2 萬tpa 離子膜燒堿裝置淡鹽水真空脫氯改造工藝

1、2萬tPa離子膜燒堿裝置淡鹽水真空脫氯改造工藝1生產(chǎn)原理及工藝流程生產(chǎn)原理及工藝流程1.1生產(chǎn)原理生產(chǎn)原理在離子膜法燒堿的生產(chǎn)工藝中返回的淡鹽水中存在下列化學(xué)平衡:Cl2H2OHClOHClHClOHClO。脫氯會破壞上述平衡關(guān)系使反應(yīng)向生成氯氣的方向進行。由于氯氣在水(包括鹽水)中的溶解度非常小近似遵守Henry定律:P=KN。其中:P為氣相中的氯氣分壓K為實驗測定的常數(shù)N為溶液中的溶質(zhì)摩爾數(shù)。要把氯氣從溶液中析出除需增加一定的酸度外

2、還要不停地降低液體表面的氯氣分壓。在一定的真空條件下使較高溫度的淡鹽水處于沸騰狀態(tài)連續(xù)產(chǎn)生的大量氣泡使液相中的溶解氯不斷地向氣相轉(zhuǎn)移即為真空脫氯[1]。1.2生產(chǎn)工藝生產(chǎn)工藝真空脫氯工藝流程(見圖1)為:在進入真空脫氯塔前向淡鹽水中定量加入鹽酸將其pH值調(diào)至1.0～1.5然后進入已處于真空狀態(tài)的脫氯塔內(nèi)脫出的高溫濕氯氣經(jīng)鈦管冷卻器冷卻后由鈦水環(huán)式真空泵抽至氣液分離器分離出的氯氣并入電解氯氣總管。脫氯后的淡鹽水經(jīng)液封管進入淡鹽水受槽由淡鹽

3、水泵送出。在泵進口處加入液堿調(diào)節(jié)其pH值為10.0～10.5在泵的出口處加入Na2SO3使其游離氯含量為0。之后返回一次鹽水工序。2真空系統(tǒng)的選用真空系統(tǒng)的選用離子膜燒堿淡鹽水真空脫氯的效果取決于真空度的高低并根據(jù)真空來源的不同主要分為機械真空法和噴射真空法。機械真空法主要是采用水環(huán)式真空泵形成真空系統(tǒng)真空度較高、脫氯效果好、能耗低、工藝流程相對較短、設(shè)備較少噴射真空法以蒸汽噴射為動力形成真空系統(tǒng)真空度相對較低對蒸汽壓力要求較高受蒸汽壓

4、力影響較大且由于蒸汽冷凝而產(chǎn)生更多的氯水。通過比較并參考國內(nèi)多家離子膜燒堿真空脫氯系統(tǒng)的運行情況決定選用機械真空法。3改造內(nèi)容改造內(nèi)容由于企業(yè)已有空氣吹脫法脫氯裝置且正在運行所以本次改造盡可能充分利用現(xiàn)有設(shè)備減少停車次數(shù)主要改造內(nèi)容如下:在8.0m樓面上新建一個4.5m高的鋼結(jié)構(gòu)平臺布置真空脫氯塔材質(zhì)為TA2濕氯冷卻器利用原有的22m2鈦列管式冷卻器(經(jīng)計算換熱面積能滿足2萬tPa的燒堿能力)濕氯氣走管程冷卻水走殼程但其封頭為鋼襯膠不宜

5、在真空條件下使用(因此改造時把上、下封頭材質(zhì)換為TA2)脫氯后的淡鹽水進入淡鹽水受槽(淡鹽水受槽利用鋼襯鈦的原脫氯塔塔釜部分)真空系統(tǒng)由新增的兩臺水環(huán)式鈦真空泵(型號為SKF3、電機功率為7.5kW1開1備)產(chǎn)生并在該系統(tǒng)中增加兩臺汽水分離器(材質(zhì)為TA2)氯水循環(huán)冷卻器為雙程鈦列管式。在整個工藝配管中除脫氯塔至濕氯冷卻器之間的管道為鈦管外其他輸送淡鹽水及濕氯氣介質(zhì)的管道均采用CPVC管主要閥門采用CPVC閥(安裝簡單、耐腐蝕性強)脫氯

6、二級控制(即用Na2SO3除去淡鹽水中剩余的游離氯)仍采用原有的空氣吹脫工藝裝置在自控及儀表部分真空泵的進口管線增加1臺壓力變送器及若干現(xiàn)場指示壓力表加酸、加堿等仍采用原裝置。4技術(shù)創(chuàng)新點技術(shù)創(chuàng)新點在開發(fā)過程中將該工藝的關(guān)鍵設(shè)備———液環(huán)式鈦真空泵用于2萬tPa離子膜法燒堿這種小規(guī)模裝置中這在國內(nèi)尚屬首創(chuàng)。使用企業(yè)與生產(chǎn)廠家經(jīng)過反復(fù)研究、測試多次改進將軸徑加粗解決了TC4鈦合金強度和硬度低的問題在軸套兩側(cè)增加圓螺母并緊固軸套把葉輪輪轂與

7、軸的配合公差提高為過盈配合避免竄軸、滾鍵及縫隙腐蝕等現(xiàn)象的發(fā)生。經(jīng)過上述改進后才最終定型。5改造效果總述改造效果總述淡鹽水真空脫氯改造完成以后工人實際操作較輕松操作環(huán)境得到改善脫氯效果比較明顯。在保持真空泵進口真空度在65kPa的條件下加酸后當(dāng)pH值為1～1.5時__________脫氯后淡鹽水游離氯質(zhì)量濃度約為30mgPL與空氣吹脫法效果相近脫出氯氣的體積分數(shù)86%(其余主要為水蒸汽)可直接并入氯氣總管。整個改造工程投資不足40萬元以