沈海军

（中盐常州化工股份有限公司氯碱分厂，江苏 常州 213000）

离子膜法制碱技术以能耗低、出碱质量高、污染小等优点，越来越多地被氯碱企业所采用，氯气处理是生产中的关键工序之一，氯气质量直接影响氯气用户的使用和安全生产。氯气处理后含水量不达标，会造成设备管道的腐蚀，给后续工段带来不安全因素，尤其是会损害氯压机、腐蚀叶轮等，因此，要严格控制氯气干燥后的含水量，中盐常州化工股份有限公司氯碱分厂控制氯气含水量为50×10-9以下。

1 氯气含水量的影响因素

1.1 湿氯气温度

来自电解槽的湿氯气所夹带的水蒸气量与其温度密切相关，温度越低，湿氯气中的水蒸气含量也越低。

压力为101.3kPa下饱和湿氯气的含水量见表1。

表1 湿氯气温度和含水量的关系

由表1可以看出，湿氯气中水蒸气的含量随温度的降低而大幅下降，因此，可以通过降低电解槽来的湿氯气的温度除去其中大部分水分，再用浓硫酸吸收余下的水分。

1.2 干燥温度和硫酸浓度

硫酸的含水量越小，温度越低，则传质推动力越大，干燥效果越好。硫酸吸收氯气中水分的干燥过程，实际上就是通过控制其浓度差和压力差来提高传质推动力的过程。在硫酸干燥氯气的过程中，存在着下列关系式：

浓硫酸吸收水的速率GA=K×F×（PH2O-P*H2O）式中，K为吸收系数；F为吸收面积；PH2O为湿氯气中饱和水蒸气分压；P*H2O为硫酸液面上方饱和水蒸气分压。湿氯气经冷却后，当进入干燥塔的温度一定时，氯气中饱和水蒸气分压PH2O也是一定的。对于给定的干燥塔，在吸收面积不变的情况下，硫酸吸收水的速率主要取决于吸收推动力（PH2O-P*H2O），因此，降低P*H2O会提高硫酸吸收水的速率GA。

提高硫酸浓度和降低硫酸温度都能降低硫酸液面上饱和水蒸气分压，是提高硫酸吸水速率的有效途径。

2 氯气含水量的控制要求

对于一定的氯气处理工序，如果工艺流程设计合理、设备配置和状况良好，配套的循环水和冷冻水等条件满足工艺设计要求，控制氯气含水量的关键在于正确的操作。

2.1 氯气洗涤冷却

氯气循环洗涤技术是高级的氯气降温、除盐、除水和除杂质技术，在国外被广泛采用。该技术的核心设备是氯气洗涤塔。由于是采用氯水作为循环介质来循环洗涤高温氯气，其对设备、管道的材质要求非常高，氯气洗涤塔普遍采用钛、增强玻璃钢或钢衬胶材料，氯气冷却器和循环泵采用钛材。该厂选用玻璃钢氯气洗涤塔和管道，造价低，同样取得了明显的效果，湿氯气的温度降到35℃左右，氯气中盐分和水分大幅度降低。具体工艺流程为电解槽来的50～90℃的湿氯气经过洗涤塔和循环氯水洗涤冷却后，温度降至30～45℃，并除去夹带杂质，通过氯气冷却器冷却，温度降至15～20℃后，再通过氯水水雾除雾器，以除去氯气中的水雾后进干燥塔。进干燥塔的氯气温度不可太高，否则，氯中含水量高，增大干燥系统的负荷，影响干燥效果，应严格控制钛管冷却器温度，含水量保持在0.44%～0.54%。氯气温度也不能太低，如果低于9.6℃，就会形成氯水结晶，阻塞设备和管道。湿氯气冷却温度偏高的处理方法，一是按工艺指标要求控制好氯水洗涤时的氯水温度和流量，确保洗涤效果；二是按工艺指标要求控制好间冷冷却器冷却水流量和温度，确保间冷后的氯气温度达标。

2.2 氯气干燥

氯气干燥工艺基本采用98%硫酸作为干燥介质，通过填料塔或泡罩塔循环喷淋吸收氯气中的水分。该厂采用的干燥塔是氯气“填料+泡罩”二合一干燥塔，由下部填料段和上部泡罩段组成，从氯气水除雾器来的氯气进入干燥塔下部，经过填料段稀硫酸和泡罩塔板段浓硫酸干燥后从塔顶出来，再进入氯气酸雾除雾器除去夹带的硫酸送至氯压机，通过这套硫酸干燥工艺技术，硫酸耗通常能够低至18～20 kg/t，氯气中水质量分数能够控制为0.004%左右。出干燥塔的稀硫酸的浓度最好控制为75%以上，在浓硫酸用量一定的情况下，浓硫酸浓度越高，吸水效果越好，氯气中的含水越低。另外，在浓硫酸浓度一定的情况下，严格按照氯碱生产负荷调节好进干燥塔的浓硫酸的流量也非常重要。出干燥塔的硫酸浓度偏低的处理方法，一是调节好进塔酸浓度和流量；二是调节好硫酸循环量，使干燥塔在适宜的液气比条件下操作。

2.3 氯气干燥温度

干燥塔出口的氯气温度一般控制为15～25℃，主要通过调节稀硫酸的温度进行控制。硫酸的温度是影响干燥效果的重要因素，硫酸温度过高，则硫酸液面上的蒸汽分压过高，压力差减少，干燥效果不好。硫酸的温度过低，在降到一定温度时会结晶。正常情况下，稀硫酸温度控制在20℃左右，浓硫酸温度控制在10℃以上。出干燥塔氯气温度偏高的处理方法，一是降低进塔酸温；二是调整干燥塔的液气比，加大塔酸循环量到适宜状态；三是降低进塔湿氯气温度。平时加强巡回检查，严格监控中控指标尤为重要。该厂在2009年5月发生过因为干燥塔内置冷却器发生破损，导致冷冻盐水进入塔内，进而引起出塔氯气温度不正常升高的情况，因为发现及时，采取紧急停车，避免了事态的发展，后加紧进行塔内清理，几天后，得以顺利开车。总结经验教训，认识到加强班组员工的培训，提高员工的工作责任心很关键，要及时发现问题并正确处理。