摘 要 介紹了液氯氣化的工藝過程及所采取的相應安全措施。
關鍵詞 液氯 氣化 安全
氯氣作為重要的工業原料,在我國工業(特別是化工)生產中有著十分廣泛的用途。液氯是低壓液化氣體,屬于危險品。因此如何確保液氯氣化在使用中的安全,是廣大液氯用戶非常關注的問題。
液氯多由鋼瓶氣相出料。鋼瓶自身的氣化氯氣量(特別是冬季)有時不能滿足生產需要,常采用對鋼瓶直接加熱的方法,以加速氣化。這種方法有可能使液氯溫度急劇上升,引起液氯鋼瓶或緩沖罐內超壓或安全塞熔化,導致事故發生。還有相當一部分用戶采用鋼瓶液相出料法。出鋼瓶的氯氣進入帶加熱套的氣化罐進行氣化(氣化罐屬三類壓力容器),夾套內通常通蒸汽或熱水加熱。通蒸汽可造成罐內液氯急劇氣化而不易控制;通熱水則需增加一套熱水循環裝置(如熱水罐、熱水泵等)。
最不安全的因素是:氯堿生產中所使用的原料——工業食鹽和水,會不可避免地帶入銨類物質。用含有銨離子的精制鹽水進行電解反應時,銨離子則與電解產物氯氣發生化學反應,生成三氯化氮。后者隨氯氣一道進入液氯生產系統。當氯氣被液化時,三氯化氮也被液化混入液氯內。用戶在使用氯氣時,氣化罐內逐漸會貯存由氯氣液化裝瓶時一同液化帶來的三氯化氮。而三氯化氮的沸點比液氯的沸點要高得多(三氯化氮沸點>71℃),液氯沸點-34.6℃)。液氯中三氯化氮的爆炸危險含量為5%。當氣化罐內液氯不斷氣化時,三氯化氮則不氣化或氣化不完全,久而久之,三氯化氮就會富集而達到一定濃度,且在一定條件(如振動、陽光、有機物作用等)下,則可能導致氣化罐爆炸。
筆者參加過國內一些液氯用戶的生產裝置設計,設計所采用的是鋼瓶液相出料,再經排管式氣化器加熱氣化,同時采取下述工藝及安全措施,進而達到穩定、安全氣化液氯的目的。實踐證明,該法對廣大液氯用戶是切實可行的。
2液氯氣化工藝及安全措施
為了操作方便、穩定、安全、可靠、易行,筆者建議采用如圖所示的工藝流程及如下安全措施:
2.1 液相出料并配備安全、可靠、方便的流量、氣化溫度控制系統
由鋼瓶液相出來的液氯經氣動調節閥進入排管式氣化器氣化,其流量則根據后系統工藝需要由緩沖罐上的壓力反饋自行調節。氣化器用熱水加熱(在閥門關不嚴或儀表失靈的情況下,使用熱水比使用蒸汽要安全得多)。其熱水溫度控制在40~45℃。(通過氣動調節閥調節蒸汽通量控制)。這樣,可避免因誤操作(即關閉后系統閥門,使液氯氣化系統形成一個獨立的封閉系統,而仍在通氯和加熱)導致超壓爆炸的危險,同時還可使液氯氣化穩定可靠,操作簡單。
2.2 氣化器廂內排管無焊縫
排管式氣化器廂體內的排管沒有焊縫,均整管制作,其焊縫設計在廂體外的彎頭處,從而可避免焊縫受熱和內外兩面腐蝕。
2.3 氣化器和緩沖罐中沒有排污口
整個系統液氯貯存量和殘存三氯化氮量相當少,即事故發生的機率本來就相當低。為了安全,氣化器和緩沖罐中還設有排污口,定期排放殘液,以防止氯化氮積存。
2.4 設備管道要符合有關要求
鋼瓶對外連接采用經退火處理的紫銅管,并經耐壓試驗合格后方可使用。所采用的氣化器、管道、緩沖罐等應符合《壓力容器安全技術監察規程》的要求。
2.5 壓力表、溫度計、安全閥安裝用隔離式 系統中設備和管道上所有的壓力表、溫度計、安全閥均采用隔離式,以防氯的腐蝕而造成計量不準。
2.6 緩沖罐頂部裝安全閥
本系統裝有壓力報警(PICA)裝置,超壓時操作室會發出警報。異常情況下,系統超壓而不能自動泄壓時可導致超壓爆炸。故為了安全在緩沖罐(三類容器)頂部要安裝安全閥進行安全保護。一旦安全閥起跳.外泄氯氣用管道引入事故堿破壞塔處理。
3 結語
液氯鋼瓶液相出料,采用排管式氣化器,可避免直接對鋼瓶加溫,且液氯貯存量和殘存三氯化氮量均比缸式汽化器要少得多。液氯氣化過程采用上述工藝及安全措施.可大大增加液氯使用的安全、可靠性,同時可使操作更加方便和穩定。
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