CN217653670U - 一种液氯全气化自动控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种液氯全气化自动控制装置，包括磁力泵和液氯气化器，磁力泵与液氯气化器连通，液氯气化器远离磁力泵的一侧设置有安全放散缓冲罐和供氯缓冲罐，液氯气化器与安全放散缓冲罐连通，液氯气化器与供氯缓冲罐连通，并采用自动控制系统实现整个过程的温度、压力的控制，实际运用中，采用自动控制系统实现整个过程的温度、压力的控制，气化压力、温度可控性大大提高，解决了液氯低温气化三氯化氮逐渐富集的问题，避免气化过程中产生其他副产物，大大降低生产安全风险。

Description

一种液氯全气化自动控制装置

技术领域

本实用新型属于机械装置领域，具体涉及一种液氯全气化自动控制装置。

背景技术

现有液氯气化装置采用低温气化工艺，实际操作温度为45度左右，不符合控制氯气气化温度高于71度的要求。液氯低温气化存在的问题：现有工艺存在的问题最不安全的因素是：氯碱生产中所使用的原料—工业食盐和水，会不可避免地带入铵类物质。用含有铵离子的精制盐水进行电解反应时，铵离子则与电解产物氯气发生化学反应，生成三氯化氮。后者随氯气一道进入液氯生产系统。当氯气被液化时，三氯化氮也被液化混入液氯内。液体三氯化氮在液氯中的分布较为均匀，但因二者密度稍有不同，造成下部的三氯化氮含量稍高。而气化时情况有所不同，因二者沸点差别很大,三氯化氮沸点＞71℃，液氯沸点-34.6℃，当汽化器内液氯不断气化的同时，三氯化氮则不气化或气化不完全，随着汽化器的持续使用，三氯化氮就会富集而达到一定浓度，当其质量分数超过5％时，且在一定条件,如振动、阳光、有机物作用下，就有可能导致汽化器发生爆炸。

现有技术中，采用热水作为气化热源易于控制温度，看似很安全，但工艺安全问题依然存在，因为温度已经限定在45℃，液氯中的三氯化氮在这样低的温度下基本不会分解，三氯化氮会在液氯气化器内逐渐富集，这个工艺是要求液氯气化器定期排污的，如果因为误操作，忘记定期排污，当富集到一定浓度时，且在一定条件,如振动、阳光、有机物作用下，则可能导致气化罐发生爆炸。所以此方法存在本质安全缺陷。

发明内容

本实用新型旨在解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是提供一种液氯全气化自动控制装置。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种液氯全气化自动控制装置，包括磁力泵和液氯气化器，磁力泵与液氯气化器连通，液氯气化器远离磁力泵的一侧设置有安全放散缓冲罐和供氯缓冲罐，液氯气化器与安全放散缓冲罐连通，液氯气化器与供氯缓冲罐连通，并采用自动控制系统实现整个过程的温度、压力的控制。

上述技术方案中，采用自动控制系统实现整个过程的温度、压力的控制，气化压力、温度可控性大大提高，解决了液氯低温气化三氯化氮逐渐富集的问题，避免气化过程中产生其他副产物，大大降低生产安全风险。

在本实用新型的一种优选实施方式中，液氯气化器由内套管和外套管组成，内套管位于外套管内，液氯气化器内设置有若干挡板，若干挡板将液氯气化器从上至下依次划分为液氯腔、冷凝腔、蒸汽腔和排空腔，外套管位于液氯腔底部的挡板上，外套管与液氯腔底部的挡板固定连接，外套管与冷凝腔连通，内套管位于冷凝腔底部的挡板上，内套管与冷凝腔底部的挡板固定连接，内套管与蒸汽腔连通。

有益效果：通过设置内套管和外套管，有利于液氮的分解，蒸汽从内套管进入，蒸汽冷凝水在内外套管之间，有效地防止冷凝水冻结在设备内。

在本实用新型的一种优选实施方式中，液氯腔侧壁设置有液氯进口、氯气出口和壳程排净口，液氯腔远离氯气出口的一侧设置有两个液位计口，液位计口上设置有液位计，冷凝腔侧壁设置有外套管程排净口，冷凝腔远离外套管程排净口的一侧壁上设置有冷凝水出口，蒸汽腔侧壁设置有蒸汽进口，排空腔设置有内套管程排净口，内套管程排净口与蒸汽腔连通。

有益效果：通过设置有液氮进口，可方便将液氮输送到液氯气化器中，通过设置有液位计口，可以清楚的看到液氮在液氮腔的高度，通过设置外套管程排净口，可以将冷凝腔底部的冷凝水排出液氯气化器，通过设置冷凝水出口，可以将残留在冷凝腔的水蒸气排出液氯气化器，通过设置蒸汽进口，可以方便蒸汽进入内套管，通过设置内套管程排净口，可以将蒸汽腔内的水蒸气排出液氯气化器，避免液氮和水蒸气在液氯气化器中富集积聚，在本质上消除工艺安全隐患。

