CN112856220A - 一种用于百菌清生产的液氯汽化工艺及其汽化装置 - Google Patents

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CN112856220A CN202110179786.8A CN202110179786A CN112856220A CN 112856220 A CN112856220 A CN 112856220A CN 202110179786 A CN202110179786 A CN 202110179786A CN 112856220 A CN112856220 A CN 112856220A
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Abstract

本发明涉及一种用于百菌清生产的液氯汽化工艺及其汽化装置，所述液氯汽化工艺采用热风作为液氯汽化的加热介质，所述液氯汽化装置包括壳程和管程，所述管程用于液氮通过，所述壳程用于热风通过，所述管程除了进口和出口均位于所述壳程内部，所述壳程为长方体结构。本发明所述液氯汽化工艺采用热风作为液氯汽化的加热介质，不仅可以充分利用百菌清生产装置中的余热，有效提高液氯的汽化效率，减少设备体积与成本投入，还可以保证液氯汽化温度，避免三氯化氮在液氯汽化装置内的累积，而且具有高效、密闭、连续化的特点。

Description

一种用于百菌清生产的液氯汽化工艺及其汽化装置
技术领域
本发明涉及液氯汽化技术领域，具体涉及一种用于百菌清生产的液氯汽化工艺及其汽化装置。
背景技术
氯气作为一种重要的工业原料，在我国工业生产中，尤其是化工工业生产中，有着十分广泛的用途。然而，由于氯气的沸点为-34.6℃，化学性质活泼，对人体有毒害作用，在实际生产过程中，会将氯气液化为液氯，不仅可以起到纯化作用，还可以方便运输和储存，在实际使用过程中，将液氯汽化为氯气即可。然而，由于液氯属于危险品，如何确保在使用中液氯汽化的安全性是广大液氯用户非常关注的问题。
液氯一般被储存在钢瓶中，存在钢瓶气相出料和钢瓶液相出料两种方法。对于钢瓶气相出料，钢瓶自身的汽化氯气量(特别是冬季)往往不能满足生产需要，常常采用对钢瓶直接加热的方法以加速汽化，但是对钢瓶直接加热的方法有可能使液氯温度急剧上升，引起液氯钢瓶或缓冲罐内超压，甚至是安全塞熔化，进而导致严重的安全事故发生。对于钢瓶液相出料，指的是将液氯导入带加热套的汽化罐(属于三类压力容器)内进行汽化，是目前常用的方法。
目前，对于钢瓶液相出料的方法，一般采用蒸汽、热水或电加热等方式进行加热。例如CN207634987U公开了一种改进的蒸汽加热液氯连续气化系统，包括液氯槽，与液氯槽连接的气化器，还包括与气化器连接气化器液位超高连锁系统，所述气化器包括用于液氯通过的壳层及设置在所述壳层内部用于蒸汽通过的管层，所述壳层的下部和上部分别设有液氯进口和氯气出口，所述管层的下部的两端分别设有蒸汽进口和冷凝水出口。该系统由于采用蒸汽作为加热介质，不仅需要及时排出冷凝水，还极易在液氯发生泄漏时造成水与氯快速反应生成次氯酸，进而严重腐蚀设备，使得泄漏点迅速扩大。
CN201836644U公开了一种液氯汽化器热水自动加热装置，包括热水罐，在所述热水罐上设置有冷水进水管、蒸汽进气管以及用于与液氯汽化器的加热水套连通的热水出水管和热水回水管，在所述热水出水管或热水回水管上设置有热水循环泵，在所述蒸汽进气管上设置有控制阀门，在所述热水出水管上设置有温度测量装置，所述温度测量装置与控制单元的输入端连接，所述控制单元的输出端与所述控制阀门连接。该装置采用热水作为加热介质，并通过蒸汽加热制备热水，不仅存在能源浪费，还极易在液氯发生泄漏时造成水与氯快速反应生成次氯酸，进而严重腐蚀设备，使得泄漏点迅速扩大。
CN110762387A公开了一种高纯液氯槽车卸车装置，包括液氯气化器和液氯储罐，其中液氯气化器的进口与液氯储罐出料管一端连通，在液氯气化器的夹套设置连锁控制的温度计和电加热。虽然该装置可以实现精准控制下的液氯汽化，但是采用电加热增大了设备投入，增加了成本投入，不利于大规模推广使用。
