CN104235605A - 液氯连续气化生产过热氯气的工艺及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明所述的一种液氯连续气化生产过热氯气的工艺及设备，由界区外送来的液氯，经过液位调节阀，并通过液位测量表的联锁控制，送入蒸发器中，并使液氯在蒸发器中保持一定的液位高度。液氯在蒸发器中气化为氯气，从蒸发器上端的氯气出口直接进入过热器，并经热水池被送入缓冲罐中；氯气在缓冲罐暂短停留，并进行气液分离。出缓冲罐的氯气经流量计计量，并由流量调节阀控制输出的氯气流量送往氯化车间；在蒸发器中，液氯气化所用的加热热水是由氯化车间送来的温度为25-65℃的热水，经热水池和循环泵送入蒸发器中；液氯中的三氯化氮不断在蒸发器内积累，定期分析三氯化氮含量，定期排放部分含有高浓度三氯化氮的液氯到排污处理池，用碱液中和液氯并破坏三氯化氮，这样就可以使液相中的三氯化氮的含量，保持在远离产生爆炸危险的浓度。

Description

液氯连续气化生产过热氯气的工艺及设备
技术领域
本发明涉及一种液氯连续气化生产过热氯气的工艺及设备，属于化学化工领域，具体地涉及一种采用循环水间接加热液氯以获得纯度高，安全性高的氯气生产系统。
背景技术
氯气是无机化工产品，是由食盐电解而得，广泛应用于农药、医药、造纸、有机化工、无机化工、精细化工等行业和领域，很多以氯气为化工原料或化学品的行业都对氯气的纯度要求很高，而通过液氯气化所获得氯气的纯度高。特别是那些本身不生产氯气而又需要氯气的工厂，多采用对液氯进行气化的方法来获取氯气。
现有技术中，液氯的气化是采用热水间接加热法：液氯气化器设有夹套或在气化器内设有盘管，通以热水来间接加热液氯，以获取氯气。该技术要求热水温度控制在85℃以下，存在的问题主要是：
现有的液氯气化法为了生产的稳定运行，通常设有专用的热水循环系统，热水在加热气化液氯后被冷却，降低了温度，然后被送至热水加热系统。先进入热水贮罐，再用泵抽送至热水加热器，用蒸汽加热至80℃左右，再送至液氯气化器。热水的循环升温要有一套仪表控制系统，这使液氯气化流程复杂化。如果操作不慎，还有安全隐患。同时现有的液氯气化系统没有过热器，生产的氯气是饱和氯气，遇到冬季气温较低的时候就会出现氯气液化现象，严重影响正常生产。
为了解决现有液氯气化技术存在的不足，梁显军等人发明了一种用饱和水蒸气间接加热的液氯气化系统，采用列管式蒸发器，并用低压水蒸汽间接加热液氯，由液氯气化部分、水蒸汽换热部分和氯气缓冲部分构成。气化器的液氯入口端连接液位调节阀，气化器的氯气出口通过管线与缓冲罐连接，在气化器的氯气出口和缓冲罐之间的管线上设有温度测量表和压力测量表，温度测量表与液位测量表串级，液位测量表分别与气化器的液位计口I、液位计口II和液位调节阀连接。设在气化器下端的水蒸汽入口端连接压力调节阀，设在气化器下端的冷凝水出口端依次连接冷凝水疏水器和酸度分析仪，压力调节阀与压力测量表连接。缓冲罐的氯气出口管线上依次设有流量调节阀和流量计，在缓冲罐与流量调节阀之间的管线上设有泄放阀，泄放阀与压力测量表连接。
不难看出由蒸汽加热的液氯气化流程同样十分复杂，这是由于液氯的饱和蒸汽压与温度密切相关，温度越高则蒸汽压越高，如液氯的温度达到100℃时，饱和蒸汽压达到3.75MPa，远远超过了一般氯化设备的设计压力。温度更高则压力更高。为了防止压力过高，只能控制液氯的进料速度，一旦控制不灵或控制阀失灵，则后果不堪设想。
发明内容
为了解决以上问题，本发明创造提供一种采用循环水间接加热液氯，以获得纯度高，安全性高的过热氯气的生产工艺及设备。
