CN110195822B - 一种自动控制氯气液化效率的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动控制氯气液化效率的装置及方法，该装置包括氯气缓冲罐、氯气液化器、制冷剂气相缓冲罐、液氯分离器和液氯储槽，所述原氯经氯气调节阀与氯气缓冲罐入口连接，所述氯气缓冲罐出口经第一流量计与氯气液化器管程入口连接，所述氯气液化器壳程进出口分别输送液相制冷剂和输出气相制冷剂，所述氯气液化器管程液相出口经第二流量计与液氯分离器连接，所述氯气液化器管程不凝气出口和液氯分离器气相出口通过管道汇总后与尾氯控制阀连接，所述液氯分离器液相出口与液氯储槽连接。本发明装置流程短，自动化程度高，自控系统稳定可靠，氯气效率控制及时且精准，杜绝了工业生产总的尾氯爆炸的安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及化学工艺技术领域，具体为一种自动控制氯气液化效率的装置及方法。
背景技术
液氯为黄绿色的油状液体，为强氧化剂，有毒，是基本的化工原料，主要应用于金属冶炼、有机合成、纺织、造纸、农药等行业，是烧碱产业的重要产品之一。
工业上液氯通过液化烧碱装置的气相产物氯气而得，出自电解槽的氯气不可避免含有微量氢气，经降温、干燥后的氯气在氯气液化器中液化时，液氯从氯气液化器底部进入液氯分离器，而系统产生含氢气的不凝气（简称尾氯）若不能及时排出液化系统，会使氯气液化效率不断提高，尾氯中含氢不断上升，一旦尾氯中总氢量超过4％时，即有爆炸的危险，这种事故在氯碱行业曾经发生过。因此氯气的液化程度必须处于受控状态，其液化效率一般控制在85%～90%之间，不再进一步提高。
目前行业内普遍控制氯气液化效率的方法是通过分析尾氯中的氯气、氢气和氧气纯度，人工计算判定并调节氯气的液化效率，存在化验分析滞后，不能有效指导工业化连续生产，同时由于人工化验分析存在无法避免的客观误差，给氯气液化效率的判定带来一定的干扰。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动控制氯气液化效率的装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自动控制氯气液化效率的装置,包括氯气缓冲罐、氯气液化器、制冷剂气相缓冲罐、液氯分离器和液氯储槽，原氯经氯气调节阀与所述氯气缓冲罐入口连接，所述氯气缓冲罐设置压力变送器，所述压力变送器与氯气缓冲罐入口管道上的氯气调节阀联锁,所述氯气缓冲罐出口经第一流量计与氯气液化器管程入口连接，所述氯气液化器壳程进出口分别输送液相制冷剂和输出气相制冷剂，所述氯气液化器管程液相出口经第二流量计与液氯分离器连接，所述氯气液化器管程不凝气出口和液氯分离器气相出口通过管道汇总后与尾氯控制阀连接，所述液氯分离器液相出口与液氯储槽连接。
优选的，所述氯气液化器管程和液氯分离器最低点分别设置第一截止阀和第二截止阀，用于排放系统生产中积聚的三氯化氮。
优选的，所述第一流量计和第二流量计均采用质量流量计，所述第一流量计和第二流量计分别连接DCS模块，所述DCS模块连接尾氯控制阀，所述DCS模块实时核算氯气液化效率并与尾氯控制阀联锁。
优选的，所述氯气液化器壳程进口处安装有供料电磁阀。
优选的，所述液氯分离器液相出口管道内部设置探管，以避免其液位低时尾氯进入液氯储槽。
优选的，其使用方法包括以下步骤：
A、外部制冷机组已运行，通过供料电磁阀12给氯气液化器5的壳程供给液相制冷剂，汽化后的制冷剂通过制冷剂气相缓冲罐6被制冷机组吸取循环回用；
B、打开氯气调节阀2，将氯气依次通入氯气缓冲罐1和氯气液化器5，液化后的液氯经第二流量计11、液氯分离器14进入液氯储槽15，氯气过程中的尾氯通过尾氯控制阀8进入下游工序；
C、第一流量计4和第二流量计11的数值经DCS模块7实时核算后反馈至尾氯控制阀8，通过设定尾氯控制阀8的设定值，实现氯气液化效率的实时监控与调节。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供了一种自动控制氯气液化效率的装置及方法，该装置流程短，可实时自动计算并监控氯气液化的效率并参与系统实时生产调节，自动化程度高，自控系统稳定可靠，氯气效率控制及时且精准，杜绝了工业生产总的尾氯爆炸的安全隐患。