百菌清，化学名为四氯间苯二甲腈，是一种高效、低毒、广谱、低残留的保护性杀菌剂，被广泛应用于农业和林业的真菌病害防治，尤其是在蔬菜、水果等经济作物上的应用；另外，百菌清在防霉工业领域中也有重要用途，如制造防霉涂料、防霉墙纸，电器防霉，木材等的防霉，在国内外的生产规模不断扩大，已成为世界上大吨位优良农药品种之一。百菌清通常采用气相氯化法制备得到，属于强放热反应，一方面，目前未充分利用百菌清生产过程中产生的余热，另一方面，液氯汽化量常常不能满足生产需要，且汽化装置稳定长期运行存在安全隐患。
综上所述，目前亟需开发一种用于百菌清生产的液氯汽化工艺及其汽化装置，不仅可以利用百菌清生产过程中产生的余热，采用热风加热的方式为液氯汽化提供热量，还可以避免液氯发生泄漏时造成水与氯快速反应生成次氯酸，进而严重腐蚀设备，而且具有高效、密闭、连续化的特点。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供了一种用于百菌清生产的液氯汽化工艺及其汽化装置，所述液氯汽化工艺采用热风作为液氯汽化的加热介质，不仅可以充分利用百菌清生产装置中的余热，有效提高液氯的汽化效率，减少设备体积与成本投入，还可以保证液氯汽化温度，避免三氯化氮在液氯汽化装置内的累积，而且具有高效、密闭、连续化的特点。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的目的之一在于提供一种用于百菌清生产的液氯汽化工艺，所述液氯汽化工艺采用热风作为液氯汽化的加热介质。
相比于现有技术采用蒸汽、热水或电加热等方式，本发明所述液氯汽化工艺采用热风作为液氯汽化的加热介质，尤其是利用百菌清生产装置中的余热来产生热风，一方面，热风不与氯气发生强烈反应，可以避免液氯发生泄漏时造成水与氯快速反应生成次氯酸，进而严重腐蚀设备的危险事故，减少设备体积与成本投入，另一方面，可以有效提高液氯的汽化效率，保证液氯汽化温度，避免三氯化氮在液氯汽化装置内的累积，而且具有高效、密闭、连续化的特点。
作为本发明优选的技术方案，所述热风利用百菌清生产装置中的余热产生，例如百菌清捕集器出口、降温风机出口、反应装置内部导热油、水换热器等处。
优选地，所述热风的温度为80-220℃，例如80℃、100℃、120℃、150℃、170℃、190℃、200℃或220℃等，优选为150-200℃，但并不仅限于所列举的数值，所述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述热风的风速为10-20m/s，例如10m/s、12m/s、14m/s、15m/s、17m/s或20m/s等，但并不仅限于所列举的数值，所述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述液氯汽化后的温度为71-90℃，例如71℃、75℃、80℃、82℃、85℃、87℃或90℃等，优选为80-90℃，但并不仅限于所列举的数值，所述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所述液氯汽化工艺控制液氯汽化后的温度为71-90℃，可以有效保证汽化过程中危险物质三氯化氮的完全汽化，避免三氯化氮在液氯汽化装置内的累积，进而避免了由三氯化氮引发的爆鸣和爆炸事故。
本发明的目的之二在于提供一种用于百菌清生产的液氯汽化装置，所述液氯汽化装置包括壳程和管程，所述管程用于液氮通过，所述壳程用于热风通过，所述管程除了进口和出口均位于所述壳程内部，所述壳程为长方体结构。
作为本发明优选的技术方案，所述管程为蛇形管。
优选地，所述管程带有翅片。
本发明所述液氯汽化装置将管程设计为蛇形翅片式换热管，最大限度地增加了换热面积，提高了换热效率，减少了设备体积与投资，保证了百菌清生产所需的液氯汽化用量。
优选地，所述管程的换热面积为30-300m2，例如30m2、50m2、100m2、150m2、200m2、250m2或300m2等，但并不仅限于所列举的数值，所述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述管程的材质为蒙乃尔合金和/或镍合金。
