液氯氣化卸車工藝的優(yōu)化設(shè)計

郝立偉，于 軍（藍(lán)星（北京）化工機械有限公司，北京100176）

目前工業(yè)上的液氯主要來自于燒堿行業(yè)，而眾多燒堿企業(yè)的液氯不能自我消化吸收，只能對外銷售。很多用氯企業(yè)考慮到氯的生產(chǎn)成本及工藝復(fù)雜程度，采取直接采購液氯的方式?；谝郝鹊膽?yīng)用廣泛性、危害性、生產(chǎn)成本高的特性，液氯的采購、運輸、卸車就顯得極為普遍，而卸車已成為影響生產(chǎn)的關(guān)鍵一環(huán)。

1 液氯槽車3種卸車方案的優(yōu)缺點

目前在液氯卸車工藝上主要有3種卸車方式，即空壓卸車、位差卸車和氣化卸車。

（1）空壓卸車工藝是將具有一定壓力的空氣通到液氯槽車內(nèi)，利用槽車和儲罐的壓差將液氯卸至儲罐內(nèi)。由于空氣的不斷進(jìn)入降低了氯氣的純度，而且加大了尾氣處理的成本。此工藝對空氣的含水量有較高要求，否則會對生產(chǎn)帶來一定的安全隱患。

（2）位差卸車工藝是設(shè)置一臺液氯中間槽（地下），液氯通過槽車與中間槽的位差卸至中間槽，再通過屏蔽泵將中間槽內(nèi)的液氯送至液氯儲槽。這種卸車工藝需要配備專門的卸車泵，同時為了保證泵的正常運轉(zhuǎn)，液氯中不能含機械雜質(zhì)（這在常規(guī)燒堿行業(yè)生產(chǎn)過程中是難免的），否則會造成屏蔽泵的損壞；鑒于屏蔽泵安全氣蝕余量大的特性，需要設(shè)置較深的泵池。基于以上因素必然給用戶增加了設(shè)備采購成本、設(shè)備安裝成本、設(shè)備運行成本及勞動強度等，可見此工藝并不理想。

（3）氣化卸車工藝是將槽車內(nèi)的液氯送至氣化器，在氣化器內(nèi)氣化變?yōu)閹в幸欢▔毫Φ穆葰猓ǘ酁?.6 MPa），氯氣進(jìn)入槽車氣相部分，槽車壓力增大，通過槽車與儲罐的壓差將液氯壓至儲槽。由于進(jìn)氣化器的液氯流量是靠氣化壓力控制，初期流量較小，氣化速率較慢；卸車過程中氣化量不可控制，導(dǎo)致整個卸車時間較長。

2 所選方案介紹及技術(shù)要點

（1）采用第三方案，即氣化卸車方案，并做出了方案優(yōu)化設(shè)計?，F(xiàn)采用磁力泵作為液氯輸送的動力源，液氯儲罐內(nèi)的液氯通過磁力泵送至卸車氣化器氣化加壓，加壓后的氯氣通過卸車氯氣緩沖罐、卸車氯氣分配臺、卸車鶴管進(jìn)入槽車頂部，帶壓氯氣將液氯壓至液氯儲罐。

（2）采用液氯磁力泵作為卸車的動力源，保證生產(chǎn)安全、無泄漏。此泵為雙殼體磁力泵，泵罐一體提供；磁性材料采用特殊釤鈷合金，充分保證整機使用壽命大于20 a；自帶泵內(nèi)部回流，確保泵長期可靠的運行；安裝簡易，安裝高度只需與最低液位保持1.5 m即可，土建工程量較小。磁力泵安裝簡易流程和安裝高度簡圖見圖1。

圖1 磁力泵簡易流程和安裝高度簡圖

（3）氣化器采用套管式換熱器，內(nèi)外套管均采用無縫鋼管，材質(zhì)分別為Q345B和20號鋼。內(nèi)管走液氯，外管走熱水，保證了液氯的完全氣化，不會造成三氯化氮的聚集。設(shè)備制作簡圖見圖2。

圖2 氣化器簡圖

（4）設(shè)置監(jiān)測儀表，通過調(diào)節(jié)閥組精確控制卸車壓力，保證安全。進(jìn)入氣化器的液氯流量通過調(diào)節(jié)閥組控制，并與氣化緩沖罐內(nèi)的氯氣壓力連鎖，始終保證卸車壓力的平穩(wěn)。熱水上水管道設(shè)置現(xiàn)場和遠(yuǎn)傳控制室的溫度檢測儀表，時刻監(jiān)測熱水溫度。卸車鶴管的氣相和液相分別設(shè)置壓力監(jiān)測儀表，保證了控制室和現(xiàn)場都能檢測到液氯卸車的壓力。在主要設(shè)備附近設(shè)置有毒報警裝置，時刻監(jiān)測現(xiàn)場氯氣的含量。

（5）通過設(shè)置安全閥、過濾器、取樣口等輔助安全措施，保證卸車安全。在氣化器入口管液氯管道和氯氣緩沖罐上安裝安全閥；設(shè)置液氯卸車管道上設(shè)置籃式過濾器，除掉液氯中的雜質(zhì)；在熱水回水管道上安裝取樣檢測口，定期檢測熱水pH值；在氣化器液氯入口管道和分配臺上設(shè)置氮氣吹掃口，卸車前后對系統(tǒng)進(jìn)行置換。

（6）合理化布置和流程優(yōu)化，方便維護(hù)、并簡化操作流程。設(shè)備布置方案中只有鶴管在卸車現(xiàn)場露天布置，氣化器、緩沖罐及分配臺自動控制閥門組等均布置在廠房內(nèi)；尾氣處理的所有管道在一個分配臺上匯集，集中操作；這種布局和優(yōu)化有利于設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，減少了操作人員的工作強度。相關(guān)氣化設(shè)備布置簡圖見圖3。

圖3 氣化設(shè)備布置簡圖

（7）氣化氯氣緩沖罐的設(shè)置。在氣化器后設(shè)置氯氣緩沖罐，緩沖罐為熱水夾套結(jié)構(gòu)，可以對氯氣中夾帶的液氯液滴進(jìn)行二次氣化，保證氣化完全；同時緩沖罐對氣化氯氣起到穩(wěn)壓作用，保證卸車壓力的穩(wěn)定。

3 其他注意要點

（1）此方案需保證熱水的溫度不超過40℃，溫度不能忽高忽低，波動范圍建議為38～40℃，否則造成卸車壓力的不穩(wěn)定，影響卸車速度和卸車安全。

（2）由于此工藝對液氯流量進(jìn)行自動控制，所以必須保證調(diào)節(jié)閥流量選擇的精確性。根據(jù)氣化壓力、卸車時間、槽車體積等參數(shù)計算所需氣化氯氣的流量，從而得到液氯的流量，該方案流量控制在0.15～0.20 m3/h。

（3）在分配臺和液氯管道等經(jīng)常操作部位安裝兩道閥門，均使用氯氣專用閥門，閥門密封面為凹面（FM），壓力等級為 PN25。

（4）法蘭之間的密封墊片材質(zhì)為RPTFE（改性聚四氟乙烯墊），此墊片具有耐磨強，耐蠕變性好，機械強度高等特點。

4 結(jié)論

該卸車方案站在設(shè)計角度，通過采用自動化控制、雙殼體磁力泵、輔助安全設(shè)施、合理化的布局及流程優(yōu)化等措施，保證了液氯卸車的安全性和穩(wěn)定性，并降低了操作人員的勞動強度，希望對相關(guān)涉及液氯企業(yè)有所幫助。