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氯碱化工氯气废气处理系统安全环保

摘要：氯气处理系统是氯碱生产中的重要工序，主要包括氯水洗涤塔、钛冷
却器、水雾捕集器、填料塔、泡罩塔、酸雾捕集器、氯压机、废氯气吸收塔、各
种离心泵等设备。氯气处理系统运行质量的好坏直接影响着后序系统的正常生产。
山东鲁泰氯气干燥采用三塔流程，氯气压缩输送采用透平机。介绍了氯气处理系
统的工艺流程及特点。给出氯压机压缩原理和系统组成。针对装置运行过程中出

现的问题，提出相应的安全环保解决方法。

关键词：填料;填料塔;氯压机;PLC;正压水封

1氯碱化工氯气废气处理系统安全环保流程及特点

1.1氯气处理工艺流程

从电解出来的80℃高温湿氯气，选用钛材管道输送至氯处理，首先进入氯水
洗涤塔的底部，高温湿氯气不断产出氯水，再用氯水循环泵由塔底部抽出，通过
板式换热器冷却、降温后打至塔上部进行循环冷却，除盐。过多的氯水达到设定
液位的55%时，打至电解脱氯工序。氯气温度降至45℃左右后，由塔的上部进入
两级并联的钛管式冷却器再次降温，冷却介质7℃水沿钛管冷却器壳程与管程的
氯气相向流动冷却。冷却氯气温度至11～15℃，此温度不易过低，低于9.6℃时，

容易造成Cl2·8H2O化合成物结晶，堵塞管道。钛冷却器冷凝下来的氯水由底部
进入氯水洗涤塔内。含水较多的氯气从钛冷的底部进入水雾捕集器底部，通过捕
集器内硅油棉滤芯捕集氯气中含有的水分，捕集下来的水也进入氯水洗涤塔内。
温度降低的氯气，含水量却很高，需要进行干燥。干燥塔采用一、二段填料塔和
泡罩塔，干燥介质利用浓硫酸(冬季质量分数不低于93%，夏季不低于98%夏季)
作为干燥剂。由计量泵打至泡罩塔的上部，由浓硫酸循环泵从塔底抽出浓硫酸，
经板式换热器打至泡罩层底部。硫酸不断吸收水分，达到硫酸溢流口时，硫酸就
溢流到二段填料塔，在二段填料塔内硫酸不断吸收水分，由溢流管溢流至一段填
料塔。因硫酸循环过程中温度会升高，水蒸气分压相应增高，出塔的温度也会相
继增高，浓硫酸的消耗就会增加。所以就要控制硫酸循环温度。将硫酸板换设定
温度随季节的变化控制在14～20℃之间，硫酸温度不宜控制太低，过低时，会形

成硫酸化合物，易造成管道堵塞。

2氯气处理工艺特点

(1)氯水洗涤塔、Ⅰ段填料塔、Ⅱ段填料塔、泡罩塔内采用规整填料和CPVC
材质泰勒A型花环填料。规整填料的使用，提高了塔的传质效率。当氯气中含水
量较低时，水蒸气分压很小，干燥过程的进行非常困难，因此规整填料的选择尤

为重要。CPVC填料的使用增加了气液接触面积，且CPVC填料耐高温，不易脆化，

不易破碎，一般可使用3～4年，大大减少劳动强度。

(2)钛管冷却器的换热面积F=330m2，采用7℃冷冻水进行冷却。即使在炎热
的夏季仍可将氯气温度控制在11～15℃之间。钛管冷却器和水雾捕集器冷凝下来
的氯水，一起进入氯水洗涤塔循环使用。少部分氯水定期加入循环水池中，用来
杀菌灭藻且效果显著。多余的氯水由主控人员设定参数，根据氯水洗涤塔内液位
结合现场气动阀，送往电解进行真空脱氯。3个干燥塔的硫酸板式换热器均采用
7℃水进行热量交换。7℃水由冷冻岗位的溴化锂机组提供，保证供水水温。溴化

锂机组采用PLC控制系统，为安全稳定运行提供了有力保障。

(3)浓硫酸由浓硫酸计量槽经流量计计量后加入泡罩塔最上层塔板，经降液
管逐步溢流至二层塔板，浓硫酸吸收氯气中的水分，体积逐渐增加。当泡罩塔底
部液面增加到一定高度时，浓硫酸依次逆向流入Ⅱ段填料塔、Ⅰ段填料塔、稀硫
酸槽。根据氯中含水来控制浓硫酸的加入量，同时要兼顾Ⅰ段填料塔出口硫酸质

量分数控制在75%～80%之间。

(4)氯气压缩输送采用STC—SH(9－2－VＲZ)，单台输送能力20万t/a。该

透平机自动化程度高，操作简单，每台机组现场设置可独立操作的PLC控制柜。

(5)整套工艺流程采用DCS监控系统，对氯气经各塔时的压力和温度都设置
了远传显示和信号报警，做到了在线监控。尤其是所用透平机组的各系统的温度、
压力、位移、流量和振动值都设置了报警和联锁停车信号。重要工艺参数都做了
趋势图，取点时间间隔为1s，并且每班都保存记录，便于出现异常情况时查找分

析原因。

2氯压机的原理及系统的组成和结构

2.1离心式压缩机原理

当压缩机的转子在驱动机的驱动下高速旋转时，叶轮的进口生负压，从而将
气体连续的吸入机内，气体在高速旋转叶轮强大离心力的作用下，压力得到提高，
同时动能也大为增加，随后气体在扩张的流道中流动时将这部分动能又转化为静

压能，使气体的压力得到进一步的提高，从而达到提高气体压力的目的。

2.2压缩机的系统组成和结构

2.2.1压缩机的系统组成

压缩机系统:气体压缩的核心组成，通过压缩机系统使气体的压力得