作为本发明优选的技术方案，所述管程的直径为4-32mm，例如4mm、8mm、12mm、16mm、20mm、24mm、28mm或32mm等，但并不仅限于所列举的数值，所述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述管程的厚度为2-5mm，例如2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm等，但并不仅限于所列举的数值，所述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述管程的长度为1-4m，例如1m、1.5m、2m、2.5m、3m、3.5m或4m等，优选为1.5-3m，但并不仅限于所列举的数值，所述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述管程的数量为50-400根，例如50根、80根、100根、150根、200根、230根、250根、300根、350根或400根等，优选为200-400根，但并不仅限于所列举的数值，所述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
值得说明的是，本发明所述管程优选为蛇形翅片式换热管，每根管程的整体平面垂直于所述壳程的底部(即垂直于所述壳程的顶部)，所述壳程内所有管程均平行排布；而且所有管程的进口均和同一根直管相通，然后该直管再与液氯进口相连通，该直管的主体部分位于所述壳程内部，所述管程的出口均和另外一根直管相通，然后该直管再与液氯进口相连通，该直管的主体部分位于所述壳程内部，如此设置可以尽可能加大液氮汽化能力，提高生产效率；此外，可以将同一个壳程内将所有管程按照上述设计分为至少两组，再将每组的进口(或出口)在所述壳程外部汇合成一个管路，一旦某组管程发生泄漏等事故，相应关闭该组管程的进口和/或出口，其他组管程仍然可以保证液氯汽化能力。
作为本发明优选的技术方案，所述管程的进口设在所述壳程的底部，所述管程的出口设在所述壳程的顶部。
优选地，所述管程的进口和出口均采用法兰方式连接。
作为本发明优选的技术方案，在所述壳程的内部设置第一折流挡板，所述第一折流挡板垂直于所述壳程的底部并与其固定连接，所述第一折流挡板的底边与所述壳程的顶部之间的距离为200-600mm，例如200mm、300mm、400mm、500mm或600mm等，但并不仅限于所列举的数值，所述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第一折流挡板的厚度为10-20mm，例如10mm、12mm、15mm、18mm或20mm等，但并不仅限于所列举的数值，所述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第一折流挡板的数量为1-10个，例如1个、3个、5个、7个、9个或10个等，但并不仅限于所列举的数值，所述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第一折流挡板的材质为蒙乃尔合金和/或镍合金。
作为本发明优选的技术方案，在所述壳程的内部设置第二折流挡板，所述第二折流挡板垂直于所述壳程的顶部并与其固定连接，所述第二折流挡板的底边与所述壳程的底部之间的距离为200-600mm，例如200mm、300mm、400mm、500mm或600mm等，但并不仅限于所列举的数值，所述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第二折流挡板的厚度为10-20mm，例如10mm、12mm、15mm、18mm或20mm等，但并不仅限于所列举的数值，所述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第二折流挡板的数量为1-10个，例如1个、3个、5个、7个、9个或10个等，但并不仅限于所列举的数值，所述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第二折流挡板的材质为蒙乃尔合金和/或镍合金。
本发明所述第一折流挡板与所述第二折流挡板的宽度与所述液氯汽化装置的宽度相等，且所述第一折流挡板与所述第二折流挡板依次间隔设置，将壳程内部分割为上下相同的数个换热区域，增大了热风停留时间，同时需要确保设备强度要求、设备内部工艺要求和安装条件要求等。
作为本发明优选的技术方案，沿所述壳程的长度方向，所述壳程的进口设在一端的底部，所述壳程的出口设在另一端的底部。
