氯氣處理工序事故水封的技術(shù)改造

屈彪

（河南聯(lián)創(chuàng)化工有限公司，河南 濟源 459000）

氯氣處理工序事故水封的技術(shù)改造

屈彪

（河南聯(lián)創(chuàng)化工有限公司，河南 濟源 459000）

通過對氯氣處理工藝過程中的水封工作原理進(jìn)行分析，設(shè)計了正負(fù)壓一體水封裝置。該裝置優(yōu)化了生產(chǎn)工藝，節(jié)約了運行成本，能達(dá)到預(yù)定的使用效果。

正壓水封；改進(jìn)；燒堿；透平機

氯氣處理工序的穩(wěn)定，直接關(guān)系到上游電解槽穩(wěn)定壓差、下游合成及液氯工段的正常運行。為保持氯氣總管壓力的穩(wěn)定，大多使用正壓和負(fù)壓2個水封，來保證氯氣總管壓力穩(wěn)定在-3～3 kPa。

1 現(xiàn)有水封裝置結(jié)構(gòu)

來自電解工序的80～85℃的高溫濕氯氣，在進(jìn)入氯水洗滌塔之前先經(jīng)過正、負(fù)壓水封。正、負(fù)壓水封是保證在電解槽開停車、檢修及系統(tǒng)壓力異常情況下氯氣壓力穩(wěn)定的關(guān)鍵設(shè)備，結(jié)構(gòu)圖見圖1。

1.1 水封工作原理

若氯氣總管壓力過高，氯氣在送入洗滌塔之前會沖破事故正壓水封（圖1a）進(jìn)入除害塔，確保氯氣總管壓力≤3 kPa；由于采用氯氣透平壓縮機進(jìn)行氯氣輸送，在開停車過程中，透平機可能發(fā)生“喘振”現(xiàn)象[1]，從而在短時間內(nèi)產(chǎn)生較大的負(fù)壓[2]，為避免設(shè)備被抽癟或損壞，設(shè)置事故負(fù)壓水封（圖1b），使空氣沖破事故負(fù)壓水封進(jìn)入氯氣總管[3]，確保氯氣總管壓力≥-3 kPa。通過2個水封的共同作用，使氯氣總管壓力維持在相對穩(wěn)定的狀態(tài)。

圖1 現(xiàn)有事故水封結(jié)構(gòu)圖

1.2 現(xiàn)有水封的不足

目前河南聯(lián)創(chuàng)化工有限公司采用的水封皆為正、負(fù)壓分體式水封。

現(xiàn)有水封主要存在以下幾點不足。

（1）空間利用率低?，F(xiàn)有水封在安裝時，需要準(zhǔn)備2個水封的占地面積以及相應(yīng)的頂部空間。在設(shè)備和管道繁雜的生產(chǎn)現(xiàn)場，使得原本就不寬裕的空間變得更加擁擠。

（2）事故隱患增多?，F(xiàn)有水封各有1根管道通過三通管與氯氣總管相連，管道與水封之間采用法蘭連接。接口越多，發(fā)生泄漏的概率就越大；在長期使用過程中，螺母容易被氧化銹蝕，從而為事故的發(fā)生埋下更多隱患。

（3）建設(shè)成本增加。由于每個水封均需要1根管道與總管連接，在施工過程中，不僅需要布置2根相同的管道，而且需要在樓層間開鑿2個相同的圓孔，在一定程度上增加了設(shè)備安裝成本。

（4）水資源浪費嚴(yán)重。氯氣總管在正常生產(chǎn)過程中的壓力并不是穩(wěn)定不變的，總管壓力會隨著上下游工序的進(jìn)行而有小幅波動，從而使得正負(fù)壓水封水位上下變化。為了保證水封壓力，通常情況下，需要循環(huán)水入口保持小流量常開。2個水封的設(shè)計需要雙倍的水流量，會造成水資源的浪費。

2 技術(shù)改造

為解決現(xiàn)有水封存在的多種不足，簡化工藝及設(shè)備安裝過程，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，故設(shè)計正負(fù)壓一體水封，結(jié)構(gòu)示意圖見圖2。