在本实用新型的一种优选实施方式中，内套管材质选用低碳钢或低合金钢，液氯气化器壳体材质选用16MnDR。

有益效果：壳程介质为液氯，毒性为高度危害，操作温度为-20℃，属于低温压力容器，普通的碳素钢不能满足使用要求，需要选择低碳钢或低合金钢，外套管外侧与液氯有接触，故外套管材质选用16MnDR。

在本实用新型的一种优选实施方式中，在内套管和外套管之间放置蒙乃尔合金作为热分解催化剂。

有益效果：蒙乃尔合金采用monel400材料，在有蒙乃尔合金作为催化剂存在的情况下，可以降低三氯化氮的分解温度，并且相同的温度下去除率会大幅提高，使用过的蒙乃尔合金可以反复使用不影响其性能。

在本实用新型的一种优选实施方式中，气化压力由液氯气化器的压力调节阀控制，压力调节阀与氯气出口连接，压力调节阀上设置有压力感应器，气化温度由蒸汽调节阀控制，蒸汽调节阀与蒸汽进口连接。

有益效果：通过设置压力调节阀和蒸汽调节阀，可以及时对气化压力、温度及时控制，可控性提高。

在本实用新型的一种优选实施方式中，氯气缓冲罐和放散缓冲罐底设有排污口，排污口接至碱液吸收池。

有益效果：通过设置排污口，可防止忘记定期排污，三氯化氮会在液氯气化器内富集到一定浓度时，可能导致气化罐发生爆炸。

在本实用新型的一种优选实施方式中，液氯腔内侧壁设置有挡片，挡片位于氯气出口处下方。

有益效果：通过设置挡片，可防止液氮过多时，从氯气出口流出，浪费材料。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请实施例一种液氯全气化自动控制装置的流程连接图。

图2是本申请实施例一种液氯全气化自动控制装置的正视图。

说明书附图中的附图标记包括：液氯进口1、氯气出口2、测温口3、液位计口4、壳程排净口5、蒸汽进口6、冷凝水出口9、外套管程排净口10、内套管程排净口11、内套管12、外套管13、液氯腔14、冷凝腔15、蒸汽腔16、排空腔17。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“竖向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本实用新型提供了一种液氯全气化自动控制装置，如图1和图2所示，包括磁力泵和液氯气化器，磁力泵与液氯气化器连通，液氯气化器远离磁力泵的一侧设置有安全放散缓冲罐和供氯缓冲罐，液氯气化器与安全放散缓冲罐连通，液氯气化器与供氯缓冲罐连通，并采用自动控制系统实现整个过程的温度、压力的控制，自动控制系统包括控制器、温度感应器和压力感应器，温度感应器与控制器电连接，压力感应器与控制器电连接。

液氯气化器采用内套管式换热器形式，即由内套管12和外套管13组成，内套管12位于外套管13内，液氯气化器内设置有若干挡板，若干挡板将液氯气化器从上至下依次划分为液氯腔14、冷凝腔15、蒸汽腔16和排空腔17，外套管13位于液氯腔14底部的挡板上，外套管13与液氯腔14底部的挡板固定连接，外套管13与冷凝腔15连通，内套管12位于冷凝腔15底部的挡板上，内套管12与冷凝腔15底部的挡板固定连接，内套管12与蒸汽腔16连通。

液氯腔14侧壁设置有液氯进口1、氯气出口2和壳程排净口5，液氯腔14远离氯气出口2的一侧设置有两个液位计口4，液位计口4上设置有液位计，冷凝腔15侧壁设置有外套管程排净口10，冷凝腔15远离外套管程排净口10的一侧壁上设置有冷凝水出口9，蒸汽腔16侧壁设置有蒸汽进口6，排空腔17设置有内套管程排净口11，内套管程排净口11与蒸汽腔16连通。

内套管12材质选用低碳钢或低合金钢，液氯气化器壳体材质选用16MnDR，在内套管12和外套管13之间放置蒙乃尔合金作为热分解催化剂，气化压力由液氯气化器的压力调节阀控制，压力调节阀与控制器电连接，压力调节阀与氯气出口2连接，压力调节阀上设置有压力感应器，气化温度由蒸汽调节阀控制，蒸汽调节阀与蒸汽进口6连接，蒸汽调节阀与控制器电连接，供氯缓冲罐和安全放散缓冲罐底设有排污口，排污口接至碱液吸收池。

