Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
Основным критерием для выбора производственной схемы сжижения, естественно, является стремление иметь минимальную стоимость сжижения. Помимо этого, выбор схемы во многом определяется составом исходного хлоргаза и наличием или отсутствием на заводе потребителя абгазов сжижения. Наличие в хлоргазе примесей водорода вынуждает принимать меры, исключающие возможность образования в процессе сжижения в абгазах взрывоопасных смесей с водородом.
Применяемые на практике методы сжижения хлора можно разделить на три типа:
1. Метод высокого давления, в котором сжижение производится при сравнительно высоком давлении (обычно до 12 ат) и температуре до 25—30 0C При этом может быть достигнута степень сжижения 80—85% без применения специальных холодильных установок.
2. Комбинированный метод сжижения при давлении 3,0—5,0 ат и температуре минус 15 — минус 20 0C
3. Метод глубокого охлаждения, в котором сжижение производится при давлении до 1,7—2,0 ат и температуре минус 35 — минус 40 °С.
Приведенная классификация методов сжижения условна, так как метод глубокого охлаждения является практически одним из вариантов комбинированного метода и отличается от последнего меньшим давлением сжатия, что вызывает необходимость применения более низких температур.
Рис. 6-9. Принципиальные схемы сжижения хлора различными методами:
а — высокого давления; б — комбинированным; « — глубокого охлаждения; 1 — турбокомпрессор, P = 3,5 ат; 2 — турбокомпрессор, P = 12 ат; 3 — конденсатор хлора с водяным охлаждением; 4 — хранилище жидкого хлора; 5 — конденсатор хлора с охлаждением от холодильной установки; б — холодильная установка (і от—15 до—20 °С); 7 .— компрессор P=I — 2,0 ат; 8 — холодильная установка (t — —40 --60 °С).
Метод глубокого охлаждения в настоящее время мало приемлем для многих производств, так как помимо требований экономики производства давление хлора 1,7—2,0 ат недостаточно для многих потребителей. Поэтому для сжатия и транспортирования хлора применяются преимущественно компрессоры на давление 3,0—4,0 ат, что соответствует комбинированному методу сжижения.
Температура сжижения, указанная для различных методов в зависимости от требуемой степени сжижения, состава хлоргаза и ресурсов холода, может существенно изменяться. Помимо того, ни один из указанных методов не пригоден для работы со степенью сжижения 98—99%, для этой цели необходимо применять двухступенчатую схему сжижения с использованием на второй ступени более низких температур.
Ниже будут рассмотрены наиболее распространенные технологические схемы сжижения хлора.
При Сжижении сравнительно небольших количеств хлора и наличии на заводе потребителей абгазов сжижения применяются одноступенчатые схемы сжижения, нашедшие широкое применение в промышленности в прошлые годы. На рис. 6-9 показаны принципиальные схемы одноступенчатого сжижения хлора методами высокого давления, комбинированным и глубокого охлаждения. Как было указано
ранее, зти схемы мало пригодны для получения высоких коэффициентов сжижения.
Для достижения коэффициента сжижения 98—99% методом высо-кого давления с охлаждением конденсаторов водопроводной водой потребовалось бы компримирование хлора до давления 25—30 ат, а при использовании метода глубокого охлаждения при избыточном давлении около 1 ат потребовалось бы применение холодильных машин, работающих при температурах —60-^—70 °С.
Сухой номлримированный А б'газ на санитарнуя ,
- i очистну
азот
А*.
у;
Sr
J г ±
if. х h
¦ft
І
л:
•v
Чіп.
о
..j~
а
Хлоргаз
P = 3.5 am
Рис. 6-10. Принципиальная двухступенчатая схема сжижения хлора комбинированным методом при давлении 3,0—3,5 ат:
1 — турбокомпрессор для фреона; 2 — конденсатор фреона; 3 — поплавковые регуляторы уровня; 4 — конденсатор хлора первой ступени; 5 — смеситель абгаза с азотом; б — теплообменник; 7 — конденсатор хлора второй ступени; 8 — смеситель жидкого хлора; 9 — сборник жидкого хлора; 10 — погружной насос для перекачивания хлора; 11 — конденсатор фреона; 12 — конденсатор-испаритель фреона; із — компрессора для фреона.
-
Давление компримирования .выше 12—15 ат не применяется в хлорной промышленности, С повышением температуры растут затраты на получение холода. Поэтому в современных схемах сжижения хлора с высокой степенью сжижения, получивших распространение в промышленности, используется комбинирование повышенного давления (3—12 ат) и охлаждения от —20 до —60 °С с помощью холодильных установок.
В отличие от схем, изображенных на рис. 6-9, применяется двухступенчатое сжижение хлора, что позволяет конденсировать 80— 90% хлора с использованием дешевого холода на уровне сравнительно высоких температур и расходовать более дорогостоящий низкотемпературный холод только на второй ступени конденсации, где сжижается лишь 10—15% всего хлора.
На рис. 6-10 приведена двухступенчатая схема сжижения хлора комбинированным методом. Хлоргаз после осушки компримируется
до 3,5 ат и подается на сжижение. Первая ступень сжижения осуществляется в конденсаторе, охлаждаемом испаряющимся фреоном, поступающим ^ одноступенчатой холодильной установки при температуре —15 *f- —25 °С. Абгазы после первой ступени разбавляются ааотом для предотвращения образования взрывоопасной смеси с водородом и поступают в конденсатор второй ступени, охлаждаемый фреоном из двухступенчатой холодильной установки при температуре —60 -т- —65 °С. По такой схеме достигается степень сжижения 98—99% при сравнительно небольших затратах глубокого холода.