优选地，所述壳程的进口和出口均采用法兰方式连接。
优选地，所述壳程的材质包括碳钢、不锈钢、蒙乃尔合金或镍合金中的任意一种或至少两种的组合。
作为本发明优选的技术方案，在所述壳程的出口处设置氯气检测器。一旦检测到液氯泄漏，及时报警，从而有效避免液氯泄漏造成的事故问题。
与现有技术方案相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明所述液氯汽化工艺采用热风作为液氯汽化的加热介质，尤其是利用百菌清生产装置中的余热来产生热风，一方面，可以避免液氯发生泄漏时造成水与氯快速反应生成次氯酸，进而严重腐蚀设备的危险事故，减少设备体积与成本投入，另一方面，可以有效提高液氯的汽化效率，使得汽化效率在99.95％以上，保证液氯汽化温度，避免三氯化氮在液氯汽化装置内的累积，而且具有高效、密闭、连续化的特点。
附图说明
图1是本发明实施例1所述液氯汽化装置的左视图(去除壳程的左侧板)；
图2是图1B-B向剖视图；
图3是本发明实施例1所述液氯汽化装置的主视图(去除壳程的前侧板)；
图中：1-壳程；11-第一折流挡板；12-第二折流挡板；13-壳程的进口；14-壳程的出口；2-管程；21-管程的进口；22-管程的出口。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1
如图1-3所示，本实施例提供了一种用于百菌清生产的液氯汽化装置，为了方便展示，图1是去除壳程的左侧板后对应的左视图，图3是去除壳程的前侧板后对应的主视图，且图3中的每根管程简化成了点划线，箭头示出了热风流动方向；所述液氯汽化装置包括壳程1和管程2，所述管程2用于液氮通过，所述壳程1用于热风通过，所述管程2除了进口21和出口22均位于所述壳程1内部，所述壳程1为长方体结构；
所述管程的数量为36根，每根所述管程均为蛇形翅片式换热管，总的换热面积为100m2，材质为镍合金，直径为4mm，厚度为2mm，每根所述管程的长度为1.5m；将所述管程平均分成2组，每组所述管程的进口21设在所述壳程1的底部，出口22设在所述壳程1的顶部，将每组所述管程的进口(或出口)均采用法兰方式连接，并分别在所述壳程1外部汇合成一个管路；
在所述壳程1的内部设置第一折流挡板11，所述第一折流挡板11垂直于所述壳程1的底部并与其固定连接，所述第一折流挡板11的底边与所述壳程1的顶部之间的距离为400mm，厚度为15mm，数量为3个，材质为蒙乃尔合金；在所述壳程1的内部设置第二折流挡板12，所述第二折流挡板12垂直于所述壳程1的顶部并与其固定连接，所述第二折流挡板12的底边与所述壳程1的底部之间的距离为400mm，厚度为15mm，数量为3个，材质为蒙乃尔合金；沿所述壳程1的长度方向，所述壳程的进口13设在一端的底部，所述壳程的出口14设在另一端的底部，所述壳程的进口13和出口14均采用法兰方式连接，所述壳程1的材质为镍合金，在所述壳程的出口14处设置氯气检测器。
采用上述液氯汽化装置，热风来自百菌清合成氯化反应余热，先利用热风对液氯汽化装置进行预热，然后缓慢地将液氯从管程进口处通入，液氯游走在各蛇形翅片式换热管内，与管程外热风充分进行热交换，控制热风的温度为150-180℃，液氯汽化后的温度为80-85℃，使得热风在第一折流挡板以及第二折流挡板的作用下，依次通过数个换热腔室，在液氯汽化系统内呈蛇形往返折流，进而实现液氯完全汽化，汽化过程中三氯化氮无富集，汽化效率为99.95％以上。
实施例2
本实施例提供了一种用于百菌清生产的液氯汽化装置，除了将所述管程的数量设置为200根，总的换热面积为250m2，第一折流挡板和第二折流挡板均为10个，其他条件和实施例1完全相同。
采用上述液氯汽化装置，热风来自百菌清合成氯化反应余热，先利用热风对液氯汽化装置进行预热，然后缓慢地将液氯从管程进口处通入，液氯游走在各蛇形翅片式换热管内，与管程外热风充分进行热交换，控制热风的温度为150-180℃，液氯汽化后的温度为80-85℃，使得热风在第一折流挡板以及第二折流挡板的作用下，依次通过数个换热腔室，在液氯汽化系统内呈蛇形往返折流，进而实现液氯完全汽化，汽化过程中三氯化氮无富集，汽化效率为99.95％以上。
实施例3
本实施例提供了一种用于百菌清生产的液氯汽化装置，除了将所述管程的数量设置为100根，总的换热面积为180m2，第一折流挡板和第二折流挡板均为10个，其他条件和实施例1完全相同。