附图说明
图1为本发明工艺流程示意图；
图中：1-氯气捕沫器，2-氯气调节阀，3-第一压力变送器，4-第一流量计，5-氯气液化器，6-制冷剂气相缓冲罐，7-DCS模块，8-尾氯控制阀，9-第二压力变送器，10-第一截止阀，11-第二流量计，12-供料电磁阀，13-液氯储槽，14-液氯分离器，15-第二截止阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、 “连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一：
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种自动控制氯气液化效率的装置,包括氯气缓冲罐1、氯气液化器5、制冷剂气相缓冲罐6、液氯分离器14和液氯储槽13，原氯经氯气调节阀2与所述氯气缓冲罐1入口连接，氯气缓冲罐1设置压力变送器3，所述压力变送器3与氯气缓冲罐1入口管道上的氯气调节阀2联锁,所述氯气缓冲罐1出口经第一流量计4与氯气液化器5管程入口连接，所述氯气液化器5壳程进出口分别输送液相制冷剂和输出气相制冷剂，所述氯气液化器5管程液相出口经第二流量计11与液氯分离器14连接，所述氯气液化器5管程不凝气出口和液氯分离器14气相出口通过管道汇总后与尾氯控制阀9连接，所述液氯分离器14液相出口与液氯储槽13连接。
本发明中，氯气液化器5管程和液氯分离器14最低点分别设置第一截止阀10和第二截止阀15，用于排放系统生产中积聚的三氯化氮。
本发明中，第一流量计4和第二流量计11均采用质量流量计，所述第一流量计4和第二流量计11分别连接DCS模块7，所述DCS模块7连接尾氯控制阀8，所述DCS模块7实时核算氯气液化效率并与尾氯控制阀9联锁。
本发明中，氯气液化器5壳程进口处安装有供料电磁阀12，氯气液化器5壳程液相制冷剂的量通过供料电磁阀12控制，液相制冷剂来自制冷机组，换热后制冷剂升温汽化后由制冷机组抽回循环使用。
此外，本发明中，液氯分离器14液相出口管道内部设置探管，以避免其液位低时尾氯进入液氯储槽13。
将上述自动控制氯气液化效率的装置应用于某2万吨/年氯气液化装置中，首先启动制冷机组，通过供料电磁阀12给氯气液化器5的壳程供给液相制冷剂，汽化后的制冷剂通过制冷剂气相缓冲罐6被制冷机组吸取循环回用，打开氯气调节阀2，将氯气依次通入氯气缓冲罐1和氯气液化器5，液化后的液氯经第二流量计11、液氯分离器14进入液氯储槽13，氯气过程中的尾氯通过尾氯控制阀6进入下游工序。观察第一流量计4和第二流量计11分别为2.64t/h和2.33t/h，DCS模块计算出氯气液化效率为88.3%，在合理的控制区间，系统运行安全可控。
工作原理：本发明的使用方法包括以下步骤：
A、外部制冷机组已运行，通过供料电磁阀12给氯气液化器5的壳程供给液相制冷剂，汽化后的制冷剂通过制冷剂气相缓冲罐6被制冷机组吸取循环回用；
B、打开氯气调节阀2，将氯气依次通入氯气缓冲罐1和氯气液化器5，液化后的液氯经第二流量计11、液氯分离器14进入液氯储槽15，氯气过程中的尾氯通过尾氯控制阀8进入下游工序；
C、第一流量计4和第二流量计11的数值经DCS模块7实时核算后反馈至尾氯控制阀8，通过设定尾氯控制阀8的设定值，实现氯气液化效率的实时监控与调节。
实施例二：
本实施例中的一种自动控制氯气液化效率的装置同实施例1，将其用于某3万吨/年氯气液化装置中，首先启动制冷机组，通过供料电磁阀12给氯气液化器5的壳程供给液相制冷剂，汽化后的制冷剂通过制冷剂气相缓冲罐6被制冷机组吸取循环回用，打开氯气调节阀2，将氯气依次通入氯气缓冲罐1和氯气液化器5，液化后的液氯经第二流量计11、液氯分离器14进入液氯储槽13，氯气过程中的尾氯通过尾氯控制阀6进入下游工序。观察第一流量计4和第二流量计11分别为3.81t/h和3.49t/h，DCS模块计算出氯气液化效率为91.6%，液化效率高出控制上限，手动适当开大尾氯控制阀8开度，或将尾氯控制阀8设定值设置为0.87%并置于自动状态，尾氯控制阀8将自动按PID整定参数自动开启。
