事故氯處理裝置的改造

韓志飛

摘要：介紹了一種適用于中小型氯堿企業(yè)的氯氣事故處理裝置。在突然停電、氯泵出現(xiàn)故障突?；虮Ｗo裝置誤動作等意外情況發(fā)生時，利用直流電能和液位壓差，能迅速自動啟動，打開氣動薄膜調節(jié)閥，使高位槽中的堿液流下，對沖破水封的泄漏氯氣進行緊急吸收處理，避免氯氣外泄，保證安全生產。

關鍵詞：事故氯處理 氯堿生產 氯氣泄漏

0 引言

在氯堿生產過程中，當氯氣泵因故障突然停止運行時，泵后氯氣壓至泵前，氯氣系統(tǒng)形成了大正壓，對電槽等設備危害很大，若此時整流系統(tǒng)沒有停電，短時間內電解槽會繼續(xù)產生大量氯氣，造成大量氯氣泄漏，無法保證安全生產，給企業(yè)生產造成了嚴重的安全隱患。公司的隔膜電解和離子膜電解兩套電解裝置，年產折百堿2.5萬噸。原先只用氯氣水封槽處理外泄高壓氯氣，只要突然停電或氯氣泵故障，就會發(fā)生氯氣泄漏，即污染了環(huán)境，又給企業(yè)造成了嚴重損失。為解決氯氣操作系統(tǒng)氯氣泄漏問題，我與公司技術人員對事故氯處理裝置進行了改造，并且取得了明顯效果。

1 事故氯處理的改造方案

事故氯處理裝置就是利用高位槽中已配制好的堿液，在吸收塔內吸收壓力大的氯氣或突然停電情況下外泄氯氣的裝置。

1.1 事故氯氣總量計算 公司隔膜系統(tǒng)運行電流23000KA，運行電解槽共56臺；離子膜系統(tǒng)運行電流42000KA，運行電解槽18臺；氯氣事故處理時間10分鐘；因公司整流系統(tǒng)電流波動較大，氯氣水封壓力設為3KPa，對于突然動力停電，外逸氯氣主要來源于氯氣止回閥前、氯泵后的高壓氯氣，該部分氯氣約有48kg，壓力為0.2MPa；氯泵停電后，此部分高壓氯氣竄入氯氣操作氯氣操作壓力系統(tǒng)，而沖破水封的外逸量應為32kg，需用堿液進行吸收處理。對于整流未跳閘，而氯氣泵出現(xiàn)故障突停，在10分鐘內所需處理的氯氣量計算：隔膜來的氯氣量為270kg，離子膜來的氯氣量為160kg；高壓系統(tǒng)回竄的氯氣量為32kg。因此，所需要處理的氯氣總量為462kg。

1.2 處理堿量的核算（10min內） 堿液濃度的選擇：查閱資料可知，20%的堿液不宜結塊沉淀，對管道、閥門等設備不易發(fā)生堵塞現(xiàn)象，有利于堿液瞬時流動。折100%堿的消耗為520kg，吸收堿液的濃度為20%，所需的堿液量為2600kg，折堿量為2.1m3。由實驗檢測可知，將堿液量增加到4m3時，沖破水封的氯氣可基本吸收。

1.3 根據(jù)公司需要處理的氯氣量和壓力情況，吸收塔選擇Φ1200×6000，內部采用噴淋方式，便于堿液和氯氣的充

分接觸。

1.4 管徑的選擇 氯氣事故時間為10min，設定高位槽內堿液自流時間12min，ω取0.7m/s，由d=18.8v/ω，可選用4寸管作為堿路。

1.5 氯氣水封槽的選擇 根據(jù)公司整流系統(tǒng)運行情況，水封高度設置為300mm。氯氣水封槽選擇1200×500×800；水封槽氯水溢流口的管徑為Dg65。