圖2 正負(fù)壓一體水封結(jié)構(gòu)示意圖

2.1 結(jié)構(gòu)分析及工作原理

正負(fù)壓一體水封將現(xiàn)有2個水封簡化成1個水封，即只需要1根管道與氯氣總管相連就可以實現(xiàn)原有2個水封的功能與作用。該水封主體結(jié)構(gòu)分上下2層，中間用帶圓孔隔板隔開，上層為負(fù)壓水封，下層為正壓水封。水封水先注入負(fù)壓水封，然后經(jīng)中間連接管道注入正壓水封。根據(jù)技術(shù)要求，確定插入水中的水封管道長度為300 mm。注水口位于水封正上方，出水口位于離底部400 mm的位置（連通管距離底部100 mm）。排污口位于水封最下端，方便檢修時排出水封底部的污泥。

當(dāng)氯氣總管壓力高于3 kPa時，氯氣沖破正壓水封，去除害塔進(jìn)行除害[4]。當(dāng)氯氣總管壓力低于-3 kPa時，大氣壓沖破負(fù)壓水封，進(jìn)入氯氣總管，增大氯氣總管壓力。通過2個水封的共同作用，使氯氣總管壓力始終維持在-3～3 kPa，從而保護管道和后續(xù)設(shè)備的安全。

2.2 一體水封的優(yōu)點

與現(xiàn)有水封對比，正負(fù)壓一體水封結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，但長遠(yuǎn)來看，其主要有以下幾點優(yōu)勢。

（1）節(jié)約占地面積。相比于傳統(tǒng)分體式水封，正負(fù)壓一體水封在結(jié)構(gòu)上更為緊湊，僅需原來1個水封的占地面積就能滿足自身功能的發(fā)揮。

（2）降低材料損耗。一體水封在設(shè)計安裝時，相比于分體水封，減少了1根與總管相連的管道和其他配套的焊接材料，在一定程度上降低了材料的損耗。

（3）設(shè)備安裝方便。正負(fù)壓一體水封在安裝時，僅需在氯氣總管上連接1個法蘭就可以實現(xiàn)穩(wěn)定氯氣總管壓力的目的。

（4）降低事故隱患。由于在氯氣總管上的接口減少，相比于現(xiàn)有的工藝，減少了可能發(fā)生事故的設(shè)備，降低了事故發(fā)生的風(fēng)險。

（5）節(jié)約水資源。正負(fù)壓一體水封僅需1個進(jìn)水管，就可確保2個水封的水量滿足生產(chǎn)需求。相比于原有設(shè)計，可以節(jié)約一半的用水量。

3 結(jié)論

對于現(xiàn)有水封存在的問題進(jìn)行技術(shù)改造，不僅能實現(xiàn)原有水封保證氯氣總管壓力穩(wěn)定的目的，又能在很大程度上節(jié)約資源，簡化安裝流程，提高了設(shè)備整體性，且有助于實現(xiàn)節(jié)能減排。

［1］王世周，許 義，吳建華．氯壓機改造總結(jié)．中國氯堿，2013，（11）：31－32＋48．

［2］Baumhof P，Mazitschek R，Giannis A．A Mild and Effective Method for the Transesterification of Carboxylic Acid Esers．Angew Chem Int ED，2001，40：3 672－3 674．

［3］黃山山．氯氣事故負(fù)壓水封跑氯原因及改進(jìn)．廣州化工，2011，（17）：110－111．

［4］韋其興．氯堿生產(chǎn)中廢氯氣的處理方法．中國氯堿，2009，（08）：36－38．

Technicalinnovation in accidentwater sealofchlorine and hydrogen treatmentprocedure

QU Biao

（Henan LIAN ChemicalCo.,Ltd.,Jiyuan 459000，China）

Based on the analysis of the working principle of water seal in the process of chlorine gas treatment，a positive and negative pressure integral water seal device is designed.Through theoretical analysis and mutual exchange，the device can achieve the intended use effect，thereby optimizing the production process，saving the operating costs.

positive pressure seal；improvement；cuastic soda turbine compressor

TQ124.4+16

B

1009－1785(2017)08-0015-02

2017-05-06