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氯气处理工艺设计说明书
四川理工学院本科毕业设计 目录
四川理工学院毕业设计

80kt/a烧碱装置氯气处理工序工艺设计
），Pa
-48
不凝性气体（假设为空气下同），kg/t100％NaOH
15

kmol
水蒸汽，kg/t100％NaOH
310

成分％（干基）（V/V）
96
气体总量， kg/t100%NaOH
1215
2、%（如果用透平压缩机输送氯气，则要求含水量小于100ppm）。
氯气处理工艺介绍
四川理工学院本科毕业设计 第一章 总论
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四川理工学院本科毕业设计 第一章 总论
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氯气处理目的
由电解槽阳极析出的氯气温度可达到90℃以上，并伴有饱和水蒸汽且夹带盐雾等杂质，这种湿氯气对钢铁及大多数金属有强烈的腐蚀作用，只有少量的贵、稀有金属或非金属材料在一定条件才能抵抗湿氯气的的腐蚀。
因此给氯气的输送、使用、贮存等都带来了极大的麻烦和困难。而干燥后的氯气对钢铁等常用的金属材料的腐蚀作用在通常的条件之下是比较小的。
氯气处理是氯碱生产中的关键工序，氯气处理运行的质量直接影响电解装置安全、稳定生产以及电解槽运行的质量和寿命。处理后的氯气质量直接影响着液氯装置运行质量和其他用氯装置的生产运行。
由上述腐蚀速率表可知，随着氯气中含水分的增加，每年的腐蚀速率也在增加。因此湿氯气的脱水和干燥是生产和使用氯气过程的需要。可见氯气处理的目的就是要除去湿氯气中的水分，使之成为含水分量甚微的干燥氯气以适应、满足氯气输送、生产、使用的需要。
所谓的氯气处理就是将电解槽阳极室电解析出的饱含水蒸气的高温湿氯气进行冷却除沫、干燥脱水、除雾净化、再加压输送到各个用氯使用部门。经过处理后的氯气中“含湿量”降低到100ppm 以下，基本不含酸雾的洁净合格氯气[1]。
氯气处理工艺原理
国内各氯碱企业选择不同的氯气处理生产工艺，控制水平和操作要求也大不相同，处理后的氯气质量特别是氯中含水也有差异。
氯气处理的核心任务便是脱水，脱水方法一般有如下三种：冷却法，吸收法，冷却及吸收法。冷却吸收法是国内广泛采用的一种氯气处理方法。氯气处理的工艺流程主要包括四部分：冷却除沫、干燥脱水、除雾净化、压缩输送。
氯气处理中一般要先冷却，在干燥，其原理大致如下：在相同压力下，气相温度每下降10℃，湿氯气中含水量几乎下降一半。若湿氯气温度由90℃下降至15℃，%。因此通过冷却可以除去气相中绝大部分水分，从而可以大大降低干燥负荷，同时也降低了用作吸收剂的浓硫酸的用量。经过冷却，湿氯气中的水分降低了98%以上。然后将氯气中余下的水分用浓硫酸脱除，干燥塔最佳进塔温度为12-18℃[2]。
氯气处理工艺的选择
一、冷却工艺
氯气冷却方式主要有直接冷却与间接冷却两种。工业采用的工艺流程一般有以下两种：一是采用两级间接冷却；二是采用间接冷却和直接冷却相结合。
氯气两级间接冷却法采用2级钛列管冷却器冷却后经酸雾捕集器送入干燥工序。一般用于规模低于5万吨/年烧碱装置。如图1-1。
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图1-1 氯气二级间接冷却工艺流程图
氯气间接冷却和直接冷却相结合的工艺是先经填料洗涤塔洗涤后，进入一段钛列管冷却器冷却后经酸雾捕集器送入干燥工序。如图1-2。
图1-2 氯气间接冷却和直接冷却相结合的工艺流程图
从使用单位对两种工艺的使用经验比较，采用填料洗涤塔代替一段钛冷能更好的除去湿氯气中夹带的盐雾，故选用间接冷却与直接冷却相结合的工艺更优越[3]。
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二、干燥工艺
氯气干燥工艺最常用的工艺有两种：一是“填料+筛板”二合一塔工艺；二是“一级填料塔”和“二级填料+泡罩塔”二级复合塔模式，形成两级干燥工艺。
采用二合一塔干燥工艺，干燥后的氯气含水量约300ppm，可满足氯气压缩采用纳氏泵的含水要求。采用二级复合塔的两级干燥工艺，干燥后的氯气含水量≤100ppm，可以满足氯气压缩采用离心式压缩机（小型透平机）的含水要求[4]。
二合一塔工艺干燥效果比一级填料塔效果好，但总体效果二级干燥工艺更好，且泡罩塔有更好的操作弹性，对总体工序的调节更有利。
最终确定选