2 事故氯處理的工藝流程

對于動力系統(tǒng)突然停電，氯氣操作系統(tǒng)出現(xiàn)大正壓后，氯氣將沖破氯氫處理氯氣水封，進入事故吸收塔；這時，水銀計開關已經輸出信號，利用直流電能，打開電磁閥，再打開風路、打開自動薄膜調節(jié)閥，使高位槽中的堿液自動流入吸收塔，吸收外漏的氯氣。生產正常時，氣動薄膜調節(jié)閥始終處于關閉狀態(tài)。（工藝流程圖見圖一)

3 事故氯處理裝置的實施方案

3.1 在電解工序和氯氣冷卻干燥工序之間的氯氣總管上開支管引入氯氣水封。

3.2 水封封300mm水柱，氯氣出口管同吸收塔相連，當氯氣壓力超過3KPa，氯氣即沖破水封，進入氯氣吸收塔。

3.3 水封槽上設一取壓口，當氯氣壓力達到2KPa，輸出受壓信號，指示電磁閥、風路、氣動薄膜調節(jié)閥迅速打開，使高位堿槽內20%堿液立即流入吸收塔，吸收外泄的氯氣。（輸出壓力低于水封壓力，便于吸收裝置提前動作，防止因吸收裝置動作時間差造成氯氣外泄；并且高位槽堿液自流時間12min，比事故時間多2min。）

3.4 當高位槽液面降到一定程度時，堿泵自動啟動，將低位槽內堿液打入高位槽。堿液在低位槽、高位槽、吸收塔間循環(huán)，吸收氯氣，直至事故處理完畢。

3.5 將槽內所有堿液打走，制作次鈉出售；重新配制堿液備用。

3.6 加強系統(tǒng)（整流與氯氫處理工段）設備之間的連鎖保護，在整流、電解、氯氫處理、鹽酸合成及調度指揮等工序增設聲光報警裝置。

4 電氣控制裝置

4.1 電氣控制工藝：（電氣控制圖見圖二） 氯氣壓力達到2KPa后，水銀開關閉合，電磁閥打開氣路，氣動薄膜調節(jié)閥被打開，堿液利用位差流進吸收塔，吸外逸氯氣。

4.2 電氣控制的特點：

4.2.1 選用了電磁閥和氣動薄膜調節(jié)閥相結合來控制堿路，并且電能采用36v直流電，避免了采用380v電源控制常開式電磁閥，電磁閥線圈經常被燒毀的情況。

4.2.2 直流電源的提供采用了整流直流電和蓄電瓶相結合的方式，而且蓄電瓶的充電可以自動進行；當全面停電時，由蓄電瓶提供直流電能，打開電磁閥。

4.2.3 水銀開關壓力即動作壓力為2KPa。這樣，可使堿液先于氯氣進入吸收塔，防止氯氣外逸；并且堿液的循環(huán)可以自動進行，若氯氣泄漏量大時，配堿槽內堿液自動打入高位槽，流入吸收塔吸收外逸氯氣。

5 運行效果及操作中應注意的問題

該裝置實施運行一年多以來，各項控制指標均能得到保證，再未發(fā)生氯氣泄漏事故；還明顯地緩解了氯氣總管和電解槽受壓的狀況，延長了電解槽的使用壽命，為電解槽開停車、檢修及氯氣泵突停提供了氯氣緊急處理裝置，并且避免了公司氯堿生產中氯氣泄漏所造成的環(huán)境污染和人身傷亡事故，也間接提高了企業(yè)的經濟效益，安全效益、社會效益比較顯著。但是實際操作中應注意以下幾個問題:①自動薄膜調節(jié)閥最好立正安裝，并設置旁通管道。②調節(jié)閥安裝時應使介質流向與調節(jié)閥標志一致；安裝在管路上以前應徹底清洗管路系統(tǒng)，以免在開始運行后運動部件被卡死或重要零件被損壞。③應用20%氫氧化鈉溶液作為吸收劑，使用一次必須更換一次。④水封液面應經常檢查加水，保持液面高度。⑤氯氣水封槽的氯水溢流口的管徑不能偏小。⑥因該裝置每年啟動時間很少，平時要定期試驗。