综上所述，本发明提供了一种自动控制氯气液化效率的装置及方法，该装置流程短，可实时自动计算并监控氯气液化的效率并参与系统实时生产调节，自动化程度高，自控系统稳定可靠，氯气效率控制及时且精准，杜绝了工业生产总的尾氯爆炸的安全隐患。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (6)
1.一种自动控制氯气液化效率的装置,其特征在于：包括氯气缓冲罐（1）、氯气液化器（5）、制冷剂气相缓冲罐（6）、液氯分离器（14）和液氯储槽（13），原氯经氯气调节阀（2）与所述氯气缓冲罐（1）入口连接，所述氯气缓冲罐（1）设置压力变送器（3），所述压力变送器（3）与氯气缓冲罐（1）入口管道上的氯气调节阀（2）联锁,所述氯气缓冲罐（1）出口经第一流量计（4）与氯气液化器（5）管程入口连接，所述氯气液化器（5）壳程进出口分别输送液相制冷剂和输出气相制冷剂，所述氯气液化器（5）管程液相出口经第二流量计（11）与液氯分离器（14）连接，所述氯气液化器（5）管程不凝气出口和液氯分离器（14）气相出口通过管道汇总后与尾氯控制阀（8 ）连接，所述液氯分离器（14）液相出口与液氯储槽（13）连接。
2.根据权利要求1所述的一种自动控制氯气液化效率的装置，其特征在于：所述氯气液化器（5）管程和液氯分离器（14）最低点分别设置第一截止阀（10）和第二截止阀（15），用于排放系统生产中积聚的三氯化氮。
3.根据权利要求1所述的一种自动控制氯气液化效率的装置，其特征在于：所述第一流量计（4）和第二流量计（11）均采用质量流量计，所述第一流量计（4）和第二流量计（11）分别连接DCS模块（7），所述DCS模块（7）连接尾氯控制阀（8），所述DCS模块（7）实时核算氯气液化效率并与尾氯控制阀（9）联锁。
4.根据权利要求1所述的一种自动控制氯气液化效率的装置，其特征在于：所述氯气液化器（5）壳程进口处安装有供料电磁阀（12）。
5.根据权利要求1所述的一种自动控制氯气液化效率的装置，其特征在于：所述液氯分离器（14）液相出口管道内部设置探管，以避免其液位低时尾氯进入液氯储槽（13）。
6.实现权利要求1所述的一种自动控制氯气液化效率的装置的使用方法，其特征在于：其使用方法包括以下步骤：
A、外部制冷机组已运行，通过供料电磁阀（12）给氯气液化器（5）的壳程供给液相制冷剂，汽化后的制冷剂通过制冷剂气相缓冲罐（6）被制冷机组吸取循环回用；
B、打开氯气调节阀（2），将氯气依次通入氯气缓冲罐（1）和氯气液化器（5），液化后的液氯经第二流量计（11）、液氯分离器（14）进入液氯储槽（13 ），氯气过程中的尾氯通过尾氯控制阀（8）进入下游工序；
C、第一流量计（4）和第二流量计（11）的数值经DCS模块（7）实时核算后反馈至尾氯控制阀（8），通过设定尾氯控制阀（8）的设定值，实现氯气液化效率的实时监控与调节。
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Denomination of invention: Device and method for automatically controlling chlorine liquefaction efficiency Effective date of registration: 20210819 Granted publication date: 20210402 Pledgee: China Construction Bank Corporation Nantong TongZhou sub branch Pledgor: Jiangsu zhunxin Chemical Engineering Co.,Ltd. Registration number: Y2021980007963 |