采用上述液氯汽化装置，热风来自百菌清合成氯化反应余热，先利用热风对液氯汽化装置进行预热，然后缓慢地将液氯从管程进口处通入，液氯游走在各蛇形翅片式换热管内，与管程外热风充分进行热交换，控制热风的温度为180-200℃，液氯汽化后的温度为85-90℃，使得热风在第一折流挡板以及第二折流挡板的作用下，依次通过数个换热腔室，在液氯汽化系统内呈蛇形往返折流，进而实现液氯完全汽化，汽化过程中三氯化氮无富集，汽化效率为99.95％以上。
实施例4
本实施例提供了一种用于百菌清生产的液氯汽化装置，除了将所述管程的数量设置为240根，总的换热面积为150m2，每根所述管程的直径为15mm，厚度为3mm，第一折流挡板和第二折流挡板均为8个，其他条件和实施例1完全相同。
采用上述液氯汽化装置，热风来自百菌清合成氯化反应余热，先利用热风对液氯汽化装置进行预热，然后缓慢地将液氯从管程进口处通入，液氯游走在各蛇形翅片式换热管内，与管程外热风充分进行热交换，控制热风的温度为180-200℃，液氯汽化后的温度为85-90℃，使得热风在第一折流挡板以及第二折流挡板的作用下，依次通过数个换热腔室，在液氯汽化系统内呈蛇形往返折流，进而实现液氯完全汽化，汽化过程中三氯化氮无富集，汽化效率为99.95％以上。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种用于百菌清生产的液氯汽化工艺，其特征在于，所述液氯汽化工艺采用热风作为液氯汽化的加热介质。
2.根据权利要求1所述的液氯汽化工艺，其特征在于，所述热风利用百菌清生产装置中的余热产生；
优选地，所述热风的温度为80-220℃，优选为150-200℃；
优选地，所述热风的风速为10-20m/s；
优选地，所述液氯汽化后的温度为71-90℃，优选为80-90℃。
3.一种用于百菌清生产的液氯汽化装置，其特征在于，所述液氯汽化装置包括壳程和管程，所述管程用于液氮通过，所述壳程用于热风通过，所述管程除了进口和出口均位于所述壳程内部，所述壳程为长方体结构。
4.根据权利要求3所述的液氯汽化装置，其特征在于，所述管程为蛇形管；
优选地，所述管程带有翅片；
优选地，所述管程的换热面积为30-300m2；
优选地，所述管程的材质为蒙乃尔合金和/或镍合金。
5.根据权利要求3或4所述的液氯汽化装置，其特征在于，所述管程的直径为4-32mm；
优选地，所述管程的厚度为2-5mm；
优选地，所述管程的长度为1-4m，优选为1.5-3m；
优选地，所述管程的数量为50-400根，优选为200-400根。
6.根据权利要求3-5任一项所述的液氯汽化装置，其特征在于，所述管程的进口设在所述壳程的底部，所述管程的出口设在所述壳程的顶部；
优选地，所述管程的进口和出口均采用法兰方式连接。
7.根据权利要求3-6任一项所述的液氯汽化装置，其特征在于，在所述壳程的内部设置第一折流挡板，所述第一折流挡板垂直于所述壳程的底部并与其固定连接，所述第一折流挡板的底边与所述壳程的顶部之间的距离为200-600mm；
优选地，所述第一折流挡板的厚度为10-20mm；
优选地，所述第一折流挡板的数量为1-10个；
优选地，所述第一折流挡板的材质为蒙乃尔合金和/或镍合金。
8.根据权利要求3-7任一项所述的液氯汽化装置，其特征在于，在所述壳程的内部设置第二折流挡板，所述第二折流挡板垂直于所述壳程的顶部并与其固定连接，所述第二折流挡板的底边与所述壳程的底部之间的距离为200-600mm；
优选地，所述第二折流挡板的厚度为10-20mm；
优选地，所述第二折流挡板的数量为1-10个；
优选地，所述第二折流挡板的材质为蒙乃尔合金和/或镍合金。
9.根据权利要求3-8任一项所述的液氯汽化装置，其特征在于，沿所述壳程的长度方向，所述壳程的进口设在一端的底部，所述壳程的出口设在另一端的底部；
优选地，所述壳程的进口和出口均采用法兰方式连接；
优选地，所述壳程的材质包括碳钢、不锈钢、蒙乃尔合金或镍合金中的任意一种或至少两种的组合。
10.根据权利要求3-9任一项所述的液氯汽化装置，其特征在于，在所述壳程的出口处设置氯气检测器。
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