为了实现上述目的，本发明创造液氯连续气化生产过热氯气的工艺采用的技术方案是：
(1)液氯自液氯储槽或液氯钢瓶在压差作用下进入液氯蒸发器，蒸发器由循环水加热，在此，液氯吸收循环水的热量后气化变为氯气；
(2)气化后的氯气进入过热器，氯气在过热器内被进一步加热，由饱和氯气变为过热氯气；
(3)过热氯气由过热器通过管道进入热水池进一步加热后经缓冲罐后去氯化车间使用；
(4)蒸发器定期检测三氯化氮含量，如三氯化氮含量超标，则从蒸发器底部排出部分液氯至排污处理池，在此用碱液中和液氯并破坏三氯化氮；
(5)热水池中的热水来自氯化车间，一般的氯化反应均为放热反应，循环水先进入氯化车间吸收热量变为热水，然后进热水池用于液氯气化，温度降低后再进入氯化车间，如此循环，即省去了凉水塔的电耗，也省去了现有的热水蒸汽加热循环供应系统，即节省了蒸汽也简化了工艺流程；热水由循环泵自热水池分别打入蒸发器和过热器，然后经管道去氯化车间。
本发明创造的有益效果是：
(一)本发明创造的液氯气化器集液氯气化和氯气加热于一体，即有液氯气化功能又有使氯气升温过热的功能，简化了工艺流程；
(二)本发明创造采用循环热水加热，一般的氯化反应均为放热反应，循环水先进入氯化车间吸收热量变为热水，然后进热水池用于液氯气化，温度降低后再进入氯化车间，如此循环，即省去了凉水塔的电耗，也省去了现有的热水蒸汽加热循环供应系统，即节省了蒸汽也简化了工艺流程；
(三)本发明创造生产安全稳定性高，由于采用了热水加热，可以避免温度过高带来的危险性，同时在此温度下三氯化氮不会蒸发，因此得到的氯气不含三氯化氮。
附图说明
附图是本发明创造的结构示意图，其中1是蒸发器，2是过热器，3是热水池，4是缓冲罐，5是排污处理池，6是循环泵，7是调节阀，8是液位计，9是泄放阀。
如附图所示，一种液氯连续气化生产过热氯气的工艺的设备：由液氯蒸发器(1)、氯气过热器(2)、热水池(3)、缓冲罐(4)、排污处理池(5)和热水循环泵(6)、调节阀(7)、液位计(8)、泄放阀(9)等构成；其中液氯蒸发器(1)与过热器(2)直接连接，且通过管道分别与排污处理池(5)，循环泵(6)相连，过热器(2)通过管道分别与热水池(3)及循环泵(6)相连，热水池(3)通过管道分别与氯气过热器(2)、缓冲罐(4)及循环泵(6)相连，缓冲罐(4)通过管道与热水池(3)相连，循环泵(6)通过管道分别与液氯蒸发器(1)、过热器(2)及热水池(3)相连，调节阀(7)通过管道与液氯蒸发器(1)相连，液位计(8)直接安装在液氯蒸发器(1)上，泄放阀(9)通过管道与缓冲罐(4)及排污处理池(5)相连。
本发明创造的工作原理是：
(一)本发明创造的工艺流程
由界区外送来的液氯，经过液位调节阀(7)，并通过液位测量表(8)的联锁控制，送入蒸发器(1)中，并使液氯在蒸发器中保持一定的液位高度。液氯在蒸发器中用温度为25-65℃的热水间接加热，气化为氯气，从蒸发器上端的氯气出口直接进入过热器(2)，并经热水池被送入缓冲罐(4)中。氯气在缓冲罐暂短停留，并进行气液分离。出缓冲罐的氯气经流量计计量，并由流量调节阀控制输出的氯气流量送往氯化车间。
在蒸发器中，液氯气化所用的加热热水是由氯化车间送来的温度为25-65℃的热水，经热水池(3)和循环泵(6)送入蒸发器中，在蒸发器走管间的液氯，不断地被从蒸发器外送进来的新鲜液氯推动与热水换热而被气化。液氯中的三氯化氮不断在蒸发器内积累，定期分析三氯化氮含量，定期排放部分含有高浓度三氯化氮的液氯到排污处理池，用碱液中和液氯并破坏三氯化氮，这样就可以使液相中的三氯化氮的含量，保持在远离产生爆炸危险的浓度。
