Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
На рис. 4-20 приведена схема охлаждения, сушки и комприми-рования хлора, применяющаяся на многих заводах. В промышленности используются и другие аналогичные схемы, отличающиеся решением тех или иных узлов. 1
Хлор, выделяющийся в электролизерах, содержит пары воды в количестве, соответствующем парциальному давлению их над раствором анолита. При рабочей температуре электролиза 90—95 °С парциальное давление паров воды над анолитом и электролитическими щелоками составляет примерно 400—500 мм рт. ст. Влаго-содержание 1 м3 хлора и водорода * в этих условиях составляет от 0,9 до 1,5 кг.
* Объем газа приведен к нормальным условиям.
Влажный хлор
Оборотная вода
Концентри-Ровам™ комприми* H 2» O4 роданный
хлор
Рис. 4-20. Схема охлаждения, осушки и компримирования хлора;
і — гидрозатвор; 2 — дехлоратор; з — смеситель; 4 — башня для охлаждения хлора; 5 — башни для сушки хлопа-6 фильтры серной кислоты; 7 — холодильники серной кислоты; 8 — насосы для серной кислоты; 9 — напорный бак крепкой серной кислоты; 10 — башни для улавливания брызг серной кислоты; ц — приемник концентрированной кислоты* 12 — Фильтр для хлоргаза; 13 — тРУбокомпрессор; 14 — холодильник первой ступени; 15 — холодильник второй ступени-' Тлнас2сы; 17 сб0Рник отработанной кислоты; 18 — бак для отдувки хлорэ из кислоты; 19 — башня для улавливания хлора; 20 — бак для раствора гипохлорита натрия; 22 — хвостовой вентилятор
Устройства для удаления газов электролиза и первичной их обработки предназначены для равномерного отсоса водорода и хлора из электролизеров, их охлаждения и конденсации основного количества паров воды, дальнейшей осушки газов и компримирования с последующим транспортированием по трубопроводам на переработку и использование.
Для охлаждения хлора и конденсации основного количества паров воды ранее широко применялись керамические холодильники — целляриусы, орошаемые снаружи водопроводной водой. Применялись также холодильники из стеклянных труб. Вследствие низкого коэффициента теплопередачи, громоздкости этих холодильников, хрупкости, чувствительности к колебаниям температуры, трудности поддержания герметичности многочисленных соединений, холодильники такого типа уступили место холодильникам смешения, в которых охлаждение хлора осуществляется в башнях, орошаемых холодной водой, как это показано на рис. 4-20. Непосредственный контакт между хлором и охлаждающей водой позволяет создать компактные аппараты для охлаждения хлора и полнее очистить хлор от брызг и тумана электролита. При противотоке газа и воды экономно расходуется охлаждающая вода и достигается хорошее охлаждение хлора с малым перепадом температур между отходящим охлажденным хлором и поступающей охлаждающей водой. Сообщается [83], что при промывке и охлаждении хлора в башнях содержание хлористого натрия снижается с 30 до 10 мг/м3 хлора, а количество хлор-органических соединений — с 40 до 30 мг/м3.
Для лучшего охлаждения хлора иногда применяют двухступенчатое охлаждение его в холодильнике смешения. Обычную водопроводную воду, используемую для первичного охлаждения, подают не на верх аппарата, а ниже. Верхнюю же часть холодильника смешения орошают артезианской или захоложенной водой. Более глубокое охлаждение хлора позволяет уменьшить затраты серной кислоты на его сушку, однако охлаждение хлора ниже 10 °С не рекомендуется, чтобы не допустить образования кристаллов гидрата хлора Cl2 •8H2O.
При использовании поверхностных холодильников для охлаждения хлора конденсат, образующийся в количестве до 400—450 л/т хлора (в зависимости от начальной температуры хлора)ч, насыщен хлором. Перед спуском в канализацию такой конденсат должен быть обезврежен (обесхлорен) во избежание потерь хлора и отравления атмосферы при выделении хлора из канализационных вод.
При охлаждении хлора в холодильниках смешения количество хлорной воды увеличивается в несколько раз, так как к образующемуся конденсату необходимо прибавить на 1 т Cl2 от Д,6 до 2,5 м3 воды, используемой для охлаждения хлора (в зависимости от температуры воды). При этом потери хлора с охлаждающей водой могут достигать нескольких процентов от общего количества вырабатываемого хлора. Для максимального снижения потерь хлора необходимо поддерживать правильный режим работы холодильника смешения,
I додавая минимально необходимое количество воды и поддерживая : возможно более высокую ее температуру (до 70 °С) после холодиль-\ ника смешения. Чтобы снизить потери хлора и улучшить санитарные условия работы, принимают меры к полезному использованию I растворенного хлора и обезвреживанию сбрасываемой в канализа-• цию воды.
м Для удаления основного количества хлора из воды после холо-Ї дильников смешения ее нагревают до температуры кипения и отпаривают хлор, Пары воды вместе с хлором возвращаются вновь в холодильник смешения. Для более полного удаления хлора, растворенного в воде, ее подкисляют соляной кислотой. При этом реакция^ гидролиза хлора Cl2 + H3O ^ HCl + HClO сдвигается влево.
Для окончательного обезвреживания хлорной воды перед сбросом в канализацию'ее обрабатывают веществами, легко вступающими j в реакцию с хлором, или пропускают горячую воду через аппарат с насадкой из кусков графита [84]. В качестве насадки используют остатки отработанных графитовых электродов. Содержание раство-; ренного хлора в воде после такой очистки снижается до 0,1—0,2 г/л. Перед сбросом в канализацию воду многократно разбавляют холодной водой, как это показано на рис. 4т-20.
