻显得特别重要。首先要求氯气干燥厂房的所有门窗关好，暖气不能间断，开启管道、设备蒸汽和电伴热；同时将湿氯气过滤器进口氯气温度控制在 12以上，要求氯氢气总管上的“U”压力接引管每班打开排一次水，以防止积水结冰，交班时必须畅通；要求加强氯水系统的巡回检查，发现不畅通或结晶现象要及时处理。浓硫酸泵和稀硫酸泵每班交接时必须启动打回流防
10、止结晶。2.8 防止氯气含水超标3 个干燥塔的硫酸冷却后的温度控制在 10-18；二段氯气冷却器出口氯气温度控制在 152。要求每天对 1#干燥塔的硫酸测相对6 万 t/ 离子膜烧碱装置氯氢处理系统运行总结密度，当 1#干燥塔的硫酸质量分数低于 80%时，要将稀硫酸全部换出，同时将氯气洗涤塔循环氯水温度控制在 20以下。2.9 改造氯气鼓风机氯气鼓风机机壳为玻璃钢材质，叶轮为钛材。在运行一年半时玻璃钢机壳出现裂缝导致氯气泄漏，后采用临时措施，在裂缝处均匀涂刷环氧树脂，将裂缝处补好，平均能维持 3 个月生产。2007 年底，对 1 台氯气鼓风机的玻璃钢材质的机壳更换为钛制机壳，解决了因玻璃钢机壳出现裂缝导致氯气泄漏问题。通过以上措施使得氯氢处理系统运行较稳定，整个装置正常生产。
