烧碱装置氯气处理计算.docVIP

1.2氯气处理工序的任务、原理及流程图 1.2.1 氯气处理工序的任务 氯气处理工序的任务是将电解工序来的湿氯气，洗涤、冷却、干燥、压缩、除NCl3后，送往盐酸工序、液氯工序和用户等. 1.2.2 氯气处理工序的原理 由电解工序来的湿氯气（温度约左右），通过管路输送进入塔氯气洗涤塔底部（温度约80左右）氯气贮槽中的氯水经循环泵送至氯气冷却器，冷却后进入氯气洗涤塔，洗涤塔为填料塔，氯气经塔上部喷淋逆流，与氯气直接接触，氯气冷却到约4050℃，并除去氯气所夹带的盐雾. 出塔氯气进入冷却器进一步冷却，氯气出口温度控制在1218℃，因为当氯气温度在9.6湿氯气中的水蒸气会与氯气生成Cl2.8H2O结晶，造成设备管路的阻塞并损失氯气. 在冷却过程中大部分的水被冷凝下来，这样节约用于干燥的硫酸用量，同时一部分冷凝水成雾滴存在于氯气中，所以除雾也是一项降低硫酸单耗，减少酸雾夹带的重要措施. 因此，冷却后氯气经水雾分离器进入干燥系统，水雾的补集在99%以上. 氯水洗涤塔冷凝下来的氯水用氯水循环泵打入到氯气冷却器经循环水冷却后进入洗涤塔上部，与氯气进行逆流接触，除去氯气中的杂质和盐分，并降低氯气温度，当氯水到一定液位时，溢流入氯水贮槽. 氯水由氯水循环泵送往废气处理或化学水管网进行处理. 冷却后1218℃的氯气进入干燥塔的下部，与硫酸循环泵打入的硫酸在填料段逆流接触除去氯中水分. 塔底出硫酸，浓度控制在75%以上，由于氯气中的水分被硫酸吸收而放热，这部分热量由循环酸冷却器带走. 干燥塔的氯气出口温度为20，塔顶入口酸温度为1，塔底出口酸温度为20.当干燥塔底部的酸液位超过设定值时，调节阀自动开启，将硫酸打至稀酸贮槽当循环酸降到低液位时，调节阀关闭或关小当循环酸浓度低于75%，即使干燥塔下部的液位未达到排酸要求，也应排酸. 稀酸贮槽的稀酸，装槽车或装罐后送出界区. 干燥后氯气的指标为含量98.5%，氯中含水0ppm. 1.2.3工艺流程图 1- 洗涤塔及氯水箱 ；2- 一级钛冷却器A并B；3- 二级钛冷却器A并B；4- 湿氯除雾器；5-6 干燥塔（填料塔、泡罩塔）； 7- 硫酸捕雾器；8- 硫酸高位槽；9- 氯气压缩机；10- 酸雾捕捉器 图1-1氯气处理工艺流程图 氯气处理采用了淡盐水、冷却水～氯气换热技术， 2 段冷却、 2 段干燥( 泡沫塔和填料塔串联) 技术， 工艺流程为： 湿氯气→ 洗涤器→氯气→盐水换热器→一段冷却器→ 二段冷却器→脱水塔 → 泡沫塔→ 填料塔→脱酸塔→ 氯气泵→ 氯气分配台→ 用户及液氯等工段. 电解槽出来的85℃湿氯气汇集到氯气总管，经过安全水封后进人氯气洗涤塔， 用从换热器和一、二段冷却器中冷凝下来的氯水洗涤氯气，洗涤后氯水排氯水箱， 氯气进人换热器， 与从盐水工序送来的精盐水进行热交换， 再依次进人一段钛冷却塔和二段钛冷却塔， 分别用工业水和冷冻水进行冷却， 氯气温度降至15℃后进湿氯除雾器脱去水雾， 进人泡沫干燥塔，用86% 硫酸进行第一次干燥，再进入填料干燥塔，用98%硫酸干燥， 出干燥塔氯气经脱酸塔除去酸雾后， 用透平压缩泵压送到分配台， 分配给氯气用户及液氯等工段.物料衡算和能量衡算 2.1计算依据 经查西部氯碱厂的电解原料生产氢氧化钠（NaOH）≥94.0%，除掉检修等等时间的浪费，按每年实际生产时间为8000小时，本设计计算是以西部氯碱厂目前烧碱装置的年产量为基准，生产10万吨/年98%离子膜NaOH，其生产纯NaOH的量为： 10×104×103×98.0%/（40×8000）=306.250 kmol/h. 电解过程发生的化学反应为：2NaCl+2H2O=2NaOH + Cl2 +H2 由电解方程式计算可知理论生产氯气量为：306.250/2=153.1250 kmol/h. 即氯气的理论年产量为：153.1250×8000×70.91/1000=86864.75吨/年. 但在实际生产中，考虑到氯气输送过程等条件中有损失，现以2%耗损计算，则进入洗涤塔前氯气的量为：153.1250×（1-2%）=150.0625 kmol/h. 经过对电解槽出来的电解气分析可知所含的组分：Cl2 ，H2O ，O2 ，H2 ，其他杂质（M）kmol/h）表示Cl2 ：≥98.5%， O2 ： ≤0.7%，H2 ：≤0.03%， 其他杂质（M）≤0.77%； 以100mol干基混合气为基准，计算混合气各组分的量: =98.5； =0.7； =0.03； n其它=0.77Cl2——a； H2O——b； O2——c； H2——d； 其它——m； 生产中以10-20mm H2O微负压下操作，但是对于常压10.33m H2