杨小军

（唐山三友氯碱有限责任公司，河北 唐山 063305）

唐山三友氯碱有限责任公司（以下简称“唐山三友”）隶属于唐山三友集团，公司主要产品有32%液碱、50%液碱、盐酸以及多种型号PVC。其中，烧碱系统的氯氢处理工序主要对氯气进行洗涤冷却、除雾、干燥、压缩输送处理，对氢气进行冷却、除水、压缩输送处理。

1 氯气干燥工艺流程

电解生产的高温湿氯气夹带盐雾，湿氯气经过洗涤塔进行冷却洗涤后，经过钛管冷却器冷却，再由水雾捕集器除水，通过氯气干燥塔进行除水干燥，通过酸雾捕集器去除酸雾，达到工艺指标要求，经过氯气压缩机压缩后输送至合成工序，用于氯化氢合成。氯气干燥流程图见图1。

2 氯气干燥塔简介

图1 氯气干燥流程图

氯气干燥塔作为氯氢处理系统的关键设备，其运行状态影响氯气指标是否满足生产需求，关系到整个烧碱系统的安全与稳定。

（1）结构组成

氯气干燥塔原始设计为填料-泡罩组合塔结构，直径较大、高度较高，采用PVC/FRP复合材质。设备本体分为上部分泡罩层和下部分填料层2个部分，其中泡罩层部分为5层塔板，采用PVC材质，每层塔板内部用哈氏合金管冷却，使浓硫酸吸收氯气中水分而产生的热量冷却，降低硫酸表面的水蒸气分压，提高吸收效果。填料层填装有Ø73×27.5×4梅花环填料，材质为CPVC。

（2）结构特点

氯气干燥塔采用2种不同的塔型串联组合，流程结构紧凑，占地面积较小，充分发挥了填料塔操作弹性大和泡罩塔处理量大、干燥效率高的优势。

（3）工作原理

氯气干燥采用浓硫酸作为干燥剂，因为浓硫酸具有较高的脱水效率、不与氯气发生反应，氯气在浓硫酸中的溶解度低等。氯气的干燥，是在硫酸与湿氯气接触后，通过硫酸吸收氯气中的水分实现的。因此，氯气干燥的实质是水从氯气中扩散至浓硫酸中的传质过程。

3 运行中存在的问题

（1）塔板频繁泄漏

氯氢处理工序氯气干燥塔为玻璃钢材质，因长时间运行氯水腐蚀、设备老化，设备塔体、塔盘变形较大，经测量因变形，造成塔盘水平度偏差约10 mm左右，严重影响塔盘内部酸液位层，造成塔盘内硫酸液位偏离。其次受变形影响，部分塔盘出现泄漏、泡罩损坏脱落等现象，设备的故障状态直接导致氯气干燥效果变差，影响了整体烧碱系统的安全稳定运行。

为保障生产需求，只可在每次停车检修期间对氯气干燥塔进行拆检，维修过程处理困难，为最大程度保护塔盘只能将酸放净，且不能进行水冲洗，从而造成极大的安全与环保隐患。

（2）冷却水管线堵塞

冷却水管线为碳钢材质，运行时间较长，管线内部腐蚀结垢严重，造成哈氏合金管堵塞，严重影响干燥塔运行温度，需经常进行反冲洗，增加了操作人员工作量。

4 设备改型升级

为了解决上述问题，防止发生安全事故，降低检修频次，相关技术人员结合现有工况制定设备改型升级方案，利用系统大修机会将原塔拆除，安装新塔，配套安装冷却水及其塔体连接管道，同时对原设备结构进行改造。

（1）设备结构型式改变

新体采用新式塔体塔盘结构，具有补偿功能，避免设备因塔体变形造成频繁损坏问题。

利用原塔哈氏合金管，将管线进行重新疏通，投入使用，降低设备投资费用。

（2）冷却水管线改造

将5℃冷却水由碳钢材质更换为不锈钢材质，并在每层塔板进出水管线末端增加大口径反冲洗甩头及配套排污反冲系统，制定清理周期，减缓哈氏合金管堵塞状况。

5 改造后运行状况

氯气干燥塔自完成更换投入使用后，运行平稳，运行指标正常，前期存在的问题均得到有效解决。不仅保障了烧碱系统安全、稳定运行，同时降低了塔体本身检修频率。设备更换后各层塔盘鼓泡恢复正常，硫酸加入量与浓度控制精细化，有利于减少浓硫酸耗用量。

6 效益分析

6.1 安全效益

该项目确保了烧碱系统的长期安全稳定运行，延长了设备使用寿命，降低了因原塔长周期故障状态所造成的突发停车以及人身伤害事故的可能性，从而保障了整体生产系统的安全稳定运行。

6.2 经济效益

（1）检修成本

因塔盘频繁泄漏，造成单次拆检、更换塔体垫片、吊车及人工费用约10万元，新塔更换后年可创效约12万元。

（2）稳产创效

因原干燥塔塔板泄漏，部分塔盘丧失氯气干燥效果，在更换前，因该塔处于故障状态，硫酸耗用量平均为16.5 kg浓硫酸/t烧碱。

干燥塔改造更换后，塔体压降降低，各项指标均达标，硫酸消耗指标平均为15 kg浓硫酸/t烧碱，该套烧碱生产线按24万t/a产能核算，浓硫酸采购价格按418元/t计算，则硫酸降耗节约生产成本约为15万元。

7 结语

经过更换新型塔体不仅提高了设备在线率，降低了故障状态下运行的安全风险，同时促使指标细化调控，降低硫酸消耗，保障设备长周期稳定运行的基础上，为生产运行带来安全与环保效益。