采用这样的技术方案，蒸汽作为加热源直接对液氯进行换热加热，液氯经过磁力泵输送到液氯进口1，运行压力由进入液氯气化器的压力调节阀和蒸汽调节阀共同控制，控制液氯气化器加热蒸汽的压力以保证液氯气化器的温度，从液位计上可以清楚的看到液氮在液氮腔的高度，再将蒸汽进口6打开，使得蒸汽进入到内套管12，液氯在内外套管外进行换热，使得液氯一进入液氯气化器即几乎全部蒸发气化，且流程中不易形成死角，从而可避免三氯化氮在液氯气化器中富集积聚，液氯在外套管13外部气化，蒸汽冷凝水在内外套管13之间，有效地防止冷凝水冻结在设备内，再将冷凝水出口9打开，蒸汽冷凝水可从冷凝水出口9排出，再从氯气出口2收集三氯化氮，在有蒙乃尔合金作为催化剂存在的情况下，可以降低三氯化氮的分解温度，并且相同的温度下去除率会大幅提高，使用过的蒙乃尔合金可以反复使用不影响其性能，为了提高设备使用的安全性，在内套管12和外套管13之间放置monel400材料作为热分解催化剂，因内套管12及外套管13内侧介质为水蒸气，故内套管12材质选用低碳钢或低合金钢，外套管13外侧与液氯有接触，故外套管13材质选用16MnDR，为了确保安全，安全放散缓冲罐和供氯缓冲罐都设有排污口，用于定期对壳程内液氯中三氯化氮的含量进行检测，防止含量超出标准规定，也便于定期排放残液，以防止三氯化氮积存发生爆炸危险，液氯气化器顶部安装有测温口3，测温口3上设置有温度感应器，温度感应器可对液氯气化器进行测温，当液氯气化器温度过高时，温度感应器会传达指令给控制器，控制器会控制蒸汽调节阀调节蒸汽的流量，进而调节液氯气化器内的温度，当液氯气化器压力过大时，压力感应器会传达指令给控制器，控制器会控制压力调节阀，调节其开度，改变经过的氯气的流量，进而调节液氯气化器内的压力，整个供氯系统采用自动的工艺及安全保障措施，以确保系统稳定、安全地运行。

实用新型中，通过设置外套管程排净口10，可以将冷凝腔15底部的冷凝水排出液氯气化器。

实用新型中，通过设置内套管程排净口11，可以将蒸汽腔16内的水蒸气排出液氯气化器。

实用新型中，通过设置壳程排净口5，可以将液氯腔14残留的液氯排出，方便下一次使用。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.一种液氯全气化自动控制装置，其特征在于，包括磁力泵和液氯气化器，磁力泵与液氯气化器连通，液氯气化器远离磁力泵的一侧设置有安全放散缓冲罐和供氯缓冲罐，液氯气化器与安全放散缓冲罐连通，液氯气化器与供氯缓冲罐连通，并采用自动控制系统实现整个过程的温度、压力的控制。

2.根据权利要求1所述的液氯全气化自动控制装置，其特征在于：液氯气化器由内套管和外套管组成，内套管位于外套管内，液氯气化器内设置有若干挡板，若干挡板将液氯气化器从上至下依次划分为液氯腔、冷凝腔、蒸汽腔和排空腔，外套管位于液氯腔底部的挡板上，外套管与液氯腔底部的挡板固定连接，外套管与冷凝腔连通，内套管位于冷凝腔底部的挡板上，内套管与冷凝腔底部的挡板固定连接，内套管与蒸汽腔连通。

3.根据权利要求2所述的液氯全气化自动控制装置，其特征在于：液氯腔侧壁设置有液氯进口、氯气出口和壳程排净口，液氯腔远离氯气出口的一侧设置有两个液位计口，液位计口上设置有液位计，冷凝腔侧壁设置有外套管程排净口，冷凝腔远离外套管程排净口的一侧壁上设置有冷凝水出口，蒸汽腔侧壁设置有蒸汽进口，排空腔设置有内套管程排净口，内套管程排净口与蒸汽腔连通。

4.根据权利要求3所述的液氯全气化自动控制装置，其特征在于：内套管材质选用低碳钢或低合金钢，液氯气化器壳体材质选用16MnDR。

5.根据权利要求4所述的液氯全气化自动控制装置，其特征在于：在内套管和外套管之间放置蒙乃尔合金作为热分解催化剂。

6.根据权利要求5所述的液氯全气化自动控制装置，其特征在于：气化压力由液氯气化器的压力调节阀控制，压力调节阀与氯气出口连接，压力调节阀上设置有压力感应器，气化温度由蒸汽调节阀控制，蒸汽调节阀与蒸汽进口连接。

7.根据权利要求6所述的液氯全气化自动控制装置，其特征在于：供氯缓冲罐和安全放散缓冲罐底设有排污口，排污口接至碱液吸收池。

8.根据权利要求6所述的液氯全气化自动控制装置，其特征在于：液氯腔内侧壁设置有挡片，挡片位于氯气出口处下方。

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