在缓冲罐(4)顶部设有氯气泄放阀。当液氯气化系统的氯气压力超过设定值上限，泄放阀自动打开，将系统内的氯气排放至排污处理池。当系统的氯气压力低于设定值的下限时，泄放阀(9)将自动关闭。
液位测量表(8)联锁调节控制液位调节阀(7)。当液氯蒸发器(1)的液氯液位超过控制指标时，液位测量表(8)便给出信号令液氯液位调节阀(7)关小，以减少蒸发器(1)的进液氯量，使蒸发器(1)内的液氯液位降低。反之，当液氯液位低于控制指标时，则液位测量表(8)会发出信号令调节阀(7)开大，增加液氯进量，使液氯液位提高，以此达到调节控制液氯液位在控制指标范围内。
(二)本发明创造的安全保护措施
本发明创造设置了泄放阀(9)，它有两个作用：1)保证液氯气化系统在操作压力设定值上下限范围内运行。当液氯气化系统的氯气压力超过设定值上限，泄放阀(9)自动打开，将系统内的氯气排放至排污处理池。当系统的氯气压力低于设定值的下限时，泄放阀(9)自动关闭。2)在系统开车时，液氯气化系统内存有空气，这些空气混入氯气中使氯气的纯度降低，因此要将这部分氯气排掉。可打开氯气泄放阀(9)的旁路阀，将这些氯气排放至排污处理池，在分析排放的氯气纯度合格后再关闭旁路阀。
在蒸发器和缓冲罐上分别设有安全阀，在每个安全阀前后管线上装有防爆膜，以保护安全阀。安全阀的开启压力比泄放阀的泄放压力高，只有当泄放阀失灵时才被打开。
在蒸发器(1)附近设有氯气泄漏检测报警仪，当气化器周围环境的空气中含有氯气达0.1mg/L时就开始报警，达1mg/L时为高报警。

Claims (2)

1.液氯连续气化生产过热氯气的工艺，其特征是：(1)液氯自液氯储槽或液氯钢瓶在压差作用下进入液氯蒸发器，蒸发器由循环水加热，在此，液氯吸收循环水的热量后气化变为氯气； 
(2)气化后的氯气进入过热器，氯气在过热器内被进一步加热，由饱和氯气变为过热氯气； 
(3)过热氯气由过热器通过管道进入热水池进一步加热后经缓冲罐后去氯化车间使用； 
(4)蒸发器定期检测三氯化氮含量，如三氯化氮含量超标，则从蒸发器底部排出部分液氯至排污处理池，在此用碱液中和液氯并破坏三氯化氮； 
(5)热水池中的热水来自氯化车间，一般的氯化反应均为放热反应，循环水先进入氯化车间吸收热量变为热水，然后进热水池用于液氯气化，温度降低后再进入氯化车间，如此循环，即省去了凉水塔的电耗，也省去了现有的热水蒸汽加热循环供应系统，即节省了蒸汽也简化了工艺流程；热水由循环泵自热水池分别打入蒸发器和过热器，然后经管道去氯化车间。 
2.根据权利要求1所述的液氯连续气化生产过热氯气的工艺的设备，其特征是：由液氯蒸发器(1)、氯气过热器(2)、热水池(3)、缓冲罐(4)、排污处理池(5)和热水循环泵(6)、调节阀(7)、液位计(8)、泄放阀(9)等构成；其中液氯蒸发器(1)与过热器(2)直接连接，且通过管道分别与排污处理池(5)，循环泵(6)相连，过热器(2)通过管道分别与热水池(3)及循环泵(6)相连，热水池(3)通过管道分别与氯气过热器(2)、缓冲罐(4)及循环泵(6)相连，缓冲罐(4)通过管道与热水池(3)相连，循环泵(6)通过管道分别与液氯蒸发器(1)、过热器(2)及热水池(3)相连，调节阀(7)通过管道与液氯蒸发器(1)相连，液位计(8)直接安装在液氯蒸发器(1)上，泄放阀(9)通过管道与缓冲罐(4)及排污处理池(5